膜形成用組合物及其膜、以及使用其的有機(jī)半導(dǎo)體元件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于在有機(jī)半導(dǎo)體膜上進(jìn)行涂布形成的膜形成用組合物及其膜、W及 使用其的有機(jī)半導(dǎo)體元件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)半導(dǎo)體是顯示半導(dǎo)體的性質(zhì)的有機(jī)物，已知有并五苯、蔥、并四苯、獻(xiàn)菁等有 機(jī)低分子、聚乙烘系導(dǎo)電性高分子、聚對(duì)苯撐及其衍生物、聚苯乙烘及其衍生物等聚苯撐系 導(dǎo)電性高分子、聚化咯及其衍生物、聚嚷吩及其衍生物、聚巧喃及其衍生物等雜環(huán)系導(dǎo)電性 高分子、聚苯胺及其衍生物等離子性導(dǎo)電性高分子等有機(jī)半導(dǎo)體、有機(jī)電荷移動(dòng)絡(luò)合物等。 尤其，有機(jī)低分子半導(dǎo)體、聚嚷吩等能夠濕式涂布的有機(jī)半導(dǎo)體還可W在有機(jī)聚合物基板 等有機(jī)基體上成膜，如果在形成于有機(jī)材料上的有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成電路，則能夠制造具 有彎曲性的有機(jī)電致變色顯示器等。
[0003] 在半導(dǎo)體元件的制造中，會(huì)進(jìn)行將半導(dǎo)體膜微細(xì)加工（W下有時(shí)稱為圖案加工。） 成期望的半導(dǎo)體電路的操作，并設(shè)置用于在微細(xì)加工時(shí)保護(hù)半導(dǎo)體膜、W及用于保護(hù)微細(xì) 加工后的電路圖案的膜。
[0004] 通常，對(duì)于半導(dǎo)體電路，使用光刻法，通過(guò)曝光和顯影對(duì)涂布在半導(dǎo)體膜上的抗蝕 劑膜進(jìn)行圖案化，然后通過(guò)干式蝕刻或濕式蝕刻對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案加工，所述光刻法是 隔著光掩?；蜓谀５葘⑼坎加懈泄庑晕镔|(zhì)（抗蝕劑）的基板面曝光為圖案，形成由被曝光 的部位和未被曝光的部位構(gòu)成的圖案的技術(shù)。 陽(yáng)〇化]有機(jī)半導(dǎo)體元件的制造中，不僅使用光刻法，還使用利用凸版、凹版、平版、或絲網(wǎng) 等的印刷法、尤其是將刻在模具上的微小凹凸按壓于涂布在基板上的膜而進(jìn)行轉(zhuǎn)印的技術(shù) 即壓印法，將模具圖案轉(zhuǎn)印到膜上之后，對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻處理，進(jìn)行圖案加工。
[0006] 利用濕式蝕刻對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案加工時(shí)，在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成用于保護(hù) 有機(jī)半導(dǎo)體膜免受作為剝離用溶劑的蝕刻劑影響的膜。作為用于形成膜的膜形成用組合物 所要求的條件，可列舉出兩個(gè)重要的條件。第1條件是，能夠溶解于不會(huì)使有機(jī)半導(dǎo)體膜溶 解和溶脹的溶劑中并在有機(jī)半導(dǎo)體膜上濕式成膜。第2條件是，在對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖 案加工時(shí)，前述濕式成膜而得到的膜會(huì)保護(hù)有機(jī)半導(dǎo)體膜而使得蝕刻不會(huì)波及至被覆的有 機(jī)半導(dǎo)體。然而，難W得到同時(shí)滿足運(yùn)兩個(gè)條件的膜形成用組合物。
[0007] 蝕刻有利用真空裝置中的等離子體照射等的干式蝕刻和利用溶劑的濕式蝕刻，但 有機(jī)半導(dǎo)體膜可溶于蝕刻劑，因此濕式蝕刻簡(jiǎn)便。通常，有機(jī)半導(dǎo)體在結(jié)構(gòu)中含有芳香環(huán)基 團(tuán)或雜環(huán)基團(tuán)，因此易溶于苯、甲苯或二甲苯等芳香族系溶劑。
