感光樹(shù)脂組合物、其抗蝕劑層壓體和固化產(chǎn)物(1)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及感光樹(shù)脂組合物，其使得能夠形成具有良好的側(cè)壁形狀和優(yōu)異分辨率 的圖像，由于固化之后內(nèi)應(yīng)力小所以當(dāng)進(jìn)行濕熱試驗(yàn)時(shí)與襯底具有優(yōu)異的粘附性；并涉及 其固化產(chǎn)物。本發(fā)明的感光樹(shù)脂組合物的固化產(chǎn)物可用于制造MEMS (微型機(jī)電系統(tǒng)）部件、 μ-TAS (微型全分析系統(tǒng)）部件、微型反應(yīng)器部件、諸如電容器和感應(yīng)器的電子部件的絕緣 層、LIGA部件、微注塑和熱壓花的模具和沖模、微型印刷應(yīng)用的絲網(wǎng)或模板、MEMS和半導(dǎo)體 的封裝部件、生物MEMS和生物光子器件、和印刷電路板。
【背景技術(shù)】
[0002] 在感光樹(shù)脂組合物之中，可適用光刻法的感光樹(shù)脂組合物被稱作光致抗蝕劑并廣 泛地用于半導(dǎo)體、MEMS/微型機(jī)械應(yīng)用等等。在這樣的應(yīng)用中，光刻法通過(guò)在襯底上曝光圖 案并在顯影液中選擇性除去曝光區(qū)或非曝光區(qū)而顯影的相繼步驟進(jìn)行。所述光致抗蝕劑具 有正型和負(fù)型。正型使曝光部分溶解在顯影液中。相反，負(fù)型使曝光部分不可溶。在先進(jìn)
技術(shù)領(lǐng)域，電封裝應(yīng)用和MEMS應(yīng)用不僅需要形成均勻的旋涂膜的能力，而且需要高的厚寬 比、厚膜的垂直側(cè)壁形狀、與襯底的高度緊密粘附性等等。厚寬比從（抗蝕膜厚度V(圖案 線寬度）計(jì)算，作為一種重要性質(zhì)指示光刻性能。
[0003] 根據(jù)專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的具有雙酚A型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂主要成分的 組合物，可形成具有極高分辨率和高的厚寬比的感光圖像、和感光樹(shù)脂的固化產(chǎn)物。然而， 所產(chǎn)生的固化樹(shù)脂產(chǎn)物根據(jù)用途傾向于對(duì)物理應(yīng)力脆弱，間或在內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生時(shí)或發(fā)展期間 發(fā)生龜裂（開(kāi)裂）。因此，所述固化樹(shù)脂產(chǎn)物不僅可能根據(jù)施加樹(shù)脂組合物的襯底種類引起 粘附性降低，而且在有些情況下可能引起固化產(chǎn)物從襯底剝離。由于在固化樹(shù)脂產(chǎn)物中積 聚的應(yīng)力，所有所述問(wèn)題都發(fā)生在所述組合物的固化收縮期間。大的固化收縮在很多情況 下引起襯底彎曲（扭曲）。
[0004] 此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在其上形成有所述固化樹(shù)脂產(chǎn)物的襯底當(dāng)經(jīng)受壓力鍋試驗(yàn) (PCT)、即加速耐久性試驗(yàn)（121°C，100%，50小時(shí)）時(shí)，造成固化樹(shù)脂產(chǎn)物從襯底剝離。因 此，在MEMS封裝、半導(dǎo)體封裝、微型反應(yīng)器形成部件等應(yīng)用中使用所述固化樹(shù)脂產(chǎn)物因耐 久性差造成不便。
[0005] 專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了感光組合物，其包含平均官能團(tuán)數(shù)為1. 5以上的環(huán)氧樹(shù)脂、含羥 基的添加劑和陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑。所述文獻(xiàn)描述了，所述含羥基的添加劑的添加增加了 厚度高達(dá)IOOym的涂膜的撓性，具有減少收縮的效果。然而，所述文獻(xiàn)中公開(kāi)的組合物作 為光致抗蝕劑具有約90 μ m的分辨率，在顯影之后產(chǎn)生在邊緣部分有裙?fàn)顨堅(jiān)驮陧敳坎?分有圓形殘?jiān)母泄鈭D像。因此，所述感光組合物明顯不適合于MEMS封裝、半導(dǎo)體封裝、微 型反應(yīng)器等等。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :美國(guó)專利No. 4, 882, 245
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :美國(guó)專利No. 4, 256, 828 [0010] 非專利文獻(xiàn)
[0011] 非專利文獻(xiàn)I :N. LaBianca和J. D. Gelorme "用于厚膜用途的高厚寬比抗蝕劑 (HIGH ASPECT RATIO RESIST FOR THICK FILM APPLICATIONS)"，Proc. SPIE，2438 卷，846 頁(yè)（1995)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 技術(shù)問(wèn)題
[0013] 鑒于如上所述的情況，本發(fā)明的目的是提供待通過(guò)陽(yáng)離子聚合被固化以用于半導(dǎo) 體和MEMS/微型機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域的環(huán)氧樹(shù)脂組合物，即能夠形成具有高分辨率、低應(yīng)力和足 夠的耐濕熱性并具有垂直側(cè)壁形狀的圖像的感光樹(shù)脂組合物；和/或其層壓體；及其固化 產(chǎn)物。
[0014] 技術(shù)手段
[0015] 通過(guò)深入研宄，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的感光樹(shù)脂組合物可解決所述問(wèn)題。
