[发明专利]正光敏树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种正光敏树脂组合物。更具体地说，本发明涉及 一种正光敏树脂组合物，其具有高敏感度和分离度(分辨率)、良 好的图案形成能力、低薄膜收缩率、高残余物去除力、以及热固化 后极好的机械性能。

背景技术

用于半导体器件的常规的表面保护层和层间绝缘层包括聚酰 亚胺树脂，其具有极好的耐热性和电特性、机械特性等。

聚酰亚胺树脂最近已用作一种形式的光敏聚酰亚胺前体组合 物，并且通过将聚酰亚胺前体组合物涂布在半导体器件上、借助于 紫外(UV)线进行图案化、显影、以及对其进行热酰亚胺化，则其可 以被涂布并形成表面保护层、层间绝缘层等。因此，和常规非光敏 聚酰亚胺前体组合物相比，它可以显著缩短工艺。

光敏聚酰亚胺前体组合物可以用作正型，其中曝光部分通过显 影被溶解，以及负型，其中曝光部分被固化和保留。优选使用正型， 因为它可以通过无毒碱性水溶液加以显影。正光敏聚酰亚胺前体组 合物包括聚酰胺酸的聚酰亚胺前体、重氮萘醌的光敏材料等。然而， 正光敏聚酰亚胺前体组合物存在以下问题：由于所使用的聚酰胺酸 的碳酸过分地高度可溶于碱，所以不能获得所期望的图案。

为解决此问题，已提出一种材料，通过用具有至少一个羟基基 团的醇化合物来酯化聚酰胺酸(polyamidic acid)，从而将酚类羟基 酸引入上述材料来代替碳酸(参见日本专利公开第H10-30739号)， 但这种材料不能被充分地显影，这导致以下问题：层减小或树脂从 基质(衬底)脱层。

最近，已关注一种材料(日本专利公开第S63-96162号)，其中 聚苯并噁唑前体与重氮萘醌化合物进行混合，但当实际使用聚苯并 噁唑前体组合物时，未曝光部分的层减小会显著增大，所以难以在 显影过程以后获得所期望的图案。为了对此进行改善，如果增加聚 苯并噁唑前体的分子量，则会降低未曝光部分的层减小量，但会产 生显影残余物(废物)，以致它会恶化分辨率并延长在曝光部分上的 显影持续时间。

为了解决上述问题，已有报道，通过将某种酚化合物加入聚苯 并噁唑前体组合物中可以抑制层减小(日本专利公开第H9-302221 号和日本专利公开第2000-292913号)。然而，抑制未曝光部分的减 小量的效果是不够的，所以需要进行研究，以增大抑制层减小的效 果，以及防止产生显影残余物(废物)。此外，加入酚类以调节溶解 性，但它们引起以下问题：在热固化期间在高温下它们会被分解或 产生副反应，结果严重损害已固化薄膜的机械性能。因此，需要研 究可以代替它的溶解控制剂。

此外，当这种聚酰亚胺或聚苯并噁唑前体组合物被制备成热固 化薄膜时，通过持久地保留在半导体器件中并作为表面保护层，热 固化薄膜应特别具有极好的机械性能如拉伸强度、伸长率、以及杨 氏模量。尤其是，因为封装半导体的方法正获得快速发展，所以用 于表面保护层的聚酰亚胺或聚苯并噁唑应具有更为改善的机械性 能以与这种发展一致。然而，通常使用的聚酰亚胺或聚苯并噁唑前 体倾向于具有不适当的机械性能，尤其是伸长率。因此，为了解决 该问题，已有报道，可以向其中加入各种添加剂或可以使用在热固 化期间可交联的前体化合物。

然而，上述研究可以改善机械性能，尤其是伸长率，但不能实 现光特性如敏感度、分辨率等。因此，需要研究这样的方法，其并 不恶化这些光特性并且获得极好的机械性能。

发明内容

本发明的一种示例性实施方式提供了一种正光敏树脂组合物， 其具有高敏感度和分辨率、良好的图案形成能力、低薄膜收缩率、 高残余物去除力、以及热固化以后极好的机械性能。

本发明的另一种实施方式提供了利用正光敏树脂组合物制成 的光敏树脂薄膜。本发明的一种进一步的实施方式提供了包括光敏 树脂薄膜的半导体器件。

本发明的实施方式并不限于上述技术目的，并且本领域普通技 术人员可以明了其它技术目的。

根据本发明的一种实施方式，提供了一种正光敏树脂组合物， 该组合物包括(A)第一聚苯并噁唑前体，其包括以下化学式1的重复 单元和在至少一个末端的可热聚合官能团；(B)第二聚苯并噁唑前 体，其包括以下化学式3的重复单元；(C)光敏重氮醌(diazoquinone) 化合物；(D)硅烷化合物；以及(E)溶剂。

[化学式1]

在以上化学式1中，