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)、羥基化合物(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)與二甲酚型酚醛清漆樹脂(A-2)，其中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，而二甲酚型酚醛清漆樹脂(A-2)是由醛類化合物與二甲酚類化合物聚縮合而得。此正型感光性樹脂組合物于后烤后可形成高膜厚且斷面形狀佳的圖案。
【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，可于后烤后獲得高膜厚且斷面形狀佳的圖案。
【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、薄型電視以及高效能的微處理器對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，以形成較精細的線寬。
[0003]針對上述的目的，日本公開特許2003-98669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、光酸發(fā)生劑與有機溶劑。該酚醛清漆樹脂是于含有50重量百分比以上的間甲酚的酚類(間甲酚以外的酚類，例如三甲基苯酚、二甲酚及鄰甲酚)及醛類等有機溶劑及酸催化劑的存在下進行反應(yīng)，并使用烷氧基烷基保護酚醛清漆樹脂的一部分或全部的羥基，可提升正型感光性樹脂組合物的感度與解像度。其次，日本公開特許2001-183838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、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，使用堿可溶性樹脂與甲酚化合物及/或二甲酚化合物及酸催化劑的存在下進行聚縮合反應(yīng)，亦可提升正型感光性樹脂組合物的感度與分辨率。
[0004]然而，前述的已知技術(shù)中，其感光性樹脂組合物于后烤后無法形成一高膜厚的圖案。其次，由此所形成的圖案因斷面形狀不佳，導(dǎo)致后續(xù)制程的良率降低。因此，正型感光性樹脂組合物如何在后烤后形成高膜厚且斷面形狀佳的圖案，已成為本【技術(shù)領(lǐng)域】中的一重要課題。
[0005]有鑒于此，亟需提出一種于后烤后形成高膜厚的圖案，與擁有圖案的斷面形狀佳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)明的目的在于提出一種基本上克服現(xiàn)有技術(shù)的種種問題，可于后烤后形成高膜厚且斷面形狀佳的圖案的正型感光性樹脂組合物材料，以及圖案的形成方法。
[0007]因此，本發(fā)明的一態(tài)樣是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)、羥基化合物(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)與二甲酚型酚醛清漆樹脂(A-2)，其中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，而二甲酚型酚醛清漆樹脂(A-2)是由醛類化合物與二甲酚類化合物聚縮合而得。
[0008]本發(fā)明的另一態(tài)樣是提供一種圖案形成方法，其是由對上述的正型感光性樹脂組合物依序施予涂布處理、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。上述正型感光性樹脂組合物可于后烤后形成高膜厚且斷面形狀佳的圖案。[0009]本發(fā)明的又一態(tài)樣是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。
[0010]本發(fā)明的再一態(tài)樣是提供一種液晶顯示(liquid crystal display ;LCD)元件,其包含上述的薄膜晶體管陣列基板。
[0011]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。
[0012]正型感光性樹脂組合物
[0013]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)、羥基化合物(C)以及溶劑(D)，以下依序闡述的。
[0014]酚醛清漆樹脂(A)
[0015]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)與二甲酚型酚醛清漆樹脂(A-2)。
[0016]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。
[0017]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-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-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-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。
[0018]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-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-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-甲氧基苯酚、間-甲氧基苯酚、對-乙氧基苯酚、間-乙氧基苯酚、對丙氧基苯酚、間-丙氧基苯酹等的燒氧基苯酹(alkoxy phenol)類；鄰-異丙烯基苯酹、對-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.(phenylphenol)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-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-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。
[0019]前述酸性催化劑的具體例如:鹽酸、硫酸、甲酸、醋酸、草酸、對甲苯磺酸等。
[0020]至于二甲酚型酚醛清漆樹脂(A-2)，一般是由醛類化合物與二甲酚(xylenol)類化合物，在前述的酸性催化劑存在下經(jīng)聚縮合反應(yīng)而得。
[0021]前述的醒類化合物的具體例為: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-甲基苯甲醛、鄰-氯苯甲醛、間-氯苯甲醛、對-氯苯甲醛、肉桂醛等。前述醛類可單獨一種使用或混合多種使用。其中，醛類化合物是以甲醛、苯甲醛為較佳。
