本发明专利技术涉及一种负性感光树脂组合物，所述组合物可在碱性显影剂中显影。所述感光树脂组合物包含：（ａ）在聚合物主链的末端具有至少一个选自羧基、酚羟基、磺酸基和巯基的基团的聚酰亚胺；（ｂ）具有可聚合官能团的化合物，所述可聚合官能团包括不饱和的双键和／或三键；和（ｃ）光聚合反应引发剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及一种耐热树脂组合物，所述组合物适用于半导体器件的表面保护膜、半导体器件的中间层绝缘膜、有机电致发光元件的绝缘膜以及用于保护电路板线路的绝缘膜。更具体地讲，本专利技术涉及负性感光树脂组合物、使用所述组合物的电子元件和显示装置，其中所述感光树脂组合物未曝光于紫外光的部分易溶于碱性水溶液中，而已曝光于紫外光的部分不溶于该溶液中。
技术介绍
在半导体行业中，至今仍使用无机材料用作中间层绝缘膜。近些年来，树脂组合物(例如聚酰亚胺或聚苯并噁唑)由于具有极好的耐热性，已用作中间层绝缘膜。但是，在半导体集成电路或印刷电路板上形成图案涉及复杂多样的方法，例如在底材表面上形成抗蚀材料的薄膜，曝光指定的部位，通过蚀刻等除去不需要的部位，随后洗涤底材的表面。因此，开发了一种耐热感光材料，经曝光和显影形成图案后，在需要的地方的抗蚀材料能保留下来并用作绝缘材料。已开发了各种耐热感光材料并用于实际应用，例如感光聚酰亚胺和感光聚苯并噁唑。使用有机溶剂显影的负性感光聚酰亚胺材料具有极好的耐热性，并且杂质可很容易地除去。因此，众多器件制造商使用这种负性感光聚酰亚胺材料。由日本专利公开(未审查)54-109828(1979)和11-24268(1999)的方法制备的这种负性感光聚酰亚胺材料通过交联等显影对比以形成图案，其中将具有感光基团的化合物加至聚酰亚胺前体中或与其混合。这些负性感光聚酰亚胺材料主要设计成适用于使用有机溶剂显影。但是，这些材料不适用于使用碱性水溶液(即氢氧化四甲铵水溶液)显影，由于近些年来的环境意识并且考虑到废液的处理，认为使用碱性水溶液显影问题更少，并且这些材料的溶解性很差。因此，难以形成图案。此外，能用碱性水溶液显影的负性感光聚酰亚胺材料必须包含碱溶性基团作为基础材料。而使用负性和可碱显影的感光聚酰亚胺前体有效地显影后，很难有效地复制图案，所述聚酰亚胺前体通过下述方法制备其中将光活性基团引入聚酰亚胺前体的某些碱溶性基团中(EP 0421195，日本专利公开(未审查)2002-182378)，这是由于引入了光活性基团使得聚合物在碱性显影剂中的溶解性变差。即使在显影后能有效地复制图案，一旦聚酰亚胺前体最终转化为聚酰亚胺的环合反应发生时，薄膜显著地固化和收缩。当使用大于或等于20μm的厚膜时，该薄膜开裂并因此很难使用。虽然将溶解于有机溶剂和碱中的聚酰亚胺显影，但是当将光活性基团引入所述聚合物的某些碱溶性基团时，在显影后很难有效地复制好品质的图案。因此，向组合物中加入光酸产生剂(photo acid generator)或光酸产生剂和酸交联剂，而不是向聚合物中引入光活性基团来制备正性或负性材料(EP 1199604和日本专利公开10-316751(1998))。专利技术公开本专利技术提供了一种使用特定结构的可溶于碱和可溶于有机溶剂的聚酰亚胺的负性感光树脂组合物，其中所述感光树脂组合物未曝光于紫外光的部分易溶于碱性水溶液，而已曝光于紫外光的部分不溶于该溶液。本专利技术还提供了一种组合物，所述组合物使得上述聚酰亚胺在曝光前易溶于碱性显影剂中，而曝光后不溶于其中，因此有效地复制精细的图案。更具体地说，本专利技术涉及一种感光树脂组合物，所述组合物包含(a)在聚合物主链的末端具有至少一个选自羧基、酚羟基、磺酸基和巯基的基团的聚酰亚胺；(b)具有可聚合官能团的化合物，所述可聚合官能团包括不饱和的双键和/或三键；和(c)光聚合反应引发剂。本专利技术可提供一种在该聚合物末端具有碱溶性基团的聚酰亚胺，通过适当地调整聚合物的分子量，使得该聚酰亚胺能溶于碱性溶液和有机溶剂。使用所述聚酰亚胺作为基础聚合物在使用碱性水溶液显影后可不需要通过高温处理进行聚合物的酰亚胺转化(imide conversion)。还可制得一种负性感光树脂组合物，该组合物在形成图案、热收缩、抗裂性、抗应力性和热处理的可行性方面性能好。