JPS6337823B2 - - Google Patents

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JPS6337823B2
JPS6337823B2 JP17720080A JP17720080A JPS6337823B2 JP S6337823 B2 JPS6337823 B2 JP S6337823B2 JP 17720080 A JP17720080 A JP 17720080A JP 17720080 A JP17720080 A JP 17720080A JP S6337823 B2 JPS6337823 B2 JP S6337823B2
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JP
Japan
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formula
group
light
radiation
polymer
Prior art date
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Expired
Application number
JP17720080A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57102926A (en
Inventor
Fumio Kataoka
Fusaji Shoji
Isao Obara
Ataru Yokono
Tokio Isogai
Mitsuo Kojima
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Hitachi Ltd
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
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Priority to KR1019810004998A priority patent/KR860000070B1/en
Priority to GB8137851A priority patent/GB2092164B/en
Priority to DE3150054A priority patent/DE3150054C2/en
Priority to US06/331,875 priority patent/US4451551A/en
Priority to FR8123637A priority patent/FR2496111B1/en
Publication of JPS57102926A publication Critical patent/JPS57102926A/en
Publication of JPS6337823B2 publication Critical patent/JPS6337823B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は新規な光及び放射線感応性重合体組成
物に関するものである。 従来、耐熱性ポリイミドの前駆体たるポリアミ
ド酸に光感応性を付与する方法としては(イ)ポリア
ミド酸に感光性添加剤として1〜5重量%の重ク
ロム酸塩を加える方法(USP−3623870)(ロ)式(1)
に示す感光基を有するジカルボン酸ジクロライド
誘導体の異性体の混合物と式(2)に示す
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to novel light- and radiation-sensitive polymer compositions. Conventionally, methods for imparting photosensitivity to polyamic acid, which is a precursor of heat-resistant polyimide, include (a) adding 1 to 5% by weight of dichromate as a photosensitive additive to polyamic acid (USP-3623870); (b) Formula (1)
A mixture of isomers of a dicarboxylic acid dichloride derivative having a photosensitive group shown in and a mixture shown in formula (2)

【式】【formula】

【式】 (但し、R*[Formula] (However, R * is

【式】【formula】

【式】) 多官能性環式化合物を付加重合又は重縮合さ
せ、エステル残基に感光基を有するポリアミド酸
とする方法(DE−OS2308830)。 (ハ)ポリアミド酸に化学線により2重化又は重合
可能な炭素−炭素二重結合及びアミノ基又はその
四級化塩を含む化合物を添加する方法(特開昭54
−145794)などが知られている。 これらはいずれも適当な有機溶剤に溶解したワ
ニス状態で基板に塗布し、乾燥して塗膜とした後
に、必要な場合には適当なフオトマスクを介して
紫外線照射した後に現像し、リンス処理して所望
のレリーフ・パターンを得ている。 これら、光によつて硬化し、パターン化したポ
リアミド酸の被膜はさらに適当な加熱処理を行な
う事により耐熱性を有するポリイミド被膜として
いる。 ポリイミド膜は半導体工業において固体素子の
絶縁層、パツシベーシヨン層などの用途に利用さ
れているが、これらの素子は一般に非常に微細な
配線を必要とするため、フオトレジストを用いて
微細加工しポリイミド膜を化学エツチング処理し
てレリーフ・パターンのポリイミド膜を形成して
いる。例えば、ポリイミド層の上にフオトレジス
トのパターンを形成し、その後ヒドラジン・ヒド
ラートとエチレンジアミンから成るエツチング液
で処理してポリイミドのレリーフ・パターンを形
成し、しかる後にフオトレジスト剥離液によつて
フオトレジストを除去し、得られたポリイミドの
レリーフ・パターンを目的とする配線構造体に供
している。しかしながら、これらの微細加工プロ
セスは全体として非常に繁雑であるので、これを
簡略化するためにフオトレジスト膜の形成及びそ
の剥離プロセスを省略し得る方法として、ポリイ
ミドの前駆体(ポリアミド酸)に感光性を付与
し、この塗膜を光で直接微細加工し得る方法が望
まれており、これを可能ならしめる材料の開発が
期待されて来た。これらの目的のために開発され
た材料が上記(イ)、(ロ)、(ハ)に記したものであるが、
これらのうち(イ)に記した材料はワニスとした時の
液安定性が著しく悪く、しかも加工液のポリイミ
ド被膜中に無機イオンが残るため絶縁性にも問題
があり、また(ロ)に記した材料の場合上記(1)の化合
物からなる組成物は粘調であり、しかも精製困難
であり、また得られたとしても高価になること
や、脱塩酸によつて生じる塩素イオンがそのまま
膜中に残るために半導体用途では信頼性に悪影響
を及ぼす可能性があり好適ではなかつた。 (ハ)に記した材料はこれらの欠点を改良した材料
であるがこれらにおいてもその感度がいずれも数
百s.mW/cm2程度であり、実用に供するには不十
分であつた。 本発明の目的は前記した従来技術の欠点をなく
し、安価でしかも高性能な光及び放射線感応性重
合体組成物を提供するにある。特に従来不十分で
あつた光感応性の向上を目的とする。 本発明で提供する新規感光性重合体組成物は工
業的に利用可能な保存安定性を有しており、特に
光及び放射線感応性が極めて高く工業的に有用で
ある。本発明の感光性重合体組成物を支持体に塗
布して、露光、現像後加熱処理によつて形成した
ポリイミド膜も優れた耐熱性、絶縁性を有してお
り、また半導体の信頼性に悪影響を及ぼす無機塩
を含有していないので、特に半導体工業での用途
に有用である。 以下、本発明について詳細に説明する。 本発明は (a) 一般式
【formula】) A method of addition polymerizing or polycondensing a polyfunctional cyclic compound to produce a polyamic acid having a photosensitive group in the ester residue (DE-OS2308830). (c) A method of adding to polyamic acid a compound containing a carbon-carbon double bond that can be doubled or polymerized by actinic radiation, an amino group, or a quaternized salt thereof (JP-A-54
-145794) are known. Each of these is applied to a substrate in the form of a varnish dissolved in an appropriate organic solvent, dried to form a coating film, and if necessary, irradiated with ultraviolet rays through an appropriate photomask, developed, and rinsed. The desired relief pattern is obtained. These light-cured and patterned polyamic acid coatings are further subjected to appropriate heat treatment to form heat-resistant polyimide coatings. Polyimide films are used in the semiconductor industry for applications such as insulating layers and passivation layers for solid-state devices, but since these devices generally require extremely fine wiring, polyimide films are fabricated by microfabrication using photoresist. A polyimide film with a relief pattern is formed by chemical etching. For example, a pattern of photoresist is formed on a polyimide layer, then treated with an etchant consisting of hydrazine hydrate and ethylene diamine to form a polyimide relief pattern, and then the photoresist is removed with a photoresist stripper. The resulting polyimide relief pattern is then used for the intended wiring structure. However, these microfabrication processes are extremely complicated as a whole, so in order to simplify this process, a method that can omit the formation of a photoresist film and its peeling process is to expose a polyimide precursor (polyamic acid) to light. There has been a desire for a method that can impart properties and directly microfabricate this coating film with light, and there have been expectations for the development of materials that make this possible. The materials developed for these purposes are those listed in (a), (b), and (c) above.
Among these materials, the materials described in (a) have extremely poor liquid stability when used as varnish, and also have problems with insulation because inorganic ions remain in the polyimide coating of the processing fluid. In the case of the above-mentioned material, the composition consisting of the compound (1) above is viscous and difficult to purify, and even if obtained, it is expensive, and the chlorine ions generated by dehydrochlorination are directly contained in the membrane. Therefore, it is not suitable for semiconductor applications because it may have an adverse effect on reliability. Although the materials described in (c) are materials that have improved these drawbacks, the sensitivity of these materials is still only about several hundred s.mW/cm 2 , which is insufficient for practical use. An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a light- and radiation-sensitive polymer composition that is inexpensive and has high performance. In particular, the purpose is to improve photosensitivity, which has been insufficient in the past. The novel photosensitive polymer composition provided by the present invention has industrially usable storage stability, and in particular has extremely high sensitivity to light and radiation, making it industrially useful. The polyimide film formed by coating the photosensitive polymer composition of the present invention on a support, exposing it to light, developing it and then heat-treating it has excellent heat resistance and insulation properties, and also has excellent semiconductor reliability. Since it does not contain harmful inorganic salts, it is particularly useful for applications in the semiconductor industry. The present invention will be explained in detail below. The present invention relates to (a) general formula

