正型感光性树脂组成物、硬化膜及其制造方法、图案、MEMS结构体制造方法、干及湿蚀刻方法技术

本发明专利技术提供一种正型感光性树脂组成物、硬化膜及其制造方法、图案、MEMS结构体制造方法、干及湿蚀刻方法。所述正型感光性树脂组成物即使在对所形成的图案进行烘烤后，也能形成矩形或接近矩形的轮廓。本发明专利技术使用正型感光性丙烯酸系树脂，该正型感光性丙烯酸系树脂在主链末端上含有羧基，且含有具有3元环及/或4元环的环状醚基的重复单元，在碱性显影液中为不溶或难溶性，且通过酸的作用而变得可溶于碱性显影液中。

【技术实现步骤摘要】
正型感光性树脂组成物、硬化膜及其制造方法、图案、MEMS结构体制造方法、干及湿蚀刻方法
本专利技术涉及一种正型感光性丙烯酸系树脂及使用该正型感光性丙烯酸系树脂的正型感光性树脂组成物。进而，本专利技术涉及一种使用正型感光性树脂组成物制造而成的硬化膜及其制造方法。另外，本专利技术涉及一种使用正型感光性树脂组成物的图案形成方法、微机电系统(MicroElectroMechanicalSystems，MEMS)结构体的制造方法、干式蚀刻方法及湿式蚀刻方法。进而，本专利技术涉及一种正型感光性丙烯酸系树脂的制造方法。
技术介绍
在液晶显示装置及有机电致发光(Electroluminescent，EL)显示装置等显示装置、层间绝缘膜、半导体元件、MEMS等的制作步骤中，使用感光性树脂组成物。特别是化学增幅型正型抗蚀剂，由于解析度高且感度高，因此被频繁使用。作为以前的感光性树脂组成物，例如在日本专利特开平10-73923号公报中揭露了一种蚀刻抗蚀剂用正型感光性树脂组成物，在日本专利特开平10-026829号公报中揭露了一种蚀刻抗蚀剂用正型感光性树脂组成物，在日本专利特表2008-533510号公报中揭露了使用牺牲层抗蚀剂来制作MEMS结构体的一例，在日本专利特开2004-264623号公报中揭露了一种微透镜形成剂用途的正型层间绝缘膜材料用树脂组成物，在日本专利特开2009-104040号公报、日本专利特开2010-111803号公报及日本专利特开2005-122035号公报中揭露了在粘合聚合物的主链末端具有特征的感光性树脂组成物。例如，若为制作MEMS时的牺牲层抗蚀剂，则抗蚀剂形状直接反映在上部的积层结构中，故抗蚀剂的形状控制较为重要。另外，在用作干式蚀刻步骤中的蚀刻抗蚀剂时，为了实现通过蚀刻来制作精密的图案，要求形成接近矩形的斜角(taperangle)大的轮廓(profile)。进而，要求在干式蚀刻或湿式蚀刻步骤中不发生抗蚀剂膜膨润而剥离或溶解而消失的情况般的某种程度的耐溶剂性、耐化学品性、机械强度等耐久性。在用作厚膜抗蚀剂的情况下，为了在显影步骤中获得适当的图案而要求高感度，另外，厚膜的情况下，热流动或硬化收缩的影响变大，因此轮廓控制技术变得更重要。此外，所谓厚膜，可以例示溶剂除去后的干燥膜厚为4μm～100μm的抗蚀剂的使用形态。对于以前的蚀刻抗蚀剂来说，若进行为了使硬化膜强度提高的烘烤步骤，则难以获得矩形或接近矩形的轮廓。例如，日本专利特开平10-73923号公报中记载的感光性树脂组成物有由于烘烤时的热流动而无法获得矩形轮廓的问题。另外，在日本专利特开2004-264623号公报中，反而图案及锥形的曲线性越良好则评价越良好，锥形形状越为矩形则评价越差。本专利技术所欲解决的课题在于提供一种即使对所形成的图案进行烘烤后也可形成矩形或接近矩形的轮廓的正型感光性树脂组成物。另外，在日本专利特开2009-104040号公报、日本专利特开2010-111803号公报及日本专利特开2005-122035号公报中，揭露了一种使用在主链末端导入了相互作用基的聚合物的正型感光性树脂组成物，但本案专利技术人研究得知，矩形性或斜角有问题。本专利技术是将解决所述课题作为目的，且将提供一种正型感光性丙烯酸系树脂作为目的，该正型感光性丙烯酸系树脂可以提供一种即使对所形成的图案进行烘烤后也能形成矩形或接近矩形的轮廓的正型感光性树脂组成物。
技术实现思路
在所述课题下，本案专利技术人进行了研究，结果发现，通过使用以下的聚合物作为感光性树脂组成物的聚合物(粘合剂)成分，可以提供一种即使对所形成的图案进行烘烤后也能形成矩形或接近矩形的轮廓的正型感光性树脂组成物，所述聚合物含有具有3元环或4元环的环状醚基的重复单元，且在主链的末端具有羧基。关于此种共聚物即使在对所形成的图案进行烘烤后也能形成矩形或接近矩形的轮廓的理由，一般认为，通过烘烤而聚合物主链末端的羧基与3元环或4元环进行交联反应，由此相较于单纯地于聚合物侧链上存在羧基，聚合物更规则地排列而进行交联。具体来说，所述课题是通过以下的构成＜1＞、优选通过＜2＞～＜20＞来解决。＜1＞一种正型感光性树脂组成物，其特征在于含有丙烯酸系树脂，该丙烯酸系树脂在主链末端含有羧基，且含有具有3元环及/或4元环的环状醚基的重复单元，在碱性显影液中为不溶或难溶性，且通过酸的作用而变得可溶于碱性显影液中。＜2＞根据＜1＞所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：所述丙烯酸系树脂中，具有3元环及/或4元环的环状醚基的重复单元是以通式(1)所表示，通式(1)通式(1)中，R1表示氢原子或烷基，L表示2价的连结基，R2～R4分别表示氢原子、烷基或苯基；n表示1或2；R2、R3或R4也可以与L所具有的取代基键合而形成环。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的正型感光性树脂组成物，其中所述丙烯酸系树脂的重量平均分子量为5000以上。＜4＞根据＜1＞至＜3＞中任一项所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：所述丙烯酸系树脂除了含有所述具有3元环及/或4元环的环状醚基的重复单元以外，进一步含有具有羧基或酚性羟基经酸分解性基保护所得的残基的重复单元。＜5＞根据＜1＞至＜4＞中任一项所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于进一步含有光酸产生剂。＜6＞根据＜5＞所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于光酸产生剂为鎓盐及/或肟磺酸酯。＜7＞根据＜1＞至＜6＞中任一项所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于进一步含有交联剂。＜8＞根据＜1＞至＜7＞中任一项所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于进一步含有溶剂。＜9＞一种硬化膜，其特征在于：其是对根据＜1＞至＜8＞中任一项所述的正型感光性树脂组成物赋予光及热的至少一种而硬化所得。＜10＞根据＜9＞所述的硬化膜，其特征在于：其为层间绝缘膜。＜11＞一种硬化膜的形成方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将如＜1＞至＜8＞中任一项所述的正型感光性树脂组成物涂布在基板上的步骤；(2)从所涂布的正型感光性树脂组成物中除去溶剂的步骤；(3)利用活性放射线对除去了溶剂的正型感光性树脂组成物进行曝光的步骤；(4)利用水性显影液对经曝光的正型感光性树脂组成物进行显影的步骤；及(5)对经显影的正型感光性树脂组成物进行热硬化的后烘烤步骤。＜12＞根据＜11＞所述的硬化膜的形成方法，其特征在于：在所述曝光步骤中的曝光后，不进行加热处理而进行所述显影步骤。＜13＞根据＜1＞至＜8＞中任一项所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：其为蚀刻抗蚀剂用。＜14＞根据＜1＞至＜8＞中任一项所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：其为MEMS用结构构件用。＜15＞一种图案形成方法，其特征在于包括以下步骤：膜形成步骤，从根据＜1＞至＜8＞中任一项所述的正型感光性树脂组成物中除去溶剂而形成膜；曝光步骤，利用活性光线将所述膜曝光成图案状；显影步骤，利用水性显影液对经曝光的所述膜进行显影而形成图案；及烘烤步骤，对所述图案进行加热。＜16＞根据＜15＞所述的图案形成方法，其特征在于：在所述显影步骤后、且在所述烘烤步骤之前，包括利用活性光线对所述图案进行曝光的后曝光步骤。＜17＞一种MEMS结构体的制造方法，其特征在于包括以下步骤：将通过根据＜15＞或＜16＞所述的图案形成方法制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正型感光性树脂组成物，其特征在于，含有丙烯酸系树脂，该丙烯酸系树脂在主链末端含有羧基，且含有具有3元环及/或4元环的环状醚基的重复单元，在碱性显影液中为不溶或难溶性，且通过酸的作用而变得可溶于碱性显影液中。

