[发明专利]负型光敏树脂组合物及其固化产物

说明书

技术领域

本发明涉及负型抗蚀剂。本发明特别地涉及适合精密加工和制造显示器的负型光敏树脂组合物，所述精密加工包括在制造MEMS部件、微型机械部件、电子部件、μ-TAS(微全分析系统)部件、微反应器部件等时实施的凸点形成、金属柱形成和互连形成，且所述显示器包括LCD、PDP、电子纸和有机EL。

背景技术

MEMS(微机电系统)或微型机械是其中对微型机械元件、电路和光学器件进行集成并研究其多种应用且实际使用的器件(参见非专利文献1)。由于这些器件尽管基于半导体制造技术而为小型部件，但实施复杂且高级的功能，所以将所述器件用作掌握微型系统的关键的重要部件，所述微型系统包括各种传感器、打印机头、磁头、通信用光学开关以及生物芯片。这些领域中的器件，与普通的半导体制造不同，需要能够以高纵横比(其是指“结构的高度/其宽度”)形成图案的抗蚀剂。

具有高纵横比的结构的制造方法通常采用使用光敏树脂组合物的X射线光刻的图案形成工艺，其称作“LIGA工艺”(参见非专利文献2)。然而，LIGA工艺具有包括需要高价X射线设备和需要长时间的X射线照射的缺点。由于包括资源节省、能量节省、工作性改善和生产率提高的需求，所以廉价的高生产率UV(紫外线)光刻系统的应用引起了关注。

然而，在UV光刻系统中基于二萘醌-酚醛清漆反应的正型抗蚀剂不适合用于需要50μm以上膜厚度的应用。所述膜的增厚具有这种限制是因为二萘醌型(DNQ)光反应产物在通常用于抗蚀剂曝光的近紫外波长(350～450nm)下展示比较高的光吸收。DNQ型光致抗蚀剂特有的侧壁推断不是直线形而是倾斜形，因为在显影液中曝光区域与未曝光区域之间的溶解度不同。此外，已知在抗蚀剂底部处的照射强度低于在表面处的照射强度，因为抗蚀剂自身吸收照射光，且在抗蚀剂自身的光吸收能力极高的情况中，底部的曝光不足变得明显，且侧壁推断为倾斜形或扭曲形。

专利文献1描述，由多官能双酚A酚醛清漆环氧树脂、光酸产生剂以及芳族六氟锑酸锍的碳酸亚丙酯溶液构成的负型化学放大型厚膜抗蚀剂组合物在350～450nm的波长区域内展示非常低的光吸收。通过旋涂、帘式涂布等将所述抗蚀剂组合物涂布在各种基材上，其后焙烧以挥发溶剂，由此形成具有100μm以上厚度的固体光致抗蚀剂层，并通过使用各种曝光方法如接触曝光、接近曝光和投影曝光中的一种方法，通过光掩模利用近紫外光进一步照射，由此进行光刻加工。然后，将制得物浸入显影液中，由此溶解未曝光区域，从而能够在基材上形成光掩模的高分辨率负型图像。对于诸如涂布在基材如聚酯膜上的干膜抗蚀剂的应用，专利文献也公开了类似手段。然而，所述组合物的显影使用有机溶剂。因为有机溶剂能够影响环境且因为其他原因，需要能够利用碱显影的形成高纵横比结构的抗蚀剂。专利文献2、3和4各自公开了能够利用碱水溶液显影的抗蚀剂组合物以作为化学放大型厚膜抗蚀剂。然而，因为所述组合物因热而着色并随时间推移而黄变，所以所述组合物不能用于需要透明度的领域中。

另一方面，专利文献5公开了含有特定环氧化合物的光学立体成形用树脂组合物作为透明度优异的树脂组合物。然而，因为所述树脂组合物不能利用碱水溶液进行显影，所以通过使用用于半导体、LCD、MEMS等的现有线的光刻法不能形成微细图案。

近年来，在包括显示器如LCD、用于电子纸和有机EL的间隔壁等的需要透明度的领域中，需要提供能够利用碱进行显影的结构并具有高纵横比和透明度的抗蚀剂，但尚未发现满足所有性能的抗蚀剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：US4882245B

专利文献2：JP3698499B

专利文献3：US2005/0,147,918A

专利文献4：日本特开平10-97068号公报

专利文献5：日本特开2010-265408号公报

非专利文献

非专利文献1：Micromachine,published by Sangyo Gijutsu Service Center Co.,Ltd.(2002)(in Japanese)

非专利文献2：Kobunshi,vol.43,p.564(1994)(in Japanese)

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种负型树脂组合物，所述负型树脂组合物能够以高分辨率和高灵敏度利用碱进行显影并且能够提供具有高透明度和耐热性、由热造成的黄变着色少并具有高纵横比的固化产物。

解决问题的手段