[0008] 專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻而制成半導(dǎo)體電路圖案 時(shí)不被蝕刻劑侵蝕的耐蝕刻劑性優(yōu)異的膜形成用組合物及其膜。
[0009] 專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了電特性的穩(wěn)定性優(yōu)異的有機(jī)半導(dǎo)體元件的制造方法和有機(jī)半 導(dǎo)體元件，作為制造有機(jī)半導(dǎo)體元件時(shí)在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成膜的材料，使用含有選自碳 酸亞丙醋、乙臘、二甲基亞諷的至少I種有機(jī)溶劑和可溶于有機(jī)溶劑的有機(jī)化合物的膜形 成液。
[0010] 專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了光反應(yīng)性高且能夠圖案化、并且能夠形成疏水性高且介電特性 優(yōu)異的被膜的感光性樹(shù)脂組合物及其薄膜W及圖案形成方法，作為感光性樹(shù)脂組合物的溶 劑，例如可列舉出醇類、控類、面化控類、酸類、醋類、酬類、溶纖劑類、卡必醇類、二醇酸醋 類、酷胺類、亞諷類或臘類等。
[0011] 然而，對(duì)于專利文獻(xiàn)1所記載的在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成膜的材料中使用的有機(jī)溶 劑、專利文獻(xiàn)2所記載的在感光性樹(shù)脂組合物中使用的溶劑，難W斷言必定不會(huì)對(duì)有機(jī)半 導(dǎo)體膜造成影響。要求兼具能夠涂布成膜而不會(huì)浸入有機(jī)半導(dǎo)體膜、能夠通過(guò)光刻法或壓 印法等進(jìn)行圖案加工的膜形成用組合物及其膜。
[0012] 另外，在專利文獻(xiàn)3中，作為能夠溶于多數(shù)通用溶劑且能夠得到透明的涂布膜的、 包含主鏈的環(huán)結(jié)構(gòu)飽和的全氣基團(tuán)的含氣共聚物，公開(kāi)了使八氣環(huán)戊締與具有聚合性雙鍵 的化合物聚合而得到的含氣共聚物。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)
[0015] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2012-74616號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2011-180269號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2001-122928號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
W化]發(fā)巧要解決的間顆
[0019] 本發(fā)明的目的在于，提供能夠在有機(jī)半導(dǎo)體膜上將膜涂布成膜而不會(huì)浸入有機(jī)半 導(dǎo)體膜、能夠通過(guò)光刻法或壓印法等進(jìn)行圖案加工、對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體膜進(jìn)行濕式蝕刻并圖案 加工成半導(dǎo)體電路時(shí)不會(huì)被蝕刻劑侵蝕的膜和其中使用的膜形成用組合物、及使用該膜的 有機(jī)半導(dǎo)體元件的制造方法。
[0020] 用于解決間顆的方案
[0021] 本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2記載的溶劑 相比，含氣控或含氣酸等氣系溶劑對(duì)能夠濕式涂布的有機(jī)半導(dǎo)體膜的溶解和溶脹等的影響 少?；谠撘?jiàn)解，本發(fā)明人等尋求了對(duì)含氣控或含氣酸等氣系溶劑為可溶、且對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體 膜進(jìn)行蝕刻并進(jìn)行圖案加工時(shí)不會(huì)被蝕刻劑侵蝕的氣樹(shù)脂。其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了用于在有機(jī)半 導(dǎo)體膜上形成氣樹(shù)脂膜的氣樹(shù)脂和用于將其溶解的氣系溶劑，得到了包含運(yùn)些氣樹(shù)脂和氣 系溶劑的膜形成用組合物，從而完成了本發(fā)明。