【式】 で表わされる繰り返し単位を主成分とするポリ
マと、 (b) 同一分子内にアミノ基と芳香族アジド基また
は芳香族スルホニルアジド基を有する光及び放
射線感応性添加剤〔〕と、 (c) 必要に応じて加える増感剤及び/又は不飽和
結合を有するアミン とから成る光及び放射線感応性重合体に関するも
のである。 上記ポリアミド酸〔〕は加熱あるいは適当な
触媒によりポリイミドと成り得るものであり、こ
れらのポリイミドは耐熱性を有する。 繰り返し単位〔〕を主成分とするポリマは、
〔〕のみから成るものであつても良いし、他の
繰り返し単位との共重合体であつてもよい。共重
合に用いられる構成単位の種類、量は最終加熱処
理によつて得られるポリイミドの耐熱性を著しく
損わない範囲で選択するのが望しい。ポリイミド
の耐熱性としては窒素雰囲気中、250〜400℃に1
時間加熱しても形成したレリーフ・パターンが保
持されるものが望しい。共重合に用いられる繰り
返し単位は耐熱性ポリイミドを与えるものが特に
望しく、これらの例は原らによる「耐熱性高分子
の現状及び動向」(石油学会誌17、110〜120、
1974)に示されている。ポリアミドアミド酸、ポ
リエステルアミド酸の繰り返し単位が典型的な例
として挙げられるが、これらには限定されない。 上記ポリアミド酸〔〕式中、R1は少なくと
も2個以上の炭素原子を有する3価又は4価の基
であるが、ポリイミドの耐熱性の面から芳香族環
あるいは芳香族性複素環が好ましい。これらの例
はU.S.P.3179614、U.S.P.3740305、特公昭48−
2956号に示されている。 具体的なR1の例としては
A polymer whose main component is a repeating unit represented by the formula; (b) a light- and radiation-sensitive additive having an amino group and an aromatic azide group or an aromatic sulfonyl azide group in the same molecule; c) It relates to a light- and radiation-sensitive polymer consisting of a sensitizer and/or an amine having an unsaturated bond, which is added as necessary. The above polyamic acid [ ] can be converted into polyimide by heating or a suitable catalyst, and these polyimides have heat resistance. A polymer whose main component is a repeating unit [ ] is
It may consist only of [ ] or may be a copolymer with other repeating units. The type and amount of structural units used in the copolymerization are desirably selected within a range that does not significantly impair the heat resistance of the polyimide obtained by the final heat treatment. The heat resistance of polyimide is 1 at 250 to 400℃ in a nitrogen atmosphere.
It is desirable that the formed relief pattern is retained even after heating for a long time. It is particularly desirable that the repeating units used in the copolymerization yield heat-resistant polyimides; examples of these can be found in Hara et al., "Current status and trends of heat-resistant polymers" (Journal of Japan Petroleum Institute 17 , 110-120,
(1974). Typical examples include repeating units of polyamideamic acid and polyesteramic acid, but are not limited thereto. In the above polyamic acid formula, R 1 is a trivalent or tetravalent group having at least two carbon atoms, and is preferably an aromatic ring or an aromatic heterocycle from the viewpoint of the heat resistance of the polyimide. These examples are USP3179614, USP3740305,
No. 2956. As a specific example of R 1 ,

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】(式中、結合手は ポリマ主鎖のカルボニル基との結合を表わし、カ
ルボキシル基は結合手に対してオルト位に位置す
る。)などが挙げられるが、これらに限定されな
い。また〔〕式のポリマはR1がこれらのうち
の2種以上から構成される共重合体の形であつて
も良い。特に望ましいものは
[Formula] (In the formula, the bond represents a bond with a carbonyl group of the polymer main chain, and the carboxyl group is located at the ortho position to the bond.) Examples include, but are not limited to, the following. Further, the polymer of the formula [] may be in the form of a copolymer in which R 1 is composed of two or more of these types. Especially desirable are

【式】【formula】

【式】である。 R2は少なくとも2個以上の炭素原子を有する
2価の基であるが、ポリイミドとした時の耐熱性
の面から芳香族環又は芳香族性複素環であること
が好ましい。これらの例も上記特許文献に示され
ている。具体的なR2の例としては
[Formula]. R 2 is a divalent group having at least two or more carbon atoms, and is preferably an aromatic ring or an aromatic heterocycle from the viewpoint of heat resistance when formed into a polyimide. Examples of these are also shown in the above patent documents. As a specific example of R 2 ,

