正型感光性樹脂組合物及其圖案形成方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)一種正型感光性樹脂組合物及其形成圖案的方法。此正型感光性樹脂組合物包含酚醛清漆樹脂(A)、鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)、染料(C)以及溶劑(D)。上述的酚醛清漆樹脂(A)包含羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)，其是由羥基苯甲醛類化合物與芳香族羥基化合物縮合而得。上述的染料(C)包含由雙偶氮系染料、蒽醌系染料及三價(jià)鉻偶氮系染料所組成的一群組中至少選自一種(C-1)，及三芳甲烷系染料(C-2)。此正型感光性樹脂組合物可于金屬線路上形成細(xì)小顯色圖案，且在蝕刻后顏色不脫落，有利于遮蔽金屬線路的反射光線。
【專利說明】正型感光性樹脂組合物及其圖案形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種正型感光性樹脂組合物及其圖案形成方法，且特別是有關(guān)于一種用于半導(dǎo)體集成電路元件、薄膜晶體管(以下簡稱TFT)的液晶顯示元件或觸控面板的制程中，可于金屬線路上形成細(xì)小顯色圖案，且在蝕刻后顏色不脫落，利于遮蔽金屬線路的反射光線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活中各種電子產(chǎn)品的微小化，各種智能型手機(jī)、薄型電視以及高效能的微處理器對(duì)于高分辨率的要求日益提高，致使光刻制程需要越來越精密，以形成較精細(xì)的線寬。
[0003]針對(duì)上述的目的，日本公開特許平11-143067揭示一種正型感光性樹脂組合物，該組合物包含酚醛清漆樹脂、可吸收紫外光的染料、光酸發(fā)生劑與藉由酸催化的架橋劑。該專利在合成酚醛清漆樹脂時(shí)，使用氘取代的二甲基亞砜溶液，可提升正型感光性樹脂組合物的感度與耐化性。
[0004]然而，前述的已知技術(shù)中，其金屬線路于蝕刻后，附著于金屬線路上的光阻圖案皆有光線遮蔽率不足或該圖案顏色易脫落的問題發(fā)生，導(dǎo)致光阻無法遮蔽金屬線路的反射光線。特別是在半導(dǎo)體集成電路元件、薄膜晶體管的液晶顯示元件或觸控面板的制程中，光阻圖案的光線遮蔽率不足或圖案顏色容易脫落，將使光阻無法遮蔽金屬線路的反射光線，進(jìn)而降低后續(xù)相關(guān)的黃光制程的分辨率。因此，正型感光性樹脂組合物如何在蝕刻后維持顏色不脫落，已成為本【技術(shù)領(lǐng)域】中的一重要課題。
[0005]有鑒于此，亟需提出一種蝕刻后顏色不脫落的正型感光性樹脂組合物材料，以克服已知技術(shù)的種種問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種蝕刻后顏色不脫落的正型感光性樹脂組合物材料，以克服已知技術(shù)的種種問題。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種對(duì)圖案形成方法，以對(duì)上述的正型感光性樹脂組合物依序施予預(yù)烤處理、曝光處理、顯影處理以及后烤處理，藉以于基板上形成圖案。
[0008]因此，本發(fā)明的一個(gè)方面在于提供一種正型感光性樹脂組合物，其包含酚醛清漆樹脂(A)、鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)、染料(C)以及溶劑(D)。上述的酚醛清漆樹脂(A)包含羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)，其是由羥基苯甲醛類化合物與芳香族羥基化合物縮合而得。上述的染料(C)包含由雙偶氮系染料、蒽醌系染料及三價(jià)鉻偶氮系染料所組成的群組中至少選自一種(C-1)，及三芳甲烷系染料(C-2)。