[0016] 本發(fā)明的各個(gè)方面如下。
[0017] [1],
[0018] 感光樹(shù)脂組合物，其包含：環(huán)氧樹(shù)脂（A)，多元醇化合物（B)，陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑 (C)，和含環(huán)氧基的硅烷化合物（D);
[0019] 其中環(huán)氧樹(shù)脂（A)包含下式（1)表示的苯酚衍生物與表鹵代醇反應(yīng)得到的環(huán)氧樹(shù) 脂（a):
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種感光樹(shù)脂組合物，其包含：環(huán)氧樹(shù)脂（A)，多元醇化合物（B)，陽(yáng)離子光聚合引發(fā) 劑（C)，和含環(huán)氧基的硅烷化合物（D); 其中環(huán)氧樹(shù)脂（A)包含從下式（1)表示的苯酚衍生物與表鹵代醇反應(yīng)得到的環(huán)氧樹(shù)脂 (a)：
和下式（2)表示的環(huán)氧樹(shù)脂（b):
其中m是平均值，表示在2至30范圍內(nèi)的實(shí)數(shù)，&和R 2各自獨(dú)立地表示氫原子、具有1 至4個(gè)碳原子的烷基、或三氟甲基，每個(gè)X獨(dú)立地表示氫原子或縮水甘油基，并且存在的多 個(gè)X中的至少一個(gè)是縮水甘油基；和 多元醇化合物（B)包含下式（3)表示的聚酯多元醇：
其中X是平均值，表示在1至15范圍內(nèi)的實(shí)數(shù)，和R3表示二價(jià)脂族烴基，其可以在所 述烴基的碳鏈內(nèi)含有至少一個(gè)醚鍵； 和/或下式（4)表示的聚酯多元醇：
其中y是平均值，表示在1至6范圍內(nèi)的實(shí)數(shù)，和R4表示三價(jià)脂族烴基，其可以在所述 烴基的碳鏈內(nèi)含有至少一個(gè)醚鍵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光樹(shù)脂組合物，其中相對(duì)于所述環(huán)氧樹(shù)脂（A)的質(zhì)量，所述 多元醇化合物（B)的摻合比是1質(zhì)量％~30質(zhì)量％。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光樹(shù)脂組合物，其中相對(duì)于所述環(huán)氧樹(shù)脂（A)和所述多元 醇化合物⑶的總質(zhì)量，所述陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑（C)的摻合比是0. 1質(zhì)量％~15質(zhì)量％。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光樹(shù)脂組合物，其中所述含環(huán)氧基的硅烷化合物（D)是含 環(huán)氧基的烷氧基硅烷化合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光樹(shù)脂組合物，其中相對(duì)于所述環(huán)氧樹(shù)脂（A)、所述多元醇 化合物（B)和所述陽(yáng)離子光聚合引發(fā)劑（C)的總質(zhì)量，所述含環(huán)氧基硅烷化合物（D)的摻 合比是1質(zhì)量％~15質(zhì)量％。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光樹(shù)脂組合物，其還包含溶劑（E)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的感光樹(shù)脂組合物，其中相對(duì)于包括所述溶劑（E)的感光樹(shù)脂 組合物的總質(zhì)量，所述溶劑（E)的摻合比是5質(zhì)量％~95質(zhì)量％。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的感光樹(shù)脂組合物的固化產(chǎn)物。
9. 一種抗蝕劑層壓體，其包含夾在兩個(gè)襯底之間的根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述 的感光樹(shù)脂組合物。
10. 由根據(jù)權(quán)利要求9所述的抗蝕劑層壓體形成的干膜抗蝕劑的固化產(chǎn)物。
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供：感光環(huán)氧樹(shù)脂組合物和/或所述樹(shù)脂組合物的抗蝕劑層壓體，其使得可以利用光刻法形成具有垂直側(cè)壁形狀和高分辨率、低應(yīng)力和耐濕熱性的圖像；以及所述樹(shù)脂組合物和所述抗蝕劑層壓體的固化產(chǎn)物。本發(fā)明是包含如下的感光樹(shù)脂組合物：(A)環(huán)氧樹(shù)脂；(B)具有特定結(jié)構(gòu)的多元醇化合物；(C)光陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑；和(D)含環(huán)氧基的硅烷化合物。環(huán)氧樹(shù)脂(A)包含：通過(guò)式(1)表示的苯酚衍生物與表鹵代醇反應(yīng)得到的環(huán)氧樹(shù)脂(a)；和式(2)表示的環(huán)氧樹(shù)脂(b)。
【IPC分類】G03F7-004, G03F7-038, G03F7-075
【公開(kāi)號(hào)】CN104769499
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380056176
【發(fā)明人】今泉尚子, 稻垣真也, 本田那央
【申請(qǐng)人】日本化藥株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2013年10月25日
【公告號(hào)】EP2913713A1, WO2014065393A1