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】などが典型的 な例として挙げられるがこれらに限定されない。
また、これらがポリイミドの耐熱性に悪影響を与
えない範囲でアミノ基、アミド基、カルボキシル
基、スルホン酸基、スルホンアミド基などの置換
基を有していてもさしつかえない。 繰り返し単位〔〕を主成分とするポリマとし
ては、上記特許文献に示されているものを使用す
ることができるが、特に好しく用いられるものと
しては、ピロメリツト酸二無水物と4.4′−ジアミ
ノジフエニルエーテル、ピロメリツト酸二無水物
および3,3′,4,4′−ベンゾフエノンテトラカ
ルボン酸二無水物と4.4′−ジアミノジフエニルエ
ーテル、ピロメリツト酸二無水物および3,3′,
4,4′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水
物とジアミノジフエニルエーテルおよびジアミノ
ジフエニルエーテル−3−カルボンアミド、ピロ
メリツト酸二無水物および3,3′,4,4′−ベン
ゾフエノンテトラカルボン酸二無水物と4,4′ジ
アミノジフエニルエーテル、4,4′ジアミノジフ
エニルエーテル−3−カルボンアミドおよびビス
(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサ
ン、ピロメリツト酸二無水物および3,3′,4,
4′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物と
ジアミノジフエニルエーテル及びビス(3−アミ
ノプロピル)テトラメチルジシロキサンから導れ
るポリアミド酸などが挙げられる。 上記、繰り返し単位〔〕を主成分とするポリ
アミド酸は上記のように通常ジアミン化合物に酸
二無水物をほぼ当モル量反応させることによつて
得られるが、この場合に用いる反応溶媒としては
生成するポリアミド酸の溶解性の面から極性溶媒
が好しく用いられ、特に非プロトン性極性溶媒が
好適である。非プロトン性極性溶媒としては、N
−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホ
ルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジ
メチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリ
アミド、N−アセチル−2−ピロリドン、N−ア
セチル−ε−カプロラクタム、1,3−ジメチル
−2−イミダゾリジノンなどが典型的な例として
挙げられる。 本発明による組成物の光及び放射線感応性は同
一分子内にアミノ基と芳香族アジド基、または芳
香族スルホニルアジド基を有する化合物〔〕の
光及び放射線感応性に帰する事ができる。化合物
〔〕はアミノ基がポリマ〔〕のカルボキシル
とイオン結合することによりポリマ〔〕に組み
込まれる。芳香族アジド基または芳香族スルホニ
ルアジド基は比較的熱安定性に優れたアジド基で
あり、紫外線等の光、電子線、X線などの放射線
により活性種ナイトレンを生成し、この活性種は
二量化、二重結合への付加、水素引き抜き反応な
どを起す。従つて、ポリマ〔〕に組み込まれた
光及び放射線感応性添加剤〔〕は光又は放射線
の照射により上記反応を経由して、ポリマ〔〕
に高重合化、3次元架橋などをもたらし、未照射
部との溶媒に対する溶解性の差異をもたらし、パ
ターン形成可能となる。 光感応性としては生産性などの点から、塗膜の
膜厚に対して現像後の膜厚を規格化した値で0.5
となる紫外線照射量で100s.mW/cm2(500m
WXe−Hg灯を用いた場合の365nmで測定した
値)以下の感度を有するものが望しい。 同一分子内にアミノ基と芳香族アジド基または
芳香族スルホニルアジド基を有する光及び放射線
感応性添加剤〔〕としては、 (ここでXは−N3又は−SO2N3、Yはアルキレ
ン基、R3、R4、R5は水素又は炭素数5個以下の
アルキル基を表わす。)、 (ここで、Xは−N3又は−SO2N3、R3、R4、R5
は水素又は炭素数5個以下のアルキル基を表わ
す。) (ここで、Xは−N3又は−SO2N3、R3R4R5は水
素又は炭素数5個以下のアルキル基、R3
Typical examples include, but are not limited to, [Formula].
Further, these may have substituents such as amino groups, amide groups, carboxyl groups, sulfonic acid groups, and sulfonamide groups as long as they do not adversely affect the heat resistance of the polyimide. As the polymer containing the repeating unit [] as a main component, those shown in the above patent documents can be used, but particularly preferably used polymers include pyromellitic dianhydride and 4,4'-diaminodiphthalate. enyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3',
4,4'-Benzophenonetetracarboxylic dianhydride and diaminodiphenyl ether and diaminodiphenyl ether-3-carbonamide, pyromellitic dianhydride and 3,3',4,4'-benzophenone tetra Carboxylic dianhydride and 4,4' diaminodiphenyl ether, 4,4' diaminodiphenyl ether-3-carbonamide and bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, pyromellitic dianhydride and 3,3 ',4,
Examples include polyamic acid derived from 4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, diaminodiphenyl ether, and bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane. The polyamic acid whose main component is the repeating unit [ ] is usually obtained by reacting a diamine compound with an acid dianhydride in an approximately equimolar amount as described above, but the reaction solvent used in this case is From the viewpoint of solubility of the polyamic acid, polar solvents are preferably used, and aprotic polar solvents are particularly suitable. As the aprotic polar solvent, N
-Methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphortriamide, N-acetyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-ε-caprolactam, 1,3- Typical examples include dimethyl-2-imidazolidinone. The light and radiation sensitivity of the composition according to the present invention can be attributed to the light and radiation sensitivity of the compound having an amino group and an aromatic azide group or an aromatic sulfonyl azide group in the same molecule. The compound [ ] is incorporated into the polymer [ ] by ionic bonding of the amino group with the carboxyl of the polymer [ ]. An aromatic azide group or an aromatic sulfonyl azide group is an azide group with relatively excellent thermal stability, and when exposed to light such as ultraviolet rays, electron beams, or radiation such as X-rays, an active species nitrene is generated, and this active species is quantification, addition to double bonds, hydrogen abstraction reactions, etc. Therefore, the light- and radiation-sensitive additives [] incorporated into the polymer [] undergo the above reaction upon irradiation with light or radiation, and the polymer []
This results in high polymerization, three-dimensional crosslinking, etc., resulting in a difference in solubility in solvents from the unirradiated area, and pattern formation becomes possible. From the viewpoint of productivity, etc., the photo-sensitivity is 0.5, which is the normalized value of the film thickness after development relative to the film thickness of the coating film.
The amount of UV irradiation is 100s.mW/cm 2 (500m
It is desirable that the sensitivity be below (value measured at 365 nm using a WXe-Hg lamp) or less. Light and radiation sensitive additives having an amino group and an aromatic azide group or an aromatic sulfonyl azide group in the same molecule include: (Here, X is -N3 or -SO2N3 , Y is an alkylene group, and R3 , R4 , and R5 are hydrogen or an alkyl group having 5 or less carbon atoms.) (Here, X is -N3 or -SO2N3 , R3 , R4 , R5
represents hydrogen or an alkyl group having 5 or less carbon atoms. ) (Here, X is -N3 or -SO2N3 , R3R4R5 is hydrogen or an alkyl group having 5 or less carbon atoms, R3 is