[0022]前述的二甲酚類化合物的具體例為:2，3-二甲苯酚、2，5-二甲苯酚、3，5-二甲苯酚、3，4-二甲苯酚。
[0023]本發(fā)明正型感光性樹脂組合物的酚醛清漆樹脂(A)于不影響整體物性的前提下，可進一步包含其它酚醛清漆樹脂(Α-3)，一般是由醛類化合物與芳香族羥基化合物，在前述的酸性催化劑存在下經(jīng)聚縮合反應(yīng)而得。而該醛類化合物與芳香族羥基化合物如上述所列舉，在此不另行贅述，但該其它酚醛清漆樹脂(Α-3)的結(jié)構(gòu)皆需不同于上述的羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)及二甲酚型酚醛清漆樹脂(Α-2)。
[0024]前述的羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)、二甲酚型酚醛清漆樹脂(Α-2)與其它酚醛清漆樹脂(Α-3)，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?；诜尤┣迤針渲?A) 100重量份，該羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)的使用量為50重量份至95重量份，二甲酚型酚醛清漆樹脂(Α-2)的使用量為5重量份至50重量份，其它酚醛清漆樹脂(Α-3)的使用量為O重量份到45重量份。由于羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)具有較佳顯影性，而二甲酚型酚醛清漆樹脂(Α-2)則具有較佳殘膜率，若正型感光性樹脂組合物未使用羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)或二甲酚型酚醛清漆樹脂(Α-2)，則所得的正型感光性樹脂組合物于后烤后，會有斷面形狀不佳與膜厚不足的問題。然而當使用上述范圍的羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)與二甲酚型酚醛清漆樹脂(Α-2)，則所得的正型感光性樹脂組合物于后烤后會有斷面形狀佳的優(yōu)點，亦可避免于后烤時，圖形因受熱而流動造成膜厚不足等缺點。
[0025]另基于該羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)與該二甲酚型酚醛清漆樹脂(Α-2)的合計使用量為100重量百分比，該羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)的使用量為50重量百分比至95重量百分比，且該二甲酚型酚醛清漆樹脂(Α-2)的使用量為5重量百分比至50重量百分比。當該羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)的使用量為50重量百分比至95重量百分比，且該二甲酚型酚醛清漆樹脂(Α-2)的使用量為5重量百分比至50重量百分比時，則所得的正型感光性樹脂組合物于后烤后會有斷面形狀佳的優(yōu)點。
[0026]鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)
[0027]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。
[0028]上述鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物⑶可完全酯化或部份酯化，且包含(一)羥基二苯甲酮類及/或(二)式(I)的羥基芳基類及/或(三)式(II)的(羥基苯基)烴類的骨架，茲分述如下。
[0029](一 )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。
[0030]( 二)羥基芳基化合物的具體例為具有式(I)所示的結(jié)構(gòu):
[0031]
【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)與二甲酚型酚醛清漆樹脂(A-2)，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，所述二甲酚型酚醛清漆樹脂(A-2)是由醛類化合物與二甲酚類化合物聚縮合而得； 鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)； 羥基化合物(C);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，其中所述鄰萘醌二疊氮磺酸類的酯化物(B)包含羥基二苯甲酮類及/或羥基芳基類及/或羥基苯基烴類的骨架。
3.如權(quán)利要求1所述的正型感光性樹脂組合物，其中所述羥基化合物(C)包含羥基二苯甲酮類化合物及/或羥基芳基化合物及/或羥基苯基烴類化合物。
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，所述羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)的使用量為50重量份至95重量份，所述二甲酚型酚醛清漆樹脂(A-2)的使用量為5重量份至50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，所述羥基化合物(C)的使用量為I重量份至30重量份，且所述溶劑(D)的使用量為100重量份至500重量份。
5.如權(quán)利要求4所述的正型感光性樹脂組合物，其中基于所述羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)與所述二甲酚型酚醛清漆樹脂(A-2)的合計使用量為100重量百分比，所述羥基型酚醛清漆樹脂(A-1)的使用量為50重量百分比至95重量百分比，所述二甲酚型酚醛清漆樹月旨(A-2)的使用量為5重量百分比至50重量百分比。
6.一種圖案形成方法，其是由對如權(quán)利要求1至5任一項所述的正型感光性樹脂組合物依序施予一涂布處理、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。
7.如權(quán)利要求6所述的圖案形成方法，其中所形成的圖案的膜厚介于5μ m至25 μ m。
8.一種薄膜晶體管陣列基板，其包含如權(quán)利要求7所述的圖案。
9.一種液晶顯示元件，其包含如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列基板。
【文檔編號】G03F7/039GK104007617SQ201410055536
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月22日
【發(fā)明者】劉騏銘, 施俊安 申請人:奇美實業(yè)股份有限公司