辐射敏感树脂组合物及电子部件的制作方法_5

文档序号:9713464阅读:来源:国知局
物;
[0109] 烟酸、异烟酸、2-糠酸、吡咯-2,3-二羧酸、吡咯-2,4-二羧酸、吡咯-2,5-二羧酸、吡 咯-3,4-二羧酸、咪唑-2,4-二羧酸、咪唑-2,5-二羧酸、咪唑-4,5-二羧酸、吡唑-3,4-二羧 酸、吡唑-3,5-二羧酸等包含氮原子的五元杂环化合物;噻吩-2,3-二羧酸、噻吩-2,4-二羧 酸、噻吩-2,5-二羧酸、噻吩-3,4-二羧酸、噻唑-2,4-二羧酸、噻唑-2,5-二羧酸、噻唑-4,5-二羧酸、异噻唑-3,4-二羧酸、异噻唑-3,5-二羧酸、1,2,4-噻二唑-2,5-二羧酸、1,3,4-噻二 唑-2,5-二羧酸、3-氨基-5-巯基-1,2,4-噻二唑、2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑、3,5-二巯 基-1,2,4-噻二唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、3-(5-巯基-1,2,4-噻二唑-3-基硫基)琥珀 酸、2-(5-巯基-1,3,4-噻二唑-2-基硫基)琥珀酸、(5-巯基-1,2,4-噻二唑-3-基硫基)乙酸、 (5-巯基-1,3,4-噻二唑-2-基硫基)乙酸、3-( 5-巯基-1,2,4-噻二唑-3-基硫基)丙酸、2-( 5-巯基_1,3,4_噻二唑-2-基硫基)丙酸、3-(5-巯基_1,2,4_噻二唑-3-基硫基)琥珀酸、2-(5-巯基-1,3,4-噻二唑-2-基硫基)琥珀酸、4-(3-巯基-1,2,4-噻二唑-5-基)硫代丁烷磺酸、4- (2-巯基-1,3,4-噻二唑-5-基)硫代丁烷磺酸等包含氮原子和硫原子的五元杂环化合物;
[0110] 吡啶-2,3-二羧酸、吡啶-2,4-二羧酸、吡啶-2,5-二羧酸、吡啶-2,6-二羧酸、吡啶-3,4-二羧酸、吡啶-3,5-二羧酸、哒嗪-3,4-二羧酸、哒嗪-3,5-二羧酸、哒嗪-3,6-二羧酸、哒 嗪-4,5-二羧酸、嘧啶-2,4-二羧酸、嘧啶-2,5-二羧酸、嘧啶-4,5-二羧酸、嘧啶-4,6-二羧 酸、吡嗪-2,3-二羧酸、吡嗪-2,5-二羧酸、吡啶-2,6-二羧酸、三嗪-2,4-二羧酸、2-二乙基氨 基-4,6-二巯基均三嗪、2-二丙基氨基-4,6-二巯基均三嗪、2-二丁基氨基-4,6-二巯基均三 嗪、2-苯胺基-4,6-二巯基均三嗪、2,4,6-三巯基均三嗪等包含氮原子的六元杂环化合物。
[0111] 这些化合物中,从可以进一步提高所得固化膜的密合性的观点出发,优选酸性基 团的个数为2个以上。
[0112] 热潜在性酸性基团只要是通过加热而产生酸性官能团的基团即可,作为其具体 例,可列举:锍盐基、苯并噻唑鑰盐基、铵盐基、鱗盐基、封端羧酸基等,这些中,优选锍盐基, 例如,可使用六氟化磷系、六氟化锑系的锍盐基。作为具有这样的锍盐基的化合物,可使用 例如SANEID SI系列(1001^、1101^、150、1801^,三新化学工业公司制)等。
[0113] 本发明的辐射敏感树脂组合物中的具有酸性基团或热潜在性酸性基团的化合物 的含量相对于脂环式烯烃聚合物(A)100重量份,优选为0.1~50重量份、更优选为1~45重 量份、进一步优选为2~40重量份、进一步优选为3~30重量份的范围。通过使具有酸性基团 或热潜在性酸性基团的化合物的使用量在上述范围,可以更为恰当地提高所得树脂膜的烧 制后的形状保持性。
[0114] 碱性化合物可以从在化学放大型抗蚀剂中被使用的化合物中任意选择使用。可列 举例如:脂肪族胺、芳香族胺、杂环式胺、及氢氧化季铵等。
[0115]作为脂肪族胺,可列举例如:三甲基胺、二乙基胺、三乙基胺、二正丙基胺、三正丙 基胺、二正戊基胺、三正戊基胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、二环己基甲基胺等。
[0116] 作为芳香族胺,可列举例如:苯胺、苄基胺、N,N_二甲基苯胺、二苯基胺等。
[0117] 作为杂环式胺,可列举例如:吡啶、2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙基吡啶、4-乙基 吡啶、2-苯基吡啶、4-苯基吡啶、N-甲基-4-苯基吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑、苯并咪唑、 4-甲基咪唑、2-苯基苯并咪唑、2,4,5-三苯基咪唑、烟碱、烟酸、烟酰胺、喹啉、8-羟基喹啉、 吡嗪、吡唑、哒嗪、嘌呤、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、4-甲基吗啉、1,5-二氮杂双环[4.3.0 ] -5-壬稀、1,8-二氮杂双环[5.3.0 ]-7-^--碳稀等。