【式】【formula】 【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】 【式】【formula】

【式】【formula】

【式】−O−、−CH2−のうちか ら選ばれた1つの基を表わす。) (ここで、Xは−N3、−SO2N3、R8、R9は水素
又は炭素数5個以下のアルキル基を表わす。) などが例として挙げられる。特に、アミノ基の塩
基性が高い
[Formula] represents one group selected from -O- and -CH 2 -. ) (Here, X represents -N 3 , -SO 2 N 3 , R 8 and R 9 represent hydrogen or an alkyl group having 5 or less carbon atoms). In particular, the basicity of the amino group is high.

【式】が好しく 用いられる。 具体的には[Formula] is preferable used. in particular

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】 などが挙げられる。 光及び放射線感光性添加剤〔〕は、ポリマ
〔〕の全カルボキシル基の当量の0.05倍以上、
望ましくは0.4倍に相当する当量以上で、かつ3
倍以下当量に相当する割合でポリマ〔〕に配合
されているのが好しい。この範囲を逸脱すると感
光性の低下をもたらしたり、現像性の制約が多く
なる。また、特に配合割合が大きい場合には最終
加熱処理後の生成ポリイミドの耐熱性に悪影響を
及ぼす。 本発明の光及び放射線感応性材料は、通常ポリ
マ〔〕と光及び放射線感応性添加剤〔〕を適
当な有機溶剤に溶解したワニス状態で使用される
が、この場合に用いる溶剤としてはポリマ〔〕
と添加剤〔〕のいずれをも溶解する溶媒である
ことが望しく、この面から主として極性溶媒が好
しく用いられ、さらに好しくは非プロトン性極性
溶媒が用いられる。これら極性溶媒の例としては
N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2
−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、
N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホ
キシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、N−
アセチル−ε−カプロラクタム、ジメチルイミダ
ゾリジノンなどが挙げられる。これら単独で用い
ても良いし、混合して用いることも可能である。 本発明の光及び放射線感応性重合体には式
〔〕を主成分とするポリマと添加剤〔〕の他
に必要に応じて不飽和アミン、増感剤、接着改良
助剤などを添加してもさしつかえない。 増感剤は感光基の感光波長域をひろげたり、感
光基へ光エネルギーを効率良く与えるなどして感
光感度の向上化をもたらすものであり、不飽和ア
ミンは光感応添加剤以外の感光基を反応相手とし
て添加するものである。従つて、両者を使用する
場合にはそれぞれ単独に用いても良いし、併用し
てもさしつかえない。 不飽和アミンは活性種ナイトレンとの付加反応
あるいは水素引き抜き反応の反応相手となり得る
ものであり、ポリマ〔〕の高分子化、3次元架
橋化に寄与し得る。不飽和アミンを添加する場合
には、その配合割合はポリマ〔〕の全カルボキ
シル基の当量の0.1倍以上2培以下で用いるのが
望しく、添加剤〔〕と不飽和アミンの総量が3
倍以下の当量で用いるのが好しい。この範囲を逸
脱すると、現像性に制約があつたり、最終生成物
のポリイミドの耐熱性に悪影響をもたらす。 これら不飽和アミンの例としては (ここで、R9は水素又はメチル基、R10は水素又
は低級アルキル基又はビニル基を表わし、k+l
=3、k=1〜3である。) (ここで、R11は水素又はフエニル基、R12は水
素又は低級アルキル基、R13は置換又は無置換の
炭化水素基、R14、R15は置換又は無置換のアル
キル基を各々表わす。) (ここで、R16は置換又は無置換アルキル基を表
わす。) 具体的な例としては CH2=CHCH2NH2
[Formula] etc. The light- and radiation-sensitive additive [] is 0.05 times or more the equivalent weight of the total carboxyl groups in the polymer [],
Desirably, the equivalent amount is 0.4 times or more, and 3
It is preferable that it is blended into the polymer [ ] in a proportion equivalent to a double equivalent or less. If it deviates from this range, it may cause a decrease in photosensitivity or there will be many restrictions on developability. In addition, especially when the blending ratio is large, it has a negative effect on the heat resistance of the polyimide produced after the final heat treatment. The light- and radiation-sensitive material of the present invention is usually used in the form of a varnish in which the polymer [] and the light- and radiation-sensitive additive [] are dissolved in a suitable organic solvent. ]
It is desirable to use a solvent that can dissolve both the additive and the additive [ ], and from this point of view, primarily polar solvents are preferably used, and aprotic polar solvents are more preferably used. Examples of these polar solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2
-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide,
N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphortriamide, N-
Examples include acetyl-ε-caprolactam and dimethylimidazolidinone. These may be used alone or in combination. In addition to the polymer having the formula [] as a main component and additives [], unsaturated amines, sensitizers, adhesion improving agents, etc. may be added to the light- and radiation-sensitive polymer of the present invention as necessary. I can't help it. Sensitizers improve photosensitivity by expanding the sensitive wavelength range of photosensitive groups and efficiently imparting light energy to photosensitive groups. It is added as a reaction partner. Therefore, when both are used, they may be used alone or in combination. The unsaturated amine can be a reaction partner in the addition reaction or hydrogen abstraction reaction with the active species nitrene, and can contribute to polymerization and three-dimensional crosslinking of the polymer. When adding an unsaturated amine, it is desirable to use it at a mixing ratio of 0.1 to 2 times the equivalent of all carboxyl groups in the polymer [], and the total amount of the additive [] and the unsaturated amine is 3.
It is preferable to use an equivalent amount less than twice as much. Outside this range, the developability will be restricted and the heat resistance of the final polyimide product will be adversely affected. Examples of these unsaturated amines are (Here, R 9 represents hydrogen or a methyl group, R 10 represents hydrogen, a lower alkyl group, or a vinyl group, and k+l
=3, k=1 to 3. ) (Here, R 11 represents hydrogen or a phenyl group, R 12 represents hydrogen or a lower alkyl group, R 13 represents a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, and R 14 and R 15 represent a substituted or unsubstituted alkyl group, respectively. ) (Here, R 16 represents a substituted or unsubstituted alkyl group.) Specific examples include CH 2 =CHCH 2 NH 2 ,