[0022] 本發(fā)明為膜形成用組合物及其膜、W及使用其的有機(jī)半導(dǎo)體元件的制造方法，所 述膜形成用組合物使用對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體膜的溶解或溶脹等影響極小的氣系溶劑，使對(duì)該氣系 溶劑為可溶解且耐蝕刻劑性優(yōu)異的特定的氣樹(shù)脂溶解而得到，用于在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成 氣樹(shù)脂膜。若使用本發(fā)明的膜形成用組合物，則能夠進(jìn)行濕式涂布而不會(huì)浸入在無(wú)機(jī)基板 或有機(jī)聚合物基板上形成的有機(jī)半導(dǎo)體膜和有機(jī)聚合物基板，能夠在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成 氣樹(shù)脂膜。該氣樹(shù)脂膜能夠通過(guò)光刻、印刷、例如壓印法而圖案化，難W溶于在對(duì)下層的有 機(jī)半導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻時(shí)使用的控系溶劑或芳香族系溶劑、例如苯、甲苯或二甲苯等蝕刻劑， 能夠進(jìn)行有機(jī)半導(dǎo)體膜的圖案化，可W應(yīng)用于有機(jī)半導(dǎo)體元件的制造方法。
[0023] 目P，本發(fā)明包括下述的技術(shù)方案1~23。
[0024] [技術(shù)方案U
[0025] 一種膜形成用組合物，其為用于在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成膜的膜形成用組合物，其 包含：含有式（1)表示的重復(fù)單元和通式（2)表示的重復(fù)單元的氣樹(shù)脂、W及氣系溶劑。
[0026]
[0027](式中，Ri為碳數(shù)1~15的直鏈狀、碳數(shù)3~15的支鏈狀或碳數(shù)3~15的環(huán)狀 的控基。Ri的控基中的氨原子的至少1個(gè)可W被氣原子或氯原子取代，Ri可W具有徑基。） 陽(yáng)0測(cè)[技術(shù)方案引
[0029] 技術(shù)方案1的膜形成用組合物，其中，氣系溶劑含有含氣控或含氣酸。
[0030] [技術(shù)方案引
[0031] 技術(shù)方案2的膜形成用組合物，其中，氣系溶劑含有碳數(shù)4~8的直鏈狀、支鏈狀 或環(huán)狀的控且控中的氨原子的至少1個(gè)被氣原子取代的含氣控作為含氣控。 陽(yáng)0巧[技術(shù)方案"
[0033] 技術(shù)方案2的膜形成用組合物，其中，氣系溶劑含有通式（3)表示的含氣酸作為含 氣酸。
[0034] R2-0-R3 0)
[00對(duì)（式中，R2為碳數(shù)1~15的直鏈狀、碳數(shù)3~15的支鏈狀或碳數(shù)3~15的環(huán)狀的 控基，控基中的氨原子的至少1個(gè)可W被氣原子取代。R3為碳數(shù)1~15的直鏈狀、碳數(shù)3~ 15的支鏈狀或碳數(shù)3~15的環(huán)狀的控基，基團(tuán)中的氨原子的至少1個(gè)被氣原子取代。）
[0036] [技術(shù)方案引
[0037] 技術(shù)方案1~4的膜形成用組合物，其中，氣系溶劑還含有通式（4)表示的含氣 醇。
[0038] R4-0H (4)
[0039] (式中，R4為碳數(shù)1~15的直鏈狀、碳數(shù)3~15的支鏈狀或碳數(shù)3~15的環(huán)狀 的控基，控基中的氨原子的至少1個(gè)被氣原子取代。） 柳4〇][技術(shù)方案6]