所得到的组合物特别优选用于半导体器件的表面保护膜、半导体器件的中间层绝缘膜、显示装置的绝缘膜以及用于保护电路板线路的绝缘膜。本说明书包括在日本专利申请2003-156269的说明书和/或附图所公开的部分或全部的内容，该专利为本申请的优先权文件。本专利技术的优选实施方案关于实用性，用于本专利技术的聚酰亚胺不仅溶于有机溶剂，也溶于碱性溶液，原因是该聚合物主链的末端具有碱溶性基团。由于聚酰亚胺结构，无需通过加热或在适当的催化剂的帮助下通过环合反应制备酰亚胺环，这点与聚酰亚胺前体的情况不同。因此，高温处理不是必需的，通过酰亚胺环合由固化和收缩导致的应力小，因此比起使用聚酰亚胺前体，可更容易地形成厚膜。鉴于涉及用于半导体行业的使用碱性显影剂的实际情况，用于本专利技术的聚酰亚胺的碱溶性基团优选为羟基(特别是酚羟基)、巯基或羧基。特别优选酚羟基和巯基。在本专利技术中，树脂组合物可这样制得，向聚酰亚胺中加入具有包含不饱和双键和/或三键的可聚合的官能团的化合物和光聚合反应引发剂，所述聚酰亚胺使用具有碱溶性基团的封端剂合成。该组合物在曝光前易溶于碱性显影剂中，但在曝光后几乎不溶于其中。因此，由于显影引起的膜厚的降低很小，且不必要在使用碱性水溶液显影后通过高温处理进行聚合物的酰亚胺转化。因此，本专利技术的组合物在形成图案、热收缩、抗裂性、抗应力性和热处理的可行性(低温处理)方面性能好。 其中R1表示4价至14价的有机基团；R2表示2价至12价的有机基团；R3和R5可相同或不同，各自表示氢原子或具有至少一个选自酚羟基、磺酸基、巯基的基团的有机基团以及具有1-20个碳原子的有机基团；R4表示2价的有机基团；X和Y各自表示2价至8价的具有至少一个选自羧基、酚羟基、磺酸基和巯基的基团的有机基团；n为3-200的数；m、α和β各自为0-10的整数。在式(1)-(4)中，R1表示酸二酐的结构部分，为4价至14价的有机基团，所述有机基团包括芳环或脂族环。特别优选具有5-40个碳原子的有机基团。酸二酐具体的实例有芳族四酸二酐，例如1，2，4，5-苯四酸二酐、3，3′，4，4′-联苯四酸二酐、2，3，3′，4′-联苯四酸二酐、2，2′，3，3′-联苯四酸二酐、3，3′，4，4′-二苯甲酮四酸二酐、2，2′，3，3′-二苯甲酮四酸二酐、2，2-双(3，4-二羧基苯基)丙烷二酐、2，2-双(2，3-二羧基苯基)丙烷二酐、1，1-双(3，4-二羧基苯基)乙烷二酐、1，1-双(2，3-二羧基苯基)乙烷二酐、双(3，4-二羧基苯基)甲烷二酐、双(2，3-二羧基苯基)甲烷二酐、双(3，4-二羧基苯基)砜二酐、双(3，4-二羧基苯基)醚二酐、1，2，5，6-萘四酸二酐、9，9-双(3，4-二羧基苯基)芴二酐、9，9-双{4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基}芴二酐、2，3，6，7-萘四酸二酐、2，3，5，6-吡啶四酸二酐、3，4，9，10-苝四酸二酐以及2，2-双(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐；脂族四酸二酐，例如丁烷四酸二酐和1，2，3，4-环戊烷四酸二酐；3，3′，4，4′-二苯基砜四酸二酐以及具有下示结构的酸二酐 在该式中，R7表示氧原子或选自C(CF3)2、C(CH3)2和SO2的基团；R8和R9可相同或不同，各自表示选自氢原子、羟基和巯基的基团。在这些化合物中，优选3，3′，4，4′-联苯四酸二酐、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种感光树脂组合物，所述组合物包含：（ａ）在聚合物主链的末端具有至少一个选自羧基、酚羟基、磺酸基和巯基的基团的聚酰亚胺；（ｂ）具有可聚合官能团的化合物，所述可聚合官能团包括不饱和的双键和／或三键；和（ｃ）光聚合反应引发剂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：诹访充史，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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