【式】 CH3CH=CHCH2NH2
[Formula] CH 3 CH=CHCH 2 NH 2 ,

【式】【formula】

【式】CH2=CHCH= CHCH2NH2、(CH2=CHCH22NH、(CH3CH
=CHCH22NH、
[Formula] CH 2 = CHCH = CHCH 2 NH 2 , (CH 2 = CHCH 2 ) 2 NH, (CH 3 CH
= CHCH 2 ) 2 NH,

【式】 (CH2=CHCH28N、(CH3CH=CHCH23N、
[Formula] (CH 2 = CHCH 2 ) 8 N, (CH 3 CH = CHCH 2 ) 3 N,

【式】CH2=CH COOCH2CH2N(CH32、CH2
CHCOOCH2CH2N(C2H52 PhCH=CHCOOCH2CH2N(CH32、PhCH=
CHCOOCH2CH2N(C2H52
[Formula] CH 2 = CH COOCH 2 CH 2 N(CH 3 ) 2 , CH 2 =
CHCOOCH 2 CH 2 N(C 2 H 5 ) 2 , PhCH=CHCOOCH 2 CH 2 N(CH 3 ) 2 , PhCH=
CHCOOCH 2 CH 2 N (C 2 H 5 ) 2

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】などが挙げられる。 必要に応じて添加される増感剤は、添加する場
合その量は〔〕を主成分とするポリマと添加剤
〔〕の総重量、不飽和アミンを添加する場合に
はさらにこれを加えた総重量の0.01以上10%以下
であることが望しく、これより多量用いると現像
性への制約や、最終生成物ポリイミドの耐熱性に
悪影響をもたらす。好しく用いられる増感剤とし
ては例えばアントラキノン、2−メチルアントラ
キノン、2−エチルアントラキノン、ベンゾキノ
ン、1,2−ナフトキノン、1,4−ナフトキノ
ン、1,4−ナフトキノン、1,2−ベンゾアン
トラキノン、ベンゾフエノン、P,P′−ジメチル
ベンゾフエノン、ミヒラケトン、2−ニトロフル
オレン、5−ニトロアセナフテン、4−ニトロ−
1−ナフチルアミン、アントロン、1,9−ベン
ズアントロン、ジベンザルアセトン、ベンゾイン
エーテル、4,4′−ビス(ジエチルアミノ)ベン
ゾフエノンなどが挙げられる。 本発明の光及び放射線感応性重合体組成物は加
熱硬化後の被膜と支持基板との接着性を向上させ
るため、適宜接着助剤を用いることも可能であ
る。 好しく用いられる接着助剤の例としてはビニル
トリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロ
ピルトリメトキシシラン、オキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シランなどの有機ケイ素化合物あるいはアルミニ
ウムモノエチルアセトアセテートジイソプロピレ
ート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテ
ート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネ
ート)、アルミニウムトリス(マロン酸エチレー
ト)、アルミニウムジエチルアセトアセトネート
モノイソプロピレート、アルミニウムジアセチル
アセトネートモノイソプロピレート、アルミニウ
ムモノメチルアセトアセテートジイソプロピレー
ト、アルミニウムジメチルアセトアセテートモノ
イソプロピレート、アルミニウムトリス(メチル
アセトアセテート)、アルミニウムモノプロピル
アセトアセテートジイソプロピレート、アルミニ
ウムジプロピルアセトアセテートモノイソプロピ
レートなどのアルミニウムキレート化合物などが
典型的な例として挙げられる。 本発明の新規感光性重合体組成物を塗布する支
持体の材質としては例えば金属、ガラス、半導
体、金属酸化物絶縁体(例えばTiO2、Ta2O5
SiO2など)窒化ケイ素などが挙げられる。 本発明の光及び放射線感応性重合体組成物は
光、放射線等を用いた通常の微細加工技術でパタ
ーン加工が可能である。 上記支持体への光及び放射線重合体組成物の塗
布にはスピンナーを用いた回転塗布、浸漬、噴
霧、印刷などの手段が可能であり、目的に応じて
適宜選択することができる。塗布膜厚は塗布手
段、組成物のワニスの固形分濃度、粘度によつて
調節が可能である。 上記支持体上で塗膜と成つた本発明による光及
び放射線重合体組成物に紫外線を照射し、次いで
未露光部を現像液で溶解除去することによりレリ
ーフ・パターンを得る。光源は紫外線に限らず可
視光線、X線、電子線などであつても良い。 現像液は本重合体組成物の溶媒であるN−メチ
ル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリ
ドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−
ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、
ヘキサメチルホスホルトリアミド、ジメチルイミ
ダゾリジノンなどを単独、あるいはメタノール、
エタノール、イソプロピルアルコール、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の組成物の非溶媒との
混合液として用いることができる。 現像によつて形成したレリーフ・パターンは次
いでリンス液により洗浄し、現像溶媒を除去す
る。リンス液には現像液との混和性の良いメタノ
ール、エタノール、イソプロピルアルコール、ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどが好適な例とし
て挙げられる。 上記の処理によつて得られたレリーフ・パター
ンのポリマは耐熱性を有するポリイミドの前駆体
であり、加熱処理することによつてイミド環や他
の環状基を持つ耐熱ポリマとなる。 本発明の感光性重合体組成物は半導体のパツシ
ベーシヨン膜、多層集積回路の層間絶縁膜、プリ
ント回路の半田付保護膜、液晶用配向膜などの形
成に供せられる。さらに、その高耐熱性を生かし
て、耐ドライエツチング性フオトレジスト、耐ド
ライエツチング性放射線レジストとしての適用も
可能である。 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 1 窒素気流下に100g(0.5モル)のジアミノジフ
エニルエーテルを791gのN−メチル−2−ピロ
リドンに溶解しアミン溶液を調合した。次にこの
溶液を氷冷によつて溶液温度を約15℃に保ちなが
ら、撹拌下に粉状のピロメリツト酸二無水物109
g(0.5モル)を加えた。加え終えてからさらに
約15℃で3時間反応させて、粘度60ポアズ(30
℃)の溶液(A)を得た。 溶液(A)10gに2.34g(0.01モル)のパラアジド
安息香酸2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル
を溶解し、次いで5μm孔のフイルタを用いて加
圧過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウエハ上に
回転塗布し、次いで90℃、30分乾燥して2.6μmの
塗膜を得た。この塗膜は平坦でむらがなく、かつ
基板に十分密着していた。この塗膜を縞模様のマ
スクで密着被覆し、500WのXe−Hg灯で紫外線
照した。露光面での紫外線強度は365nmの波長
域で25mW/cm2であつた。露光後ジメチルアセト
アミド4容、エタノール1容から成る混液で現像
し、次いでリンス液(エタノール)で洗浄してレ
リーフ・パターンを得た。残存膜厚の経時変化を
測定し、塗布膜厚で残存膜厚を規格化した値で
0.5を与える露光量を感度として感度18s.mW/cm2
を得た。感度の4倍の露光量72s.mW/cm2の露光
でシヤープな端面を持つレリーフ・パターンを得
た。このパターンを400℃、60分加熱してもパタ
ーンのぼやけは認られなかつた。 実施例 2 溶液(A)10gに1.17g(0.05モル)のパラアジド
安息香酸2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル、
0.28g(0.05モル)のアリルアミンを加え、実施
例1と同様の操作で溶液の調整、塗布、乾燥、露
光、現像、リンスした。感度は20s.mW/cm2であ
り、パターンの解像性、耐熱性供に実施例1で得
られたものと同等のものが得られた。 実施例 3〜35 実施例3〜35は表1〜6に試料の調合割合、反
応溶媒、現像液等の条件と塗膜性、感度、耐熱性
等の結果を示めし、他の反応条件、操作は下記に
示すように行なつた。 実施例1〜6に示した如く、窒素気流下に約15
℃で非プロトン性極性溶媒にジアミン化合物を溶
解し、ジアミン溶液を調整した。窒素気流下、撹
拌下に反応温度を約15℃に保ちながら、粉状に粉
砕した酸二無水物を加えた。酸二無水物を加え終
えてからさらに3時間、15℃で反応させてポリア
ミド酸溶液を調整した。 調整したポリアミド酸溶液に対して、光感応性
添加剤を加え、不飽和アミン、増感剤を添加する
場合にはさらに上記溶液に添加し溶解して均質な
溶液とした。次いで5μm孔フイルタを用いて加
圧過し、感光性重合体組成物を調整した。表
1、3、5の光感応性添加剤の欄及び表2、4、
6の不飽和アミンの欄でポリマCOOHに対する
当量とはポリアミド酸の全カルボキシル基に対し
て加えた添加剤の当量数を示す。表2、4、6の
増感剤の欄に示した重量%とはジアミン、酸二無
水物、光及び放射線感応性添加剤、不飽和アミ
ン、増感剤の総重量和を増感剤の重量で徐して
100を掛けたものである。 上記の如く調整した光及び放射線感応性重合体
組成物をスピンナにより各種基板に回転塗布し、
次いで90℃で30分間加熱乾燥し、塗膜とした後縞
模様のフオトマスクを介し、500WXe−Hg灯で
紫外線照射し、現像、リンス(エタノール)した
後350℃に1時間キユアした。感度は塗布膜厚で
現像後膜厚を規格化した値で0.5を与える露光量
(365nmで観測)で100s.mW/cm2以下のものを良
好とし、以上のものを不良と表わした。耐熱性は
350℃で1時間キユアした後、300℃1時間の加熱
で減量が1%以下であつてかつ形成パターンのぼ
やけがないものを良好とし、それ以上のものを不
良と表わした。
Examples include [Formula]. The amount of the sensitizer that is added as necessary is the total weight of the polymer whose main component is [] and the additive [], and if an unsaturated amine is added, the total weight of this is added. It is preferable that the amount is 0.01 to 10% by weight, and if it is used in a larger amount, it will restrict the developability and adversely affect the heat resistance of the final polyimide product. Preferably used sensitizers include, for example, anthraquinone, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, benzoquinone, 1,2-naphthoquinone, 1,4-naphthoquinone, 1,4-naphthoquinone, 1,2-benzoanthraquinone, and benzophenone. , P,P'-dimethylbenzophenone, Mihiraketone, 2-nitrofluorene, 5-nitroacenaphthene, 4-nitro-