[0009]本發(fā)明的另一方面在于提供一種圖案形成方法，其是由對(duì)上述的正型感光性樹脂組合物依序施予預(yù)烤處理、曝光處理、顯影處理以及后烤處理，藉以于基板上形成圖案。由于上述正型感光性樹脂組合物可于金屬線路上形成細(xì)小顯色圖案，且在蝕刻后顏色不脫落，有利于遮蔽金屬線路的反射光線。
[0010]本發(fā)明的又一方面在于提供一種薄膜晶體管陣列基板(thin-film transistor ；TFT)，其包含上述的圖案。
[0011]本發(fā)明的再一方面在于提供一種液晶顯示(liquid crystal display ;LCD)元件，其包含上述的薄膜晶體管陣列基板。
[0012]關(guān)于本發(fā)明的正型感光性樹脂組合物、薄膜晶體管陣列基板及液晶顯示元件的結(jié)構(gòu)及圖案形成方法，茲分述如下。
[0013]正型感光性樹脂組合物
[0014]本發(fā)明的正型感光性樹脂組合物，其包含酚醛清漆樹脂(A)、鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)、染料(C)以及溶劑(D)，以下依序闡述之。
[0015]酚醛清漆樹脂(A)
[0016]本發(fā)明正型感光性樹脂組合物的酚醛清漆樹脂(A)包含羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)，并可選擇性地進(jìn)一步包含其它酚醛清漆樹脂(A-2)。
[0017]上述的羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)是由羥基苯甲醛類化合物與芳香族羥基化合物，在酸性催化劑存在下經(jīng)縮合反應(yīng)而得。
[0018]前述的羥基苯甲醛類化合物的具體例為:鄰-羥基苯甲醛、間-羥基苯甲醛、對(duì)-羥基苯甲醛等的羥基苯甲醛化合物；2，3- 二羥基苯甲醛、2，4- 二羥基苯甲醛、2，5- 二羥基苯甲醛、3，4- 二羥基苯甲醛、3，5- 二羥基苯甲醛等的二羥基苯甲醛化合物；2，3，4-三羥基苯甲醛、2，4，5-三羥基苯甲醛、2，4，6-三羥基苯甲醛、3，4，5-三羥基苯甲醛等的三羥基苯甲醛化合物；鄰_羥甲基苯甲醛、間-羥甲基苯甲醛、對(duì)-羥甲基苯甲醛等的羥基烷基苯甲醛化合物。該羥基苯甲醛類化合物可單獨(dú)一種使用或混合多種使用。其中，上述的羥基苯甲醛類化合物是以鄰-羥基苯甲醛、間-羥基苯甲醛、對(duì)-羥基苯甲醛、2，3-二羥基苯甲醛、2，4- 二羥基苯甲醛、3，4- 二羥基苯甲醛、2，3，4-三羥基苯甲醛、鄰-羥甲基苯甲醛為較佳。
[0019]其次，前述與上述羥基苯甲醛類化合物縮合反應(yīng)的芳香族羥基化合物的具體例為:苯酌.(phenol);間-甲酌.(m-cresol)、對(duì)-甲酌.(p-cresol)、鄰-甲酌.(o-cresol)等的甲酚(cresol)類；2，3-二甲苯酚、2，5-二甲苯酚、3，5-二甲苯酚、3，4-二甲苯酚等的二甲酚(xylenol)類；間-乙基苯酚、對(duì)-乙基苯酚、鄰-乙基苯酚、2，3，5-三甲基苯酚、2，3，5-三乙基苯酚、4-叔丁基苯酚、3-叔丁基苯酚、2-叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-甲基苯酚、2-叔丁基-5-甲基苯酚、6-叔丁基-3-甲基苯酚等的烷基苯酚(alkyl phenol)類；對(duì)-甲氧基苯酚、間-甲氧基苯酚、對(duì)-乙氧基苯酚、間-乙氧基苯酚、對(duì)丙氧基苯酚、間-丙氧基苯酹等的燒氧基苯酹(alkoxy phenol)類；鄰-異丙烯基苯酹、對(duì)-異丙烯基苯酹、
2-甲基-4-異丙烯基苯酹、2-乙基-4-異丙烯基苯酹等的異丙烯基苯酹(isopropenylphenol)類；苯基苯酌.(phenyl phenol)的芳基苯酌.(aryl phenol)類；4,4' - 二輕基聯(lián)苯、雙酌.A、間-苯 二酌.(resorcinol)、對(duì)-苯 二酌.(hydroquinone)、1，2，3-苯三酌.(pyrogallol)等的多輕基苯(polyhydroxyphenol)類等。前述芳香族輕基化合物可單獨(dú)一種使用或混合多種使用。其中，上述的芳香族羥基化合物以鄰-甲酚、間-甲酚、對(duì)-甲酚、2，5- 二甲苯酚、3，5- 二甲苯酚、2，3，5-三甲基苯酚等為較佳。
