专利名称：正型感光性树脂组成物及其形成图案的方法
技术领域：
本发明涉及一种正型感光性树脂组成物及其形成图案的方法。特别是提供一种在半导体基体回路组件及薄膜电晶体(以下简称TFT)的液晶显示组件制造中，用于形成图案的正型感光性树脂组成物及该树脂组成物形成耐干蚀刻性佳的图案的方法。
背景技术：
在基板上形成如液晶显示组件回路或半导体基体回路等微细回路图案的绝缘膜或者导电性金属膜上，均勻地涂布光阻组成物，并于指定形状的光罩下进行曝光显影，可制得所需形状的图案。接着，将形成图案的光阻膜作为光罩除去金属膜或绝缘膜后，再除去残留的光阻膜，即可在基板上形成微细回路。根据光阻组成物于曝光部分或光阻膜部分的可溶或不溶可分为正型光阻和负型光阻两种。一般的正型光阻组成物中，常使用萘醌二叠氮化合物等含有醌二叠氮基的感光剂和碱可溶性树脂(例如，酚醛清漆树脂)。此类组成所构成的正型光阻组成物于曝光后以碱液显影可得到很高的分辨率，故常被运用于ic、LSI等半导体、IXD等液晶显示器以及印刷原版等的制造。另外，由于酚醛清漆树脂的结构中含有大量的芳香环而具有高耐热性，目前为止已有多数含有酚醛清漆树脂和萘醌二叠氮系感光剂的正型光阻被开发、实用化，并取得显著的成果。然而以上述的酚醛清漆树脂做为感光性树脂组成物，运用于半导体基体回路组件或TFT液晶显示组件时，易发生残膜率低下等缺点。因此，相较于一般的酚醛清漆树脂，日本公开特许2009-223120揭露使用高邻位酚醛清漆树脂作为感光性树脂组成物，可于基板上形成耐热性佳及残膜率高的图案，然而， 此材料于运用上却有耐干蚀刻性不佳的问题。
发明内容
本发明的第一目的，在于提供一种用于形成耐干蚀刻性佳的图案的正型感光性树脂组成物。本发明的第二目的，在于提供一种使用前述树脂组成物形成耐干蚀刻性佳的图案的方法。为满足前述预期目的，本发明的一种正型感光性组成物，包含酚醛清漆树脂(A)、 邻萘醌二叠氮磺酸类的酯化物(B)、三聚氰胺系化合物(C)、环氧硅烷化合物(D)以及溶剂 (E)，其中，该酚醛清漆树脂(A)包含高邻位酚醛清漆树脂(A-I)，该高邻位酚醛清漆树脂 (A-I)于邻位-邻位上键结亚甲基的数量为该高邻位酚醛清漆树脂(A-I)所键结亚甲基的 18 25%，据使该正型感光性树脂组成物形成耐干蚀刻性佳的图案。本发明的一种树脂组成物形成图案的方法，系将如上所述的正型感光性树脂组成物，依次进行预烤、曝光、显影及后烤处理，据此于一基板上形成耐干蚀刻性佳的感光性树脂图案。
本发明的第三目的，在于提供一种薄膜电晶体阵列基板，其包含一基板及一如上所述的图案。本发明的第四目的，在于提供一种液晶显示组件，其系包含一如上所述的薄膜电晶体阵列基板。以下逐一对本发明各组成做详细的说明。<正型感光性树脂组成物>[酚醛清漆树脂(A)] 本发明的酚醛清漆树脂(A)包含一高邻位酚醛清漆树脂(A-I)，并可选择性地进一步包含其他酚醛清漆树脂(A-2)。该高邻位酚醛清漆树脂(A-I) —般系由芳香族羟基化合物及醛类，在2价金属盐催化剂存在下，于酸性(PH值为1 5)下经减压脱水后缩合而得。选择性地，可再添加酸催化剂进行脱水缩合反应，并除去未反应的单体(请参考专利文献特开昭55-090523号公报、特开昭59-080418号公报及特开昭62-230815号公报)。其中，芳香族羟基化合物的具体例如苯酚(phenol)；间-甲酚(m-cresol)、 对-甲酚(p-cresol)、邻-甲酚(o-cresol)等的甲酚(cresol)类；2，3-二甲苯酚、2， 5-二甲苯酚、3，5_ 二甲苯酚、3，4_ 二甲苯酚等之二甲酚(xylenol)类；间-乙基苯酚、 对-乙基苯酚、邻-乙基苯酚、2，3，5_三甲基苯酚、2，3，5_三乙基苯酚、4-第三丁基苯酚、 3-第三丁基苯酚、2-第三丁基苯酚、2-第三丁基-4-甲基苯酚、2-第三丁基-5-甲基苯酚、6-第三丁基-3-甲基苯酚等的烷基苯酚(alkyl phenol)类；对-甲氧基苯酚、间-甲氧基苯酚、对-乙氧基苯酚、间-乙氧基苯酚、对丙氧基苯酚、间-丙氧基苯酚等的烷氧基苯酚(alkoxy phenol)类；邻-异丙烯基苯酚、对-异丙烯基苯酚、2-甲基_4_异丙烯基苯酚、2-乙基-4-异丙烯基苯酚等的异丙烯基苯酚(isopropenyl phenol)类；苯基苯酚 (phenyl phenol)的芳基苯酚(aryl phenol)类；4，4' -二羟基联苯、双酚A、间-苯二酚 (resorcinol)、对-苯二酚(hydroquinone)、1，2，3-苯三酚(pyrogallol)等的聚-多羟基苯(polyhydroxyphenol)类等。