Examples include 1-naphthylamine, anthrone, 1,9-benzanthrone, dibenzalacetone, benzoin ether, and 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone. The light- and radiation-sensitive polymer composition of the present invention may contain an appropriate adhesion aid in order to improve the adhesion between the heat-cured film and the support substrate. Examples of adhesion aids that are preferably used include vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, oxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-aminopropyltriethoxysilane. Organosilicon compounds or aluminum monoethylacetoacetate diisopropylate, aluminum tris (ethylacetoacetate), aluminum tris (acetylacetonate), aluminum tris (malonic acid ethylate), aluminum diethylacetoacetonate monoisopropylate, aluminum diacetylacetonate Aluminum chelate compounds such as monoisopropylate, aluminum monomethylacetoacetate diisopropylate, aluminum dimethylacetoacetate monoisopropylate, aluminum tris(methylacetoacetate), aluminum monopropylacetoacetate diisopropylate, aluminum dipropylacetoacetate monoisopropylate are cited as typical examples. Examples of the material of the support to which the novel photosensitive polymer composition of the present invention is applied include metals, glass, semiconductors, metal oxide insulators (such as TiO 2 , Ta 2 O 5 ,
SiO2, etc.) silicon nitride, etc. The light- and radiation-sensitive polymer composition of the present invention can be patterned by conventional microfabrication techniques using light, radiation, and the like. The light and radiation polymer composition can be applied to the support by means such as spin coating using a spinner, dipping, spraying, and printing, which can be appropriately selected depending on the purpose. The thickness of the coating film can be adjusted by the coating means, the solid content concentration of the varnish, and the viscosity. A relief pattern is obtained by irradiating the light and radiation polymer composition according to the present invention, which has formed a coating film on the support, with ultraviolet rays, and then dissolving and removing the unexposed areas with a developer. The light source is not limited to ultraviolet light, but may also be visible light, X-rays, electron beams, etc. The developer contains N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N- which is the solvent of this polymer composition.
dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide,
Hexamethylphosphortriamide, dimethylimidazolidinone, etc. alone or methanol,
It can be used as a mixture with a non-solvent of the composition such as ethanol, isopropyl alcohol, benzene, toluene, xylene, etc. The relief pattern formed by development is then washed with a rinse solution to remove the development solvent. Suitable examples of the rinsing liquid include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, benzene, toluene, and xylene, which have good miscibility with the developer. The relief pattern polymer obtained by the above treatment is a heat-resistant polyimide precursor, and by heat treatment it becomes a heat-resistant polymer having imide rings and other cyclic groups. The photosensitive polymer composition of the present invention can be used to form passivation films for semiconductors, interlayer insulating films for multilayer integrated circuits, soldering protective films for printed circuits, alignment films for liquid crystals, and the like. Further, by taking advantage of its high heat resistance, it can also be applied as a dry etching resistant photoresist and a dry etching resistant radiation resist. The present invention will be explained below using examples. Example 1 An amine solution was prepared by dissolving 100 g (0.5 mol) of diaminodiphenyl ether in 791 g of N-methyl-2-pyrrolidone under a nitrogen stream. Next, this solution was cooled with ice to maintain the solution temperature at about 15°C, and powdered pyromellitic dianhydride 109 was mixed with stirring.
g (0.5 mol) was added. After the addition was completed, the reaction was further carried out at approximately 15°C for 3 hours until the viscosity reached 60 poise (30
℃ solution (A) was obtained. 2.34 g (0.01 mol) of 2-(N,N-dimethylamino)ethyl paraazidobenzoate was dissolved in 10 g of solution (A), and then filtered under pressure using a 5 μm pore filter. The obtained solution was spin-coated onto a silicon wafer using a spinner, and then dried at 90° C. for 30 minutes to obtain a coating film of 2.6 μm. This coating film was flat and even, and adhered well to the substrate. This coating was closely covered with a striped mask and exposed to ultraviolet light using a 500W Xe-Hg lamp. The intensity of ultraviolet rays on the exposed surface was 25 mW/cm 2 in the wavelength range of 365 nm. After exposure, it was developed with a mixture of 4 volumes of dimethylacetamide and 1 volume of ethanol, and then washed with a rinse solution (ethanol) to obtain a relief pattern. The change in residual film thickness over time is measured, and the residual film thickness is normalized by the coating film thickness.
