[发明专利]感光性树脂组合物、使用其的物品以及负型图案形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及分辨力优良、低成本、且在聚酰亚胺母体的结构上可以应用的选择范围广的感光性树脂组合物，特别涉及可以作为经由通过电磁波的图案形成工序而形成的制品或构件的材料(例如，电子部件、光学制品、光学部件的成形材料、层形成材料或胶粘剂等)适当利用的感光性树脂组合物、使用该树脂组合物制作的物品、以及使用该树脂组合物的负型图案形成方法。

背景技术

一直以来，作为半导体元件的表面保护膜或层间绝缘膜、电子部件的绝缘材料，可以使用耐热性、电特性、机械特性优良的聚酰亚胺树脂(非专利文献1)。

半导体集成电路和印刷基板上的电路图案形成，经由在原材料表面上的抗蚀剂的造膜、对规定部位的曝光、通过蚀刻等除去不需要的部位、基板表面的清洗作业等烦杂且多种的工序来进行，因此，为了简化电路图案的制造工序，期待一种耐热性感光性材料，其可以在通过曝光、显影的图案形成后将需要的部分的抗蚀膜作为绝缘材料直接残留来使用。作为这样的材料，提出了将聚酰亚胺作为基础聚合物的耐热感光性材料。

作为这样的感光性聚酰亚胺，例如在专利文献1中最初提出了由聚酰亚胺母体和重铬酸盐构成的体系。但是，该材料存在具有实用的灵敏度并且膜形成能力高等优点，但另一方面，存在欠缺保存安定性、而且在聚酰亚胺中残存铬离子等缺点，以至于不能实际应用。另外，专利文献2中介绍了在作为聚酰亚胺母体的聚酰胺酸中通过酯键引入有感光性基团的化合物，专利文献3中介绍了将在聚酰亚胺母体上具有甲基丙烯酰基的胺化合物添加到聚酰胺酸中，使氨基与羧基离子键合而成的化合物。但是，以酯键为代表的共价键型感光性聚酰亚胺，作为问题点可以列举出合成工序烦杂、成本高。另外，离子键型感光性聚酰亚胺，作为问题点可以列举如下：由于聚酰亚胺骨架与感光性基团的键合力小，曝光部也溶解，因此膜残留率降低、膜增厚困难(非专利文献2)。另外，这些化合物的大部分是有机溶剂显影性的化合物，考虑到成本方面以及环境负荷方面时，优选为可以通过碱水溶液进行显影的化合物。

这样的聚酰亚胺母体，为了使耐热性、机械特性优良，在基本骨架中使用芳香族类单体。通常，在基本骨架中具有芳香族环的聚酰亚胺母体，由于在波长400nm以下的紫外-可见区域、特别是i射线(波长：365nm)以下的波长区域具有宽吸收带，因此在紫外-可见光照射时透光性低。因而，感光性聚酰亚胺具有如下问题：在曝光部光化学反应不能充分地进行，并且为低灵敏度或图案的形状变差。随着耐热感光性材料的应用范围变宽，材料要求变得多种多样，要求感光性聚酰亚胺具有厚膜形成能力。在形成图案为厚膜的情况下，透光性低的问题变得更加深刻。因此，为了实现膜物性以及灵敏度方面均优良的耐热性感光性树脂，在g射线(波长：436nm)、h射线(波长：405nm)、i射线(波长：365nm)区域具有光反应活性的感光性系统的构成是必不可少的，特别优选在g射线(波长：436nm)、h射线(波长：405nm)区域具有光反应活性的感光性系统的构成。

近年来，作为新型图案形成材料之一，光产碱剂备受瞩目。例如在非专利文献3中公开了2-硝基苄氧羰基环己胺作为光产碱剂。但是，该化合物不具有对h射线的灵敏度，因此难以通过h射线产生碱。

另外，在专利文献4中公开一种潜在固化性环氧树脂组合物，其包含环氧树脂和在分子内具有2个以上由以下通式表示的基团的化合物。但是，在专利文献4中仅仅公开了：使用超高圧水银灯对该环氧树脂组合物进行光照射，然后加热，由此得到的组合物固化。

(上述式中，R为氢、烷基或芳基)。

另外，在专利文献5中公开了一种抗蚀剂形成材料，其使用2-硝基-4，5-二甲氧基苄氧羰基环己胺和苯乙烯-丙烯酸共聚物作为产生碱的化合物。但是，在专利文献5中公开的产生碱的化合物，虽然对i射线具有灵敏度，但没有记载对h射线具有灵敏度。

另外，在专利文献6中公开了含有光产碱剂和聚酰亚胺母体的感光性树脂组合物。

专利文献1：日本特公昭49-17374号公报

专利文献2：日本特公昭55-30207号公报

专利文献3：日本特开昭54-145794号公报

专利文献4：日本特公昭51-46159号公报

专利文献5：日本特开平6-345711号公报

专利文献6：日本特开2006-189591号公报

非专利文献1：「最新聚酰亚胺～基础与应用」，株式会社エヌ一·テイ一·エス，2002年，p.327～338

非专利文献2：「电子部件用高分子材料的最新动向III」，株式会社住ベテクノリサ一チ，2004年，p.36～39