上述化合物可单独一种使用或混合复数种使用。其中，以邻-甲酚、间-甲酚、对-甲酚、2，5_ 二甲苯酚、3，5_ 二甲苯酚、2，3，5_三甲基苯酚等为较佳。上述与芳香族羟基化合物缩合醛类的具体例如甲醛、多聚甲醛 (paraformaldehyde), Ξ.ΜΨΜ (trioxane)、乙 fg、M fg、了 fg、H 甲■乙 fg、M ；！；希 Ig (acrolein)、丁烯酸(crotonaldehyde)、环己酸(cyclo hexanealdehyde)、呋口南甲醛(furfural)、呋喃基丙烯醛(furylacrolein)、苯甲醛、对苯二甲醛(terephthal aldehyde)、苯乙醛、α -苯基丙醛、β -苯基丙醛、邻-羟基苯甲醛、间-羟基苯甲醛、对-羟基苯甲醛、邻-甲基苯甲醛、间-甲基苯甲醛、对-甲基苯甲醛、邻-氯苯甲醛、间-氯苯甲醛、对-氯苯甲醛、肉桂醛等。上述醛类可单独一种使用或混合复数种使用。其中，以甲醛为较佳。本发明的高邻位酚醛清漆树脂(A-I)于制备时，芳香族羟基化合物及醛类的摩尔数使用比例通常为1 0. 5 0. 85，较佳为1 0. 55 0. 82，更佳为1 0. 6 0. 8。上述2价金属盐催化剂的具体例如醋酸锌、醋酸锰、醋酸钡、硝酸锰、硼酸锌、氯化锌、氧化锌等。上述2价金属催化剂可单独一种使用或混合复数种使用。基于芳香族羟基化合物为100重量份，该2价金属催化剂的使用量通常为0. 01 1. 0重量份，较佳为 0. 03 0. 8重量份，更佳为0. 05 0. 5重量份。上述酸催化剂的具体例如硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、硫酸二丙酯等。上述酸催化剂可单独一种使用或混合复数种使用。基于芳香族羟基化合物为100重量份，该酸催化剂的使用量通常为0. 005 1. 0重量份，较佳为0. 008 0. 8重量份，更佳为0. 01 0. 5重量份。本发明的高邻位酚醛清漆树脂(A-I)于邻位_邻位上键结亚甲基的数量为该高邻位酚醛清漆树脂(A-I)所键结亚甲基的比例通常为18 25%，较佳为19 25%，更佳为 20 25%。当高邻位酚醛清漆树脂(A-I)中，键结于邻位-邻位上的亚甲基，占该酚醛清漆树脂(A-I)所键结亚甲基的比例低于18%或高于25%时，正型感光性树脂组成物所形成的图案有耐干蚀刻性低下的问题。上述的其他酚醛清漆树脂(A-2) —般系由前述芳香族羟基化合物及醛类，在盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、草酸、对甲苯磺酸等公知的有机酸及/或无机酸催化剂存在下，于常压下进行缩合反应，并经脱水及除去未反应的单体类而得。其他酚醛清漆树脂(A-2)以随机方式于邻位_对位、对位_对位或邻位_邻位上键结亚甲基。基于酚醛清漆树脂(A)为100重量份，该高邻位酚醛清漆树脂(A-I)的使用量通常为30 100重量份，较佳为40 100重量份，更佳为50 100重量份。当高邻位酚醛清漆树脂(A-I)的使用量介于30 100重量份时，则可于基板上形成耐热性佳及残膜率高的图案。[邻萘醌二叠氮磺酸类酯化物(B)]本发明正型感光性树脂组成物的感光性物质，系使用邻萘醌二叠氮磺酸的酯化物 (B)，该酯化物(B)没有特别的限制，可选用经常使用者，其中，较佳者为邻萘醌二叠氮磺酸与羟基化合物的酯化物，更佳者为邻萘醌二叠氮磺酸与多元羟基化合物的酯化物，且上述酯化物可完全酯化或部份酯化；该邻萘醌二叠氮磺酸的具体例为邻萘醌二叠氮-4-磺酸、 邻萘醌二叠氮-5-磺酸、邻萘醌二叠氮-6-磺酸等。