[0118]作为氢氧化季铵,可列举例如:四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四正丁基氢氧 化铵、四正己基氢氧化铵等。
[0119] 这些碱性化合物可以分别单独使用或将2种以上组合使用。
[0120] 本发明的辐射敏感树脂组合物中的碱性化合物的含量相对于脂环式烯烃聚合物 (A) 100重量份,优选为0.001~1重量份、更优选为0.003~0.3重量份。碱性化合物的含量在 上述范围时,可以进一步提尚福射敏感树脂组合物的保存稳定性。
[0121] 本发明的辐射敏感树脂组合物的制备方法没有特殊限定,利用公知的方法将构成 辐射敏感树脂组合物的各成分混合即可。
[0122] 混合的方法没有特殊限定,优选将在溶剂中溶解或分散构成辐射敏感树脂组合物 的各成分而得到的溶液或分散液进行混合。由此,以溶液或分散液的形式得到辐射敏感树 脂组合物。
[0123] 在溶剂中溶解或分散构成辐射敏感树脂组合物的各成分的方法按照常规方法即 可。具体而言,可采用:使用搅拌子和磁力搅拌器进行搅拌的方法;使用高速均质机、分散 器、行星搅拌机、双螺杆搅拌机、球磨机、三辊研磨机等进行的方法。另外,在溶剂中溶解或 分散各成分之后,例如,可使用孔径为〇. 5μπι左右的过滤器等进行过滤。
[0124] (电子部件)
[0125] 接着,针对本发明的电子部件进行说明。本发明的电子部件具有由上述本发明的 辐射敏感树脂组合物形成的树脂膜。
[0126] 作为本发明的电子部件,可列举例如:具有在基板上安装有各种元件的构成的电 子部件、或通过MEMS技术而形成的各种器件等,具体可列举:有源矩阵基板、有机EL元件基 板、集成电路元件基板、固体摄像元件基板、LED(发光二极管)元件、MEMS镜器件等,从形成 由上述本发明的辐射敏感树脂组合物形成的树脂膜所带来的特性提高效果特别显著的观 点出发,优选在其表面形成金属布线图案后使用。具体而言,由本发明的辐射敏感树脂组合 物形成的树脂膜可适宜用于LED(发光二极管)元件的层间绝缘膜用途、或MEMS镜器件的保 护膜用途、触摸传感器用绝缘膜用途、芯片尺寸封装用保护膜用途、多层布线印刷电路板的 再布线层用绝缘膜用途、MEMS结构体用途,因此可适宜用作上述各电子部件。
[0127] 在本发明的电子部件中,作为形成由本发明的辐射敏感树脂组合物形成的树脂膜 的方法,没有特殊限定,可以采用例如涂布法、膜叠层法等方法。
[0128] 涂布法例如是在涂布辐射敏感树脂组合物之后进行加热干燥而除去溶剂的方法。 作为涂布辐射敏感树脂组合物的方法,可以采用例如:喷雾法、旋涂法、辊涂法、模涂法、刮 涂法、旋转涂布法、棒涂法、丝网印刷法等各种方法。加热干燥条件根据各成分的种类、配合 比例而不同,但通常在30~150°C、优选60~120°C下进行通常0.5~90分钟、优选1~60分 钟、更优选1~30分钟即可。
[0129] 膜叠层法是在树脂膜、金属膜等B阶膜形成用基材上涂布辐射敏感树脂组合物之 后通过加热干燥除去溶剂而得到B阶膜,接着将该B阶膜叠层的方法。加热干燥条件可以根 据各成分的种类、配合比例而适当选择,加热温度通常为30~150°C,加热时间通常为0.5~ 90分钟。膜叠层可以使用加压层压机、压机、真空层压机、真空压机、辊层压机等压合机进 行。
[0130] 作为树脂膜的厚度,没有特殊限定,根据用途适当设定即可,但优选为0.1~100μ m、更优选为0.5~50μηι、进一步优选为0.5~30μηι。
[0131] 接着,对于这样形成的树脂膜,以给定的图案进行图案化。作为对树脂膜进行图案 化的方法,可列举例如下述方法等:使用本发明的辐射敏感树脂组合物形成图案化前的树 脂膜,对图案化前的树脂膜照射活性放射线而形成潜像图案,然后使显影液与具有潜像图 案的树脂膜接触,由此将图案显现化。
[0132] 作为活性放射线,只要是能够使辐射敏感树脂组合物中含有的锍盐系光产酸剂 (Β)活化、使包含锍盐系光产酸剂(Β)的辐射敏感树脂组合物的碱可溶性发生变化即可,没 有特别限定。具体而言,可以使用紫外线、g射线、i射线等单一波长的紫外线、KrF准分子激 光、ArF准分子激光等光线;电子束这样的粒子束等。作为将这些活性放射线选择性地以图 案状进行照射从而形成潜像图案的方法,按照常规方法即可,可以使用例如:利用缩小投影 曝光装置等隔着所希望的掩模图案照射紫外线、g射线、i射线、KrF准分子激光、ArF准分子 激光等光线的方法,或利用电子束等粒子束进行描绘的方法等。使用光线作为活性放射线 的情况下,可以为单一波长光,也可以为混合波长光。照射条件可根据使用的活性放射线适 当选择,例如,使用波长200~450nm的光线的情况下,照射量通常为10~l,000mj/cm 2、优选 为50~500mJ/cm2的范围,根据照射时间和照度而确定。在这样地照射活性放射线之后,根 据需要对树脂膜在60~140°C左右的温度下加热处理1~10分钟左右。