[0020]前述酸性催化劑的具體例如:鹽酸、硫酸、甲酸、醋酸、草酸、對(duì)甲苯磺酸等。[0021]基于酚醛清漆樹脂(A) 100重量份，羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)的使用量一般為30重量份至100重量份,較佳為40重量份至100重量份,更佳為50重量份至100重量份。當(dāng)羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)的使用量為30重量份至100重量份時(shí)，則有較佳的殘膜率特性。若無使用羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)，則所得的正型感光性樹脂組合物形成細(xì)小顯色圖案后，會(huì)有蝕刻后顏色脫落及分辨率較差問題。
[0022]至于其它酚醛清漆樹脂(A-2)，一般是由前述的芳香族羥基化合物與非羥基苯甲醛類的醛類，在前述的酸性催化劑存在下經(jīng)縮合反應(yīng)而得。
[0023]前述的非羥基苯甲醒類的醒類的具體例為:甲醒、多聚甲醒(paraformaldehyde)、三聚甲醛(trioxane)、乙醛、丙醛、丁醛、三甲基乙醛、丙烯醛(acrolein)、丁烯醛(crotonaldehyde)、環(huán)己醒(cyclo hexanealdehyde)、呋喃甲醒(furfural)、呋喃基丙烯醒(furylacrolein)、苯甲醒、對(duì)苯二甲醒(terephthal aldehyde)、苯乙醒、α -苯基丙醒、β-苯基丙醛、鄰-甲基苯甲醛、間-甲基苯甲醛、對(duì)-甲基苯甲醛、鄰-氯苯甲醛、間-氯苯甲醛、對(duì)-氯苯甲醛、肉桂醛等。前述醛類可單獨(dú)一種使用或混合多種使用。其中，非羥基苯甲醛類的醛類是以甲醛、苯甲醛為較佳。
[0024]前述的羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)與其它酚醛清漆樹脂(Α-2)，皆可使用單一種類的酚醛清漆樹脂，亦可混合兩種或兩種以上不同種類的酚醛清漆樹脂。
[0025]鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)
[0026]本發(fā)明的鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)可選用已知經(jīng)常使用者，并無特別的限制。在本發(fā)明的較佳具體例中，前述鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)可包括但不限于鄰萘醌二疊氮-4-磺酸、鄰萘醌二疊氮-5-磺酸、鄰萘醌二疊氮-6-磺酸等的鄰萘醌二疊氮磺酸與羥基化合物的酯化物，然以上述鄰萘醌二疊氮磺酸與多元羥基化合物的酯化物為較佳。上述鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯 化物(B)可完全酯化或部份酯化。上述羥基化合物的種類可例如:(一)羥基二苯甲酮類、(二)式(XIII)的羥基芳基化合物、(三)式(XIV)的(羥基苯基)烴類化合物以及(四)其它芳香族羥基化合物，茲分述如下。
[0027](—)羥基二苯甲酮類的具體例為2，3，4-三羥基二苯甲酮、2，4，4'-三羥基二苯甲酮、2，4，6-三羥基二苯甲酮、2，3，4，4'-四羥基二苯甲酮、2，2 ' ，4，4 '-四羥基二苯甲酮、2，3' ,4,4 / ，6-五羥基二苯甲酮、2，2 ' ，3，4，4 '-五羥基二苯甲酮、2，2' ，3，4，5'-五羥基二苯甲酮、2，3 ' ，4，5，5 '-五羥基二苯甲酮或2，3，3'，4，4'，5'-六羥基二苯甲酮。
[0028]( 二)羥基芳基化合物的具體例為具有式(XIII)所示的結(jié)構(gòu):