Sensitivity is 18s.mW/cm 2 with the exposure amount giving 0.5 as sensitivity.
I got it. A relief pattern with sharp end faces was obtained by exposure at an exposure dose of 72 s.mW/cm 2 , which is four times the sensitivity. Even when this pattern was heated at 400°C for 60 minutes, no blurring of the pattern was observed. Example 2 1.17 g (0.05 mol) of 2-(N,N-dimethylamino)ethyl paraazidobenzoate in 10 g of solution (A),
0.28 g (0.05 mol) of allylamine was added, and the same operations as in Example 1 were carried out to prepare a solution, apply, dry, expose, develop, and rinse. The sensitivity was 20 s.mW/cm 2 , and the pattern resolution and heat resistance were equivalent to those obtained in Example 1. Examples 3 to 35 For Examples 3 to 35, Tables 1 to 6 show the preparation ratio of samples, conditions such as reaction solvent and developer, and results of coating properties, sensitivity, heat resistance, etc., and other reaction conditions, The operation was performed as shown below. As shown in Examples 1 to 6, about 15
A diamine compound was dissolved in an aprotic polar solvent at °C to prepare a diamine solution. Under a nitrogen stream and stirring, the acid dianhydride ground into powder was added while keeping the reaction temperature at about 15°C. After the addition of the acid dianhydride was completed, the reaction was continued at 15° C. for 3 hours to prepare a polyamic acid solution. A photosensitive additive was added to the prepared polyamic acid solution, and when unsaturated amines and sensitizers were added, they were further added to the above solution and dissolved to form a homogeneous solution. Then, the mixture was filtered under pressure using a 5 μm pore filter to prepare a photosensitive polymer composition. Photosensitive additive columns in Tables 1, 3, and 5 and Tables 2, 4,
In the unsaturated amine column of No. 6, the equivalent to the polymer COOH indicates the number of equivalents of the additive added to the total carboxyl groups of the polyamic acid. The weight percent shown in the sensitizer column of Tables 2, 4, and 6 refers to the total weight of diamine, acid dianhydride, light- and radiation-sensitive additives, unsaturated amine, and sensitizer. Gradually by weight
It is multiplied by 100. The light- and radiation-sensitive polymer composition prepared as described above is spin-coated onto various substrates using a spinner.
The film was then heat-dried at 90°C for 30 minutes to form a coating film, which was then irradiated with ultraviolet rays using a 500WXe-Hg lamp through a striped photomask, developed, rinsed (with ethanol), and cured at 350°C for 1 hour. Sensitivity was defined as good if the exposure amount (observed at 365 nm) giving a value of 0.5 (observation at 365 nm) was obtained by normalizing the film thickness after development with the coating film thickness, and if it was less than 100 s.mW/cm 2 it was considered poor. Heat resistance
After curing at 350° C. for 1 hour, those with a weight loss of 1% or less after heating at 300° C. for 1 hour and no blurring of the formed pattern were considered good, and those with more than that were judged as poor.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 36〜40 実施例36〜40は表7、8に試料の調合割合、反
応溶媒、現像液等の条件と塗膜性、感度、耐熱性
等の結果を示めし、他の反応条件、操作は実施例
3〜35に示すように行なつて光及び放射線重合体
組成物の調整を行なつた。 上記の如く調整した重合体組成物を基板に回転
塗布し、次いで90℃で30分間加熱乾燥し塗膜とし
た。この試料を真空中、加速電圧15KVの電子線
によつて場所的に照射量の異なる照射を行ない、
照射部を不溶化させ現像溶媒で現像した。次に現
像後膜厚の照射量による変化をプロツトした感電
子曲線を求めた。塗布膜厚で現像後膜厚を規格化
した値で0.5を与える照射量を感度とし、この照
射量で6×10-6クーロン/cm2以下を良好とし、こ
れ以上を不良とした。耐熱性は350℃の加熱でパ
ターンのぼやけがないものを良好とした。
[Table] Examples 36 to 40 Examples 36 to 40 are shown in Tables 7 and 8, showing the conditions such as sample preparation ratio, reaction solvent, developer, etc., and the results of coating properties, sensitivity, heat resistance, etc. The reaction conditions and operations were carried out as shown in Examples 3 to 35 to prepare light and radiation polymer compositions. The polymer composition prepared as described above was spin-coated onto a substrate, and then heated and dried at 90° C. for 30 minutes to form a coating film. This sample was irradiated with an electron beam at an accelerating voltage of 15 KV in a vacuum, with different irradiation doses depending on the location.
The irradiated area was made insolubilized and developed with a developing solvent. Next, an electron sensitivity curve was obtained, which plots the change in film thickness after development depending on the irradiation dose. Sensitivity was defined as the irradiation dose that gave a value of 0.5 when the film thickness after development was normalized to the coated film thickness, and a irradiation dose of 6×10 -6 coulombs/cm 2 or less was considered good, and anything above this was considered poor. Heat resistance was evaluated as good if the pattern did not become blurred when heated at 350°C.

