[发明专利]正型感光性树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及正型感光性树脂组合物、使用该正型感光性树脂组合物且具有耐热性的固化凸纹图案的制造方法以及具有该固化凸纹图案的半导体装置，所述正型感光性树脂组合物是作为半导体装置的表面保护膜以及层间绝缘膜使用的耐热性树脂的前体。

背景技术

兼具优异的耐热性、电气特性以及机械特性等的聚酰亚胺树脂被广泛用于半导体装置的表面保护膜以及层间绝缘膜。现在，该聚酰亚胺树脂通常大多以感光性聚酰亚胺前体组合物的形式提供。制造半导体装置的工序中，将该前体组合物涂布在硅片等基板上，利用活性光线进行图案化，进行显影并实施热酰亚胺化处理等，由此能够容易地形成作为该半导体装置的一部分的表面保护膜或层间绝缘膜等。所以，使用感光性聚酰亚胺前体组合物制造半导体装置的工序与在形成表面保护膜等后需要利用平版印刷法进行图案化的现有的使用非感光性聚酰亚胺前体组合物的制造工序相比，具有能大幅缩短工序的特征。

但是，其显影工序中，该感光性聚酰亚胺前体组合物需要使用N-甲基-2-吡咯烷酮等有机溶剂作为显影液。因此，从近年来环境问题日益严峻的角度出发，一直在寻求脱有机溶剂的对策。对于该要求，最近提出了多种使用能够与光致抗蚀剂同样地用碱性水溶液显影的耐热性感光性树脂材料的方案。

其中，例如专利文献1公开的方法近年来受到了关注，所述方法中，将固化后成为耐热性树脂的碱性水溶液可溶性的羟基聚酰胺例如聚苯并噁唑(以下有时也称作“PBO”)前体与感光性重氮醌化合物等光致产酸剂混合，得到PBO前体组合物，以该PBO前体组合物作为正型感光性树脂组合物。

该正型感光性树脂组合物的显影机制是利用了下述现象：未曝光部的感光性重氮醌化合物和PBO前体在碱性水溶液中的溶解速度小，而与此相对，该感光性重氮醌化合物通过曝光而化学转化成茚羧酸化合物，使得曝光部在碱性水溶液中的溶解速度大。利用该曝光部与未曝光部之间在显影液中的溶解速度的差，能制成由未曝光部构成的凸纹图案。

通过曝光和利用碱性水溶液的显影，上述的PBO前体组合物能形成正型凸纹图案。另外，其在热的作用下生成噁唑环，固化后的PBO膜具有与聚酰亚胺膜同等的热固化膜特性，所以，PBO前体组合物作为有望成为有机溶剂显影型聚酰亚胺前体组合物的代替材料而受到关注。

但是，与感光性聚酰亚胺前体组合物相比较，PBO前体组合物存在灵敏度低的问题，因此期待有灵敏度更高的组合物。

专利文献1：日本特开昭63-096162号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵敏度、解像度等的正型平版印刷性能优异的正型感光性树脂组合物、使用该组合物制造固化凸纹图案的方法以及具有该固化凸纹图案的半导体装置。

本发明人发现，通过在具有特定结构的羟基聚酰胺中组合萜烯化合物，能够得到解决上述的课题的正型感光性树脂组合物，从而完成了本发明。

即，本发明的第一技术方案是正型感光性树脂组合物，其特征在于，相对于100质量份具有下述通式(1)表示的重复单元的羟基聚酰胺，其含有1～50质量份光致产酸剂、0.01～70质量份萜烯化合物。

(式中，X₁是具有至少2个以上碳原子的4价有机基团，X₂、Y₁、和Y₂各自独立地是具有至少2个以上碳原子的2价有机基团，m是2～1000的整数，n是0～500的整数，m/(m+n)＞0.5。此外，含有X₁和Y₁的m个二羟基二酰胺单元以及含有X₂和Y₂的n个二酰胺单元的排列顺序是任意的。)

本发明的组合物中，萜烯化合物优选是具有选自由醇性羟基、羰基、羧基、酯基以及醚基组成的组中的至少一个官能团的有机化合物。另外，萜烯化合物更优选是具有选自由醇性羟基、羧基以及酯基组成的组中的至少一个官能团的化合物。萜烯化合物进一步优选是链状萜烯。另外，萜烯化合物最优选是含有选自由香茅酸和芳樟醇组成的组中的任意一个化合物和具有选自由醇性羟基、羧基以及酯基组成的组中的任意一个官能团的化合物的至少2种化合物的混合物。另外，光致产酸剂优选是具有重氮萘醌结构的化合物。