專利名稱：堿溶性聚合物、包含其的感光性樹脂組合物及其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用作半導體裝置的表面保護膜、及層間絕緣膜的、作為耐熱性樹脂的 前體的感光性樹脂組合物、使用該感光性樹脂組合物的具有耐熱性的固化浮雕圖案的制造 方法、以及具有該固化浮雕圖案而成的半導體裝置。
背景技術：
在半導體裝置的表面保護膜、以及層間絕緣膜中，廣泛使用兼具優(yōu)異的耐熱性、電 特性、以及機械特性等的聚酰亞胺樹脂。該聚酰亞胺樹脂現在大多以感光性聚酰亞胺前體 組合物的形式提供。在制造半導體裝置的過程中，將該前體組合物涂布到硅片等基板上，進 行基于活性光線的圖案化，顯影，施加熱酰亞胺化處理等，從而可容易地形成作為該半導體 裝置的一部分的表面保護膜、層間絕緣膜等。即，與使用在形成表面保護膜等后需要通過光 刻法來圖案化的現有的非感光性聚酰亞胺前體組合物的制造工藝相比，使用感光性聚酰亞 胺前體組合物的半導體裝置的制造工藝可大幅縮短工序?？墒?，該感光性聚酰亞胺前體組合物在該顯影工序中，需要使用N-甲基-2-吡咯 烷酮等有機溶劑作為顯影液，考慮到近年來的環(huán)境問題的熱潮等，則需要脫有機溶劑對策。 受此影響，直至最近，提出了各種與光致抗蝕劑相同地、可在堿性水溶液中顯影的耐熱性感 光性樹脂材料。其中，在以下的專利文獻1、2中公開了使用PBO前體組合物作為感光性樹脂組合 物的方法，其中該PBO前體組合物是將固化后成為耐熱性樹脂的堿性水溶液可溶性的羥基 聚酰胺，例如聚苯并噁唑(以下也稱為“ΡΒ0”。)前體，與萘醌二疊氮化合物等光酸產生劑 混合而成的。該感光性樹脂組合物的顯影機理利用了下述事實未曝光部的萘醌二疊氮化合物 及PBO前體對堿性水溶液的溶解速度小，相對于此，通過曝光使該感光性重氮醌化合物化 學變化為茚羧酸化合物，曝光部對堿性水溶液的溶解速度變大。利用該曝光部與未曝光部 間的對顯影液的溶解速度的差，可制備由未曝光部構成的浮雕圖案。上述PBO前體組合物通過曝光以及基于堿性水溶液的顯影可形成正型浮雕圖案。 進而通過加熱生成噁唑環(huán)并固化后的PBO膜具有與聚酰亞胺膜同等的熱固化膜特性，因此
PBO前體組合物作為有機溶劑顯影型聚酰亞胺前體組合物的有希望的代替材料而受到注目。同樣地，以下的專利文獻3、4中公開了可堿顯影的、由聚酰胺酸、及聚酰胺酸酯和 萘醌二疊氮化合物構成的感光性樹脂組合物。另外，以下的專利文獻5中提出了可堿顯影的、由含酚性羥基溶劑可溶性聚酰亞 胺(以下也稱為“可溶性PI”。)和萘醌二疊氮化合物構成的感光性樹脂組合物。進而，以下的專利文獻6、7中公開了用羧酸衍生物在側鏈導入交聯基的PBO前體 樹脂，另外，以下的專利文獻8中提出了用氨基化合物衍生物在側鏈導入交聯基的PI前體 樹脂組合物。
而且，以下的專利文獻9中提出了由含有酯鍵的PBO前體聚合物和萘醌二疊氮化 合物構成的感光性樹脂組合物?，F有技術文獻
專利f獻
專利文獻1日本特公平01-046862號公報
專利文獻2日本特開昭63-096162號公報
專利文獻3日本特開昭52-013315號公報
專利文獻4日本特開平02-181149號公報
專利文獻5國際公開第07/029614號小冊子
專利文獻6國際公開第05/068535號小冊子
專利文獻7日本特開2002-167435號公報
專利文獻8日本特開平11-024268號公報