[0133]接着,对形成于图案化前的树脂膜的潜像图案进行显影而使其表观化。作为显影 液,通常使用碱性化合物的水性溶液。作为碱性化合物,可以使用例如:碱金属盐、胺、铵盐。 碱性化合物可以为无机化合物,也可以为有机化合物。作为这些化合物的具体例,可列举: 氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠等碱金属盐;氨水;乙基胺、正丙基胺等伯 胺;二乙基胺、二正丙基胺等仲胺;三乙胺、甲基二乙基胺等叔胺;四甲基氢氧化铵、四乙基 氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、胆碱等季铵盐;二甲基乙醇胺、三乙醇胺等醇胺;吡咯、哌啶、1, 8-二氮杂双环[5.4.0]^碳-7-烯、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、N-甲基吡咯烷酮等 环状胺类;等等。这些碱性化合物可以分别单独使用、或将2种以上组合使用。
[0134] 作为碱性化合物的水性溶液中使用的水性介质,可使用:水;甲醇、乙醇等水溶性 有机溶剂。碱水性溶液可以为添加了适当量的表面活性剂等的溶液。
[0135] 作为使显影液与具有潜像图案的树脂膜接触的方法,可使用例如:搅炼法、喷雾 法、浸渍法等方法。显影在通常0~l〇〇°C、优选5~55°C、更优选10~30°C的范围、在通常30 ~180秒钟的范围内适当选择。
[0136] 对于这样地形成了目标图案的树脂膜,根据需要,为了除去显影残渣,可以用冲洗 液进行冲洗。冲洗处理之后,利用压缩空气、压缩氮气将残存的冲洗液除去。
[0137] 进一步,根据需要,也可以在显影后对树脂膜进行加热。作为加热方法,可列举例 如在热板、烘箱内对电子部件进行加热的方法。温度通常为100~300°C、优选为120~200°C 的范围。
[0138] 对于这样形成的树脂膜,可以在进行了图案化之后进行交联反应。这样的交联根 据辐射敏感树脂组合物中含有的交联剂(C)的种类选择适当方法即可,通常通过加热进行。 加热方法可以使用例如热板、烘箱等进行。加热温度通常为180~250°C,加热时间根据树脂 膜的面积、厚度、使用设备等而适当选择,例如在使用热板的情况下,通常为5~60分钟,在 使用烘箱的情况下,通常为30~90分钟的范围。加热可以根据需要在不活泼气体氛围中进 行。作为不活泼气体,只要是不含有氧、且不会使树脂膜氧化的气体即可,可列举例如氮、 氩、氦、氖、氙、氪等。这些中,优选氮和氩,特别优选氮。特别是,适宜采用氧含量为〇. 1体 积%以下、优选0.01体积%以下的不活泼气体、特别适宜采用氮。这些不活泼气体可以分别 单独使用、或将2种以上组合使用。
[0139] 这样,可以制造出具备经过了图案化的树脂膜的电子部件。
[0140] 需要说明的是,在本发明的电子部件中,根据电子部件的种类不同,在这样地形成 经过了图案化的树脂膜之后,为了进一步进行其它构成元件(例如,金属布线图案、ΙΤ0电 极、取向膜等)的烧结,可进行在大气中等氧化气体氛围中的烧制。此时的烧制温度通常为 150~350°C、优选为180~300°C,更优选为200~250°C。需要说明的是,此时,使用本发明的 辐射敏感树脂组合物得到的经过了图案化的树脂膜也同样会在氧化气体氛围中被烧制。但 另一方面,由于这样地形成的树脂膜是使用上述本发明的辐射敏感树脂组合物而得到的 膜,因此在这样地经过在氧化性气体氛围中进行烧制之后也能够实现高透明性,因此,可适 用于其后需要形成其它构成元件(例如,金属布线图案、ITO电极、取向膜等)的电子部件用 途,具体包括LED (发光二极管)元件、MEMS镜器件、有源矩阵基板、有机EL元件基板等各种电 子部件用途。除此之外,使用本发明的辐射敏感树脂组合物而得到的树脂膜还是曝光灵敏 度高的膜,因此能够降低在制造时放射线的照射量,由此可使生产性提高。此外,由于使用 本发明的辐射敏感树脂组合物而得到的树脂膜相对于金属的耐腐蚀性优异,因此能够高精 度且高可
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