[0041] 技術(shù)方案1~5的膜形成用組合物，其含有含氣率為30質(zhì)量％W上且65質(zhì)量％ W下的氣樹(shù)脂作為氣樹(shù)脂。 陽(yáng)0創(chuàng)[技術(shù)方案7]
[0043] 技術(shù)方案1~6的膜形成用組合物，其含有含氣率為50質(zhì)量％W上且70質(zhì)量％ W下的氣系溶劑作為氣系溶劑。 柳44][技術(shù)方案引 W45] -種氣樹(shù)脂膜，其是將技術(shù)方案1~7的膜形成用組合物涂布在有機(jī)半導(dǎo)體膜上 而形成的。
[0046][技術(shù)方案9]
[0047] 一種有機(jī)半導(dǎo)體元件的制造方法，其包括如下的工序：將技術(shù)方案1~7的膜形 成用組合物涂布在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成氣樹(shù)脂膜的工序、對(duì)該氣樹(shù)脂膜進(jìn)行圖案加工的工 序、W及通過(guò)蝕刻對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案加工的工序。 引[技術(shù)方案10]
[0049] 技術(shù)方案9的制造方法，其中，在對(duì)氣樹(shù)脂膜進(jìn)行圖案加工的工序中使用光刻法。
[0050] [技術(shù)方案11]
[0051] 技術(shù)方案9的制造方法，其中，在對(duì)氣樹(shù)脂膜進(jìn)行圖案加工的工序中使用印刷法。 陽(yáng)05引[技術(shù)方案切
[0053] 技術(shù)方案9的制造方法，其中，在對(duì)膜進(jìn)行圖案加工的工序中使用壓印法。
[0054][技術(shù)方案13] 陽(yáng)化5] 技術(shù)方案9~12的制造方法，其中，通過(guò)蝕刻對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案加工的工 序是通過(guò)使用了控系溶劑或芳香族系溶劑的濕式蝕刻對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案加工的工 序。
[0056][技術(shù)方案14]
[0057] 技術(shù)方案13的制造方法，其中，芳香族系溶劑為苯、甲苯或二甲苯。 陽(yáng)〇5引[技術(shù)方案切
[0059] 技術(shù)方案9~14的制造方法，其包括將氣樹(shù)脂膜去除的工序。 W60][技術(shù)方案16]
[0061] 技術(shù)方案15的制造方法，其中，將氣樹(shù)脂膜去除的工序?yàn)槭箽鈽?shù)脂膜溶解到氣系 溶劑中的工序。 陽(yáng)06引[技術(shù)方案17] 陽(yáng)063] 技術(shù)方案16的制造方法，其中，氣系溶劑含有含氣控或含氣酸。 W64][技術(shù)方案1引 陽(yáng)0化]技術(shù)方案17的制造方法，其中，氣系溶劑含有碳數(shù)4~8的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀 的控且控中的氨原子的至少1個(gè)被氣原子取代的含氣控作為含氣控。
[0066][技術(shù)方案19]
[0067] 技術(shù)方案17的制造方法，其中，氣系溶劑含有通式（3)表示的含氣酸作為含氣酸。
[0068] R2-0-R3 0)
[0069] (式中，R2為碳數(shù)1~15的直鏈狀、碳數(shù)3~15的支鏈狀或環(huán)狀的控基，控基中 的氨原子的至少1個(gè)可W被氣原子取代。R3為碳數(shù)1~15的直鏈狀、碳數(shù)3~15的支鏈 狀或環(huán)狀的控基，基團(tuán)中的氨原子的至少1個(gè)被氣原子取代。）
[0070] [技術(shù)方案20]
[0071] 技術(shù)方案16~19的制造方法，其中，氣系溶劑還含有通式（4)表示的含氣醇，
[0072] R4-OH (4)
[0073] (式中，R4為碳數(shù)I~15的直鏈狀、碳數(shù)3~15的支鏈狀或環(huán)狀的控基，控基中 的氨原子的至少1個(gè)被氣原子取代。）
[0074] [技術(shù)方案21]
[00巧]一種有機(jī)半導(dǎo)體元件，其是通過(guò)技術(shù)方案9