前述羟基化合物的种类如下所列。(一)羟基二苯甲酮类化合物，其具体例如2，3，4_三羟基二苯甲酮、2，4，4'-三羟基二苯甲酮、2，4，6_三羟基二苯甲酮、2，3，4，4'-四羟基二苯甲酮、2，2‘ ,4,4'-四羟基二苯甲酮、2，3' ,4,4'，6-五羟基二苯甲酮、2，2' ,3,4,4'-五羟基二苯甲酮、2，2 ‘， 3,4,5'-五羟基二苯甲酮、2，3' ,4,5,5'-五羟基二苯甲酮、2，3，3‘ ,4,4' ,5'-六羟基二苯甲酮等。(二)式(1)所表示的羟基芳基化合物
权利要求
1.一种正型感光性树脂组成物，其特征在于，包含 酚醛清漆树脂(A)；邻萘醌二叠氮磺酸类之酯化物(B)； 三聚氰胺系化合物(C)； 环氧硅烷化合物(D)；以及溶剂(E)；其中，该酚醛清漆树脂(A)包含高邻位酚醛清漆树脂(A-I)，该高邻位酚醛清漆树脂 (A-I)于邻位_邻位键结亚甲基的数量为该高邻位酚醛清漆树脂(A-I)所键结亚甲基的 18 25%。
2.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于，基于所述酚醛清漆树脂(A)为100重量份，所述高邻位酚醛清漆树脂(A-I)的使用量为30 100重量份。
3.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于，基于所述酚醛清漆树脂(A)为100重量份，所述高邻位酚醛清漆树脂(A-I)的使用量为40 100重量份。
4.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于，基于所述酚醛清漆树脂(A)为100重量份，所述高邻位酚醛清漆树脂(A-I)的使用量为50 100重量份。
5.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于，所述三聚氰胺系化合物(C)含有下式(3)所示的化合物；
6.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于，所述环氧硅烷化合物 (D)含有下式(4)所示的化合物；
7.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于，基于所述酚醛清漆树脂(A)为100重量份，所述三聚氰胺系化合物(C)的使用量为1 20重量份。
8.根据权利要求1所述的正型感光性树脂组成物，其特征在于，基于所述酚醛清漆树脂(A)为100重量份，所述环氧硅烷化合物(D)的使用量为0. 01 5重量份。
9.一种图案形成方法，其特征在于，将权利要求1 8中任一所述的正型感光性树脂组成物，涂布在基板上，再依次进行预烤、曝光、显影及后烤处理工序，据此于所述基板上形成图案。
10.一种薄膜电晶体阵列基板，其特征在于，包含如权利要求9所述图案形成方法形成的图案。
11.一种液晶显示组件，其特征在于，包含如权利要求10所述的薄膜电晶体阵列基板。
全文摘要
本发明涉及一种正型感光性树脂组成物及图案的形成方法。特别是提供一种正型感光性树脂组成物及该组成物形成耐干蚀刻性佳的图案的方法。上述树脂组成物包含酚醛清漆树脂(A)、邻萘醌二叠氮磺酸类的酯化物(B)、三聚氰胺系化合物(C)、环氧硅烷化合物(D)以及溶剂(E)，其中，该酚醛清漆树脂(A)包含高邻位酚醛清漆树脂(A-1)，该高邻位酚醛清漆树脂(A-1)于邻位-邻位上键结亚甲基的数量为该高邻位酚醛清漆树脂(A-1)所键结亚甲基的18～25％。
文档编号G02F1/1362GK102445852SQ20101060297
公开日2012年5月9日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年10月1日
发明者刘骐铭, 施俊安 申请人:奇美实业股份有限公司