[发明专利]在底物上形成带图案的聚酰亚胺涂膜的方法

说明书

本发明涉及一种方法，其中保护膜、绝缘膜、夹层绝缘层、钝化膜、记录元件、压制材料等都是通过采用可光交联的聚合物组合物来生产的，该组合物是由成象领域（例如，半导体制造业、微电子业、照相压制、全息照相、激光记录等）中的一种含光敏基团的化合物对聚酰亚胺前体改性而获得的。

在下面的段落中，叙述了一种方法，其中通过在底物表面涂敷上述可光交联的聚合物组合物而获得的涂膜以成像方式曝光，而把其中未曝光的部分除去以实现在底物上产生某种图案的目的。

近几年中，具有杂环基团作为分子组成单元的树脂（例如，聚酰亚胺树脂，等），显示出高耐热性和良好电性能及机械性能的树脂，已经被用作半导体制造业和微电子业中的集成元件的绝缘膜、钝化膜、或高密度装配底座夹层绝缘膜。

在通过采用上述树脂来形成绝缘膜的情况下，需要在构成上述绝缘膜下面一层的金属或导电材料与另一个电子元件或设备之间形成回路。在通过也采用上述树脂来形成夹层绝缘膜的情况下，常常需要在上下层之间建立导电途径以获得导电性。在这种情况下，树脂膜上就形成了一个钻孔，上下层由通过所述钻孔的导电材料相连接。这种绝缘膜或夹层绝缘膜是通过采用具有良好加工性能的光敏聚酰亚胺前体组合物而形成的，并且该绝缘膜或夹层绝缘膜以所需方式通过图案形成方法来获得图案。

下面的方法可以用上述图案形成方法来实现，该方法采用了上述光敏聚酰亚胺前体组合物：（1）涂敷：把聚酰亚胺前体组合物清漆涂敷在底物上;（2）烘干：使上述组合物清漆中的溶剂蒸发掉以形成涂膜;（3）曝光：曝光是通过采用紫外线曝光设备和某些光掩模来完成的;（4）显影：采用显影液溶解并除去未曝光的部分，然后用冲洗液完成清洗，就得到了一种图案;（5）固化：把树脂加热并转变成聚酰亚胺树脂。

通过采用光敏聚酰亚胺前体组合物而得到的光学记录材料（例如，压制材料，等）由于它们的良好机械强度等而在照相压制和成像领域已吸引了相当多的注意。

当由上述光敏聚酰亚胺前体组合物组成的涂膜以成像方式曝光，并且当采用显影液把未曝光的部分溶解并除去时，可以采用由N-甲基-2-吡咯烷酮、甲醇和水组成的混合溶液作为上述显影液。

当通过上述方法试图产生一种带图案的聚酰亚胺膜时，需要非常长的显影时间以实现高溶解度并防止残余的未曝光部分的存在，这种残余物是在考虑生产能力的工艺控制时不希望有的。

为了消除这些缺点，人们试图通过缩短上述组合物清漆的烘干时间或降低烘干温度来缩短显影时间。在这种情况下，显影时间缩短了，但溶解度降低了，结果导致要完全除去未曝光的部分是不可能的。此外，膜的底部被削去（即底切）。要实现一种不带有这些问题的显影方法已变得非常迫切。

为解决常规方法中的上述问题，本发明人搜集了详尽的研究资料，结果在研究出一种具有下列特性的显影液之后完成了本发明：在通过把光敏聚酰亚胺前体组合物涂敷到底物上而得到的涂膜以成像方式曝光并随后显影的情况下，就能够以高溶解度在缩短的显影时间内形成一种不带有残余的未曝光部分的图案。

简要地讲，本发明涉及一种在底物上形成具有下列特性的带图案的聚酰亚胺涂膜的方法：在该方法中，把通过采用含光敏基团的化合物对来自芳香族四羧酸或相应的一元或二元酸酐和芳香族二胺的聚酰亚胺前体进行改性而获得的可光交联的聚合物组合物以这样一种方式涂敷在底物表面从而将形成一层涂膜，其中所得涂膜以成像方式曝光，用显影液把未曝光的部分增溶溶解并除去，然后把曝光部分中剩余下来的涂膜加热并转变成聚酰亚胺树脂，采用包含至少1%（重量）且不超过30%（重量）的二甲亚砜混合溶剂（溶液）作为上述显影液。

如果在本发明中采用上述显影液，则显影时间被缩短了，并在缩短的显影时间内可以以高溶解度获得不带有残余的未曝光部分的带图案的聚酰亚胺涂膜。

本发明中采用的可光交联的聚合物组合物是通过用含光敏基团的化合物对聚酰亚胺前体（即聚酰胺酸）改性而获得的，聚酰亚胺前体来自芳香族四羧酸或相应的一元或二元酸酐和芳香族二胺，该前体用下面的通式Ⅰ表示：

（化学药品1）：

（其中Ar是（化学药品2））

Ar′是（化学药品3）：

n是关于聚酰胺酸的重复单元数，为1、2或更大）。