【技术特征摘要】
2011.09.22 JP 2011-206865;2012.07.06 JP 2012-15211.一种正型感光性树脂组成物，其特征在于，含有丙烯酸系树脂，该丙烯酸系树脂在主链末端含有羧基，且含有具有3元环及/或4元环的环状醚基的重复单元，在碱性显影液中为不溶或难溶性，且通过酸的作用而变得可溶于碱性显影液中；其中所述具有3元环及/或4元环的环状醚基的重复单元为选自以下结构的重复单元、及以通式(1)所表示的重复单元中的至少一种：其中所述结构为：其中所述通式(1)为：通式(1)中，R1表示氢原子或烷基，L表示2价连结基，R2～R4分别表示氢原子、烷基或苯基；n表示1或2；R2、R3或R4也可以与L所具有的取代基键合而形成环。2.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：所述丙烯酸系树脂的重量平均分子量为5000以上。3.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：所述丙烯酸系树脂除了含有所述具有3元环及/或4元环的环状醚基的重复单元以外，进一步含有具有羧基或酚性羟基经酸分解性基保护所得的残基的重复单元。4.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：进一步含有光酸产生剂。5.根据权利要求4所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：光酸产生剂为鎓盐及/或肟磺酸酯。6.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：进一步含有热交联剂。7.根据权利要求6所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：所述热交联剂是环氧树脂。8.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：进一步含有溶剂。9.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：所述丙烯酸系树脂的重量平均分子量为5000以上，且所述正型感光性树脂组成物除了含有所述具有3元环及/或4元环的环状醚基的重复单元以外，进一步含有具有羧基或酚性羟基经酸分解性基保护所得的残基的重复单元。10.根据权利要求9所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：所述羧基或酚性羟基经酸分解性基保护所得的残基是羧基或酚性羟基经下述式(a1-1)所表示的缩醛或缩酮保护所得的残基，式(a1-1)中，R1及R2分别独立表示氢原子或烷基，其中将R1与R2均为氢原子的情况除外，R3表示烷基，R1或R2与R3也可以连结而形成环状醚，波线部分表示与其他结构的键合位置。11.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于：进一步含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：下野胜弘，米泽裕之，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：