【表】【table】

【表】 ポリアミド酸を主成分とするポリマに化学線に
より二量化又は重合可能な炭素−炭素二重結合及
びアミノ基又はその四級化塩を添加する方法(特
開昭54−145794)による実験結果を以下に比較例
として示す。 比較例 1 窒素気流下にジアミノジフエニルエーテル110
gをN−メチルピロリドン278gに溶解し、アミ
ン溶液を調合した。ピロメリツト酸二無水物120
gをジメチルアセトアミド308gに分散させ、ポ
リアミド酸溶液(B)を得た。 溶液(B)50g、ミヒラケトン1.15gを30gのジメ
チルアセトアミドに溶解した溶液及びジエチルア
ミノエチルメタクリレート10.2g(0.055モル、
ポリアミド酸の全カルボキシル基と当量)を10g
のジメチルアセトアミドに溶解した溶液を混合
し、均一な溶液としてから5μm孔のフイルタを
用いて加圧過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウエハ上に
回転塗布し、次いで100℃、5分乾燥して2μmの
塗膜を得た。この塗膜を縞模様のマスクで密着被
覆し、500WのXe−Hg灯で紫外線照射した。露
光面での紫外線強度は365nmの波長域で25m
W/cm2であつた。露光後、ジメチルホルムアミド
(5容)とメタノール(2容)の混合溶媒で現像
し、エタノールで洗浄してレリーフ・パターンを
得た。このパターンは400℃に60分加熱しても保
持された。感光感度は310s.mW/cm2と、実施例
1に示した組成物に比べ(18s.mW/cm2)1/10以
下と低感度であつた。 比較例 2 溶液(B)50g、ミヒラケトン1.15gを30gのジメ
チルアセトアミドに溶解した溶液及びケイ皮酸ジ
メチルアミノエチル12g(0.055モル、ポリアミ
ド酸の全カルボキシル基と当量)を10gのジメチ
ルアセトアミド溶解した溶液を混合し、均一な溶
液としてから、5μm孔のフイルタを用いて加圧
過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウエハ上に
回転塗布して100℃で5分乾燥して2.2μmの塗膜
を得た。比較例1に示した条件と同一の条件で露
光、現像、リンスしてレリーフ・パターンを得
た。このパターンは400℃60分加熱しても保持さ
れたが感光感度は1500s.mW/cm2と本発明で検討
したすべての組成物に比べ1/15と低感度であつ
た。 本発明の光及び放射線感応性重合体組成物の持
つ特徴は、半導体工業の要請に即した無機イオン
等の混入のない系による、耐熱樹脂を与える感光
材料であると同時に極めて高い光及び放射線感応
性を有する感光材料である点にある。その光感応
性は約十数〜数十s.mW/cm2とこれまでに知られ
ているポリアミド酸を主成分とするポリマに化学
線により二量化あるいは重合可能な炭素−炭素二
重結合を有するアミンを添加する方法が数百s.m
W/cm2であるのに比べ、一桁以上の感度の向上を
はたしている。
[Table] Experiments using a method of adding carbon-carbon double bonds and amino groups or quaternized salts thereof that can be dimerized or polymerized by actinic radiation to a polymer whose main component is polyamic acid (Japanese Unexamined Patent Publication No. 145794-1982) The results are shown below as a comparative example. Comparative Example 1 Diaminodiphenyl ether 110 under nitrogen flow
g was dissolved in 278 g of N-methylpyrrolidone to prepare an amine solution. Pyromellitic dianhydride 120
g was dispersed in 308 g of dimethylacetamide to obtain a polyamic acid solution (B). 50 g of solution (B), a solution of 1.15 g of mihiraketone dissolved in 30 g of dimethylacetamide, and 10.2 g of diethylaminoethyl methacrylate (0.055 mol,
10g (equivalent to all carboxyl groups of polyamic acid)
The solution dissolved in dimethylacetamide was mixed to obtain a homogeneous solution, and then filtered under pressure using a 5 μm pore filter. The obtained solution was spin-coated onto a silicon wafer using a spinner, and then dried at 100° C. for 5 minutes to obtain a coating film of 2 μm. This coating film was closely covered with a striped mask and irradiated with ultraviolet light using a 500W Xe-Hg lamp. The UV intensity on the exposed surface is 25m in the wavelength range of 365nm.
It was warm at W/ cm2 . After exposure, it was developed with a mixed solvent of dimethylformamide (5 volumes) and methanol (2 volumes) and washed with ethanol to obtain a relief pattern. This pattern was maintained even after heating to 400°C for 60 minutes. The photosensitivity was 310 s.mW/cm 2 , which was less than 1/10 of the composition shown in Example 1 (18 s.mW/cm 2 ). Comparative Example 2 50 g of solution (B), a solution in which 1.15 g of Mihiraketone was dissolved in 30 g of dimethylacetamide, and a solution in which 12 g of dimethylaminoethyl cinnamate (0.055 mol, equivalent to the total carboxyl group of polyamic acid) was dissolved in 10 g of dimethylacetamide. The mixture was mixed to obtain a homogeneous solution, which was then filtered under pressure using a 5 μm pore filter. The obtained solution was spin-coated onto a silicon wafer using a spinner and dried at 100°C for 5 minutes to obtain a coating film of 2.2 μm. A relief pattern was obtained by exposure, development, and rinsing under the same conditions as those shown in Comparative Example 1. This pattern was maintained even after heating at 400