專利文獻9日本特開2007-171945號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題上述文獻記載的現有技術在以下幾點具有改善的余地。與由感光性聚酰亞胺前體組合物構成的表面保護膜及層間絕緣膜相比，現有的半 導體元件的表面保護膜及層間絕緣膜存在由伴隨光敏劑的吸收波長的問題引起的靈敏度 低的問題，伴隨環(huán)化的PBO前體及PI前體由環(huán)化導致的固化收縮大，另外由于環(huán)化前的玻 璃化轉變溫度低，因而在加熱處理顯影后得到的浮雕圖案(以下稱該工序為“固化”。)時 錐角變低，因此在半導體裝置的制造工序中，存在金屬布線等露出而使半導體封裝的可靠 性降低的問題。另外，由于在側鏈含有交聯基的、專利文獻6所示的堿溶性聚合物利用骨架由來 的胺衍生物作為交聯基，因而堿溶性聚合物的i射線(365nm)透射性降低、靈敏度降低。在 側鏈含有交聯基的、專利文獻7所示的堿溶性聚合物為非感光性的聚苯并噁唑。專利文獻8所示的堿溶性聚合物通過以乙二醇鏈連接而在側鏈導入交聯基，但由 于在固化時乙二醇鏈會分解、交聯基部分會脫離，因此可認為沒有環(huán)化時的固化收縮的抑 制效果。因此，本發(fā)明要解決的問題是提供固化收縮低(固化時殘膜率高)的堿溶性聚合 物、及固化后的圖案形狀優(yōu)異的感光性樹脂組合物、使用該組合物的固化浮雕圖案的制造 方法、以及具有該固化浮雕圖案而成的半導體裝置及發(fā)光裝置。用于解決問題的方案本發(fā)明人鑒于上述現有技術問題，進行了深入的研究、反復的實驗，結果發(fā)現，通 過采用具有特定的結構的堿溶性聚合物，可得到解決上述問題的聚合物、及感光性樹脂組 合物，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明如下所述。[1] 一種堿溶性聚合物，其具有由選自由多元羧酸及其衍生物組成的組中的至少一種羧酸化合物與多元氨基化合物合成的結構，以及具有交聯基、且能與所述多元羧酸或其衍生物反應的化合物由來的含交聯基結構。[2]根據前述[1]所述的堿溶性聚合物，前述含交聯基結構為下述通式(1)所示的
結構，[化學式1]
權利要求
1.一種堿溶性聚合物，其具有由選自由多元羧酸及其衍生物組成的組中的至少一種羧酸化合物與多元氨基化合物 合成的結構，以及具有交聯基、且能與所述多元羧酸或其衍生物反應的化合物由來的含交聯基結構。
2.根據權利要求1所述的堿溶性聚合物，所述含交聯基結構為下述通式(1)所示的結構，
3. 一種堿溶性聚合物，其具有選自由下述通式(2)所示的結構、以及下述通式(4)所示 的結構組成的組中的至少一種結構， [化學式2]
4.一種堿溶性聚合物的制造方法，其依次包括以下工序使多元羧酸或其衍生物與含交聯基化合物反應，合成兩末端為羧酸或其衍生物的、具 有含交聯基結構的化合物的工序；使所述兩末端為羧酸或其衍生物的、具有含交聯基結構的化合物與多元氨基化合物縮 聚的工序。
5.一種感光性樹脂組合物，相對于100質量份權利要求1 3的任一項所述的堿溶性 聚合物(A)，其包含1 50質量份光酸產生劑(B)。
6.根據權利要求5所述的感光性樹脂組合物，相對于100質量份所述堿溶性聚合物 (A)，其還包含1 40質量份有機硅化合物(C)。
