[发明专利]正型光敏树脂组合物，使用其制备的光敏树脂膜，以及包括该光敏树脂膜的半导体器件

说明书

相关申请的引用 

本申请要求于2010年12月31日提交向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2010-0140593号的优先权以及权益，其全部内容以引用方式结合于本文。 

技术领域

本发明涉及一种正型光敏树脂组合物、利用该组合物制备的光敏树脂膜、以及包括该光敏树脂膜的半导体器件。 

背景技术

用于半导体器件的常规表面保护层和层间的绝缘层包括具有优异的耐热性、电特性、机械特性等的聚酰亚胺树脂，该树脂是一种碱溶性树脂。近来，聚酰亚胺树脂已经被用作光敏性聚酰亚胺前体组合物以便被容易地涂覆。该光敏性聚酰亚胺前体组合物被涂覆在半导体器件上，通过紫外线(UV)形成图案，显影，并且热酰亚胺化，并且由此可以容易地提供表面保护层、层间绝缘层等。因此，与常规的非光敏性聚酰亚胺前体组合物相比，可以缩短工艺时间。 

能够以其中通过显影将曝光的部分溶解的正型形式以及其中曝光的部分被固化并且保持的负型形式来使用该光敏性聚酰亚胺前体组合物。优选使用正型，因为它能够通过无毒的碱性水溶液来显影。这种正型光敏性聚酰亚胺前体组合物包括聚酰胺酸的聚酰亚胺前体、重氮萘醌的光敏性材料等。然而，正型光敏聚酰亚胺前体组合物存在一个问题，即因为聚酰胺酸的羧酸在碱中的溶解度过高而不能得到希望的图案。 

为了解决这个问题，聚苯并噁唑前体与重氮萘醌化合物混合的材料引起了关注，但是当该聚苯并噁唑前体组合物被实际使用时，未曝光部分的膜损失显著增加，因此在显影过程之后难以得到期望的图案。为了改善这种情况，如果聚苯并噁唑前体的分子量增加，未曝光部分的膜损失量会降低，但是会产生曝光残余物(浮渣)，因此会使分辨率下降并且会使曝光部分上的显影持续时间增加。 

为了解决这个问题，已经有报道称在显影过程中通过聚苯并噁唑前体中加入一定量的苯酚化合物来抑制未曝光部分的膜损失。然而，这种作用不足以抑制未曝光部分的膜损失，因此需要对增加抑制膜损失的效果以及防止产生显影残余物(浮渣)进行研究。此外，需要对溶解抑制剂进行研究，因为用于调节溶解度的苯酚化合物在固化过程中会在高温下分解，经历副反应等，结果会对固化膜的机械特性造成很大的损害。 

而且，当这种聚酰亚胺前体组合物或聚苯并噁唑前体组合物被制备成热固化的膜时，这种热固化的膜应特别地具有优异的机械特性，例如拉伸强度、伸长率、杨氏模量等，以便永久性地保留在半导体器件中并且作为表面保护层来起作用。然而，通常使用的聚酰亚胺前体或聚苯并噁唑前体倾向于具有不适合的机械特性，并且特别地是，具有不适合的伸长率，并且还具有较差的耐热性。 

为了解决这个问题，已经有报道称可以向其中加入不同添加剂或者可以使用在热固化过程中可交联的前体化合物。然而，尽管这样的研究能够改善机械特性，并且特别地是伸长率，但是却不能获得所需的光学特性，例如敏感度、分辨率等。因此，需要对不会使这些光学特性变差而又获得优异的机械特性的方法进行研究。 

发明内容

一种实施方式提供了一种具有优异的敏感度、可显影能力、膜残留率、和分辨率、以及较低的膜收缩比率的正型光敏树脂组合物。 

另一种实施方式提供了利用该正型光敏树脂组合物制造的光敏树脂膜。 

再一种实施方式提供了包括该光敏树脂膜的半导体器件。 

根据一种实施方式，提供了一种正型光敏树脂组合物，该组合物包括(A)碱溶性树脂，(B)包括由以下化学式6表示的重复单元的酚醛树脂(线型酚醛树脂，novolac resin)；(C)光敏性重氮醌化合物；(D)硅烷化合物；以及(E)溶剂。 

[化学式6] 

在化学式6中， 

每个重复单元中的R⁷是相同的或不同的，并且各自独立地是取代的或未取代的C1至C20脂肪族有机基团，并且 

基于该酚醛树脂中包括的重复单元中总量100mol％的R⁷，50mol％或更多的R⁷位于相对于羟基基团(OH)的间位，并且具体地，基于该酚醛树脂中包括的重复单元中总量100mol％的R⁷，60mol％或更多的R⁷可以位于相对于羟基基团(OH)的间位。 

基于该酚醛树脂中包括的重复单元中总量100mol％的R⁷，90mol％或更多的R⁷可以位于相对于羟基基团(OH)的间位和对位。