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種正型感光性樹脂組合物，包含: 酚醛清漆樹脂(A)，其中所述酚醛清漆樹脂(A)包含羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)，且所述羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)是由羥基苯甲醛類化合物與芳香族羥基化合物縮合而得； 鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)； 染料(C)，其中所述染料(C)包含由雙偶氮系染料、蒽醌系染料及三價(jià)鉻偶氮系染料所組成的一群組中至少選自一種(C-1)，及三芳甲烷系染料(C-2);以及 溶劑⑶。
2.如權(quán)利要求1所述的正型感光性樹脂組合物，其中基于所述酚醛清漆樹脂(A)為100重量份，所述羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)的使用量為30重量份至100重量份。
3.如權(quán)利要求1所述的正型感光性樹脂組合物，其中基于所述酚醛清漆樹脂(A)為100重量份，所述鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)的使用量為5重量份至50重量份，所述染料(C)的使用量為10重量份至150重量份，且所述溶劑(D)的使用量為500重量份至2000重量份。
4.如權(quán)利要求1所述的正型感光性樹脂組合物，其中基于所述酚醛清漆樹脂(A)為100重量份，所述由雙偶氮系染料、蒽醌系染料及三價(jià)鉻偶氮系染料所組成的一群組中至少選自一種(C-1)的使用量為2重量份至30重量份，且所述三芳甲烷系染料(C-2)的使用量為I重量份至10重量份。
5.如權(quán)利要求1所述的正型感光性樹脂組合物，其中所述由雙偶氮系染料、蒽醌系染料及三價(jià)鉻偶氮系染料所組成的一群組中至少選自一種(C-1)的使用量與所述三芳甲烷系染料(C-2)的使用量的比值為I至10。
6.如權(quán)利要求1所述的正型感光性樹脂組合物，其中所述三芳甲烷系染料(C-2)包含具有式(I)或式(II)所示的結(jié)構(gòu)或其鹽類:R3R5
I(I)R7
N

^19 R.20 I



(H)R21其中，式(I)的R1及R2是獨(dú)立選自于由氫原子、鹵素原子及碳數(shù)I至5的烷基所組成的一族群，R3、R4、R5及R6是獨(dú)立選自于由氫原子、碳數(shù)I至5的烷基、苯基及芐基所組成的一族群，且R7的結(jié)構(gòu)是選自于由式(III)、式(IV)及式(V)所組成的一族群:
7.如權(quán)利要求1所述的正型感光性樹脂組合物，其中所述染料(C)還包含酞菁系染料(C-3)。
8.如權(quán)利要求7所述的正型感光性樹脂組合物，其中基于所述酚醛清漆樹脂(A)為100重量份，所述酞菁系染料(C-3)的使用量為3重量份至60重量份。
9.如權(quán)利要求7所述的正型感光性樹脂組合物，其中所述酞菁系染料(C-3)包含具有式(VI)所示的結(jié)構(gòu):
10.一種圖案形成方法，其是由對(duì)如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的正型感光性樹脂組合物依序施予一預(yù)烤處理、一曝光處理、一顯影處理以及一后烤處理，藉以于一基板上形成一圖案。
11.一種薄膜晶體管陣列基板，其包含如權(quán)利要求10所述的圖案。
12.一種 液晶顯示元件，其包含如權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管陣列基板。
【文檔編號(hào)】G03F7/039GK103676482SQ201310368638
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】陳凱民, 施俊安 申請(qǐng)人:奇美實(shí)業(yè)股份有限公司