7.根據權利要求5或6所述的感光性樹脂組合物，其中，所述光酸產生劑(B)為萘醌二 疊氮化合物，相對于100質量份所述堿溶性聚合物(A)，其還包含1 40質量份單羧酸化合 物⑶。
8.根據權利要求5 7的任一項所述的感光性樹脂組合物，相對于100質量份所述堿 溶性聚合物(A)，其還包含1 100質量份酚化合物(E)。
9.根據權利要求5 8的任一項所述的感光性樹脂組合物，相對于100質量份所述堿 溶性聚合物(A)，其還包含1 50質量份由熱引起交聯反應的化合物(F)。
10.根據權利要求5 9的任一項所述的感光性樹脂組合物，所述由熱引起交聯反應的 化合物(F)為選自由環(huán)氧化合物、氧雜環(huán)丁烷化合物、三聚氰胺化合物、鏈烯基化合物、下 述通式(5)所示的結構、下述通式(6)所示的結構、以及下述通式(7)所示的結構組成的組 中的至少一種，[化學式6]
11.根據權利要求5 10的任一項所述的感光性樹脂組合物，相對于100質量份所述 堿溶性聚合物(A)，其還包含0. 1 30質量份由熱產生酸的化合物(G)。
12.—種感光性樹脂組合物，相對于100質量份權利要求1 3的任一項所述的堿溶性 聚合物(A)，其包含0. 5 30質量份光酸產生劑(B)、以及1 50質量份能通過酸的作用 交聯的化合物(H)。
13.根據權利要求12所述的感光性樹脂組合物，所述能通過酸的作用交聯的化合物 (H)為在分子內具有羥甲基或烷氧基甲基的化合物。
14.根據權利要求12或13所述的感光性樹脂組合物，相對于100質量份所述堿溶性聚 合物(A)，其還包含1 20質量份作為敏化劑的化合物(I)。
15.一種權利要求5 14的任一項所述的感光性樹脂組合物的溶液，其還包含有機溶 劑(J)。
16.一種固化浮雕圖案的制造方法，其包括以下工序(1)在基板上形成通過涂布權利要求5 14的任一項所述的感光性樹脂組合物或權利 要求15所述的感光性樹脂組合物的溶液而得到的感光性樹脂層的工序；(2)曝光的工序；(3)顯影的工序；(4)加熱處理所得到的浮雕圖案的工序。
17.一種半導體裝置，其特征在于，具有半導體基板、和設置在該半導體基板上的半導 體元件、和設置在該半導體元件的上部的絕緣膜，該絕緣膜為由權利要求16所述的制造方 法得到的固化浮雕圖案。
18.一種發(fā)光裝置，其特征在于，具有顯示元件用基板、和覆蓋該基板的表面的絕緣膜、 和設置在該顯示元件用基板的上部的顯示元件，該絕緣膜為由權利要求16所述的制造方 法得到的固化浮雕圖案。
全文摘要
本發(fā)明提供堿溶性聚合物、包含其的感光性樹脂組合物及其用途，詳細來說，提供固化收縮低(固化時殘膜率高)的堿溶性聚合物、及固化后的圖案形狀優(yōu)異的感光性樹脂組合物、使用該組合物的固化浮雕圖案的制造方法、以及具有該固化浮雕圖案而成的半導體裝置及發(fā)光裝置。本發(fā)明的堿溶性聚合物，該堿溶性聚合物具有由選自由多元羧酸及其衍生物組成的組中的至少一種羧酸化合物與多元氨基化合物合成的結構，以及具有交聯基、且能與前述多元羧酸或其衍生物反應的化合物由來的含交聯基結構。
文檔編號C08G73/10GK101993537SQ201010254899
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權日2009年8月14日
發(fā)明者湯之口智惠, 澀井智史, 金田隆行 申請人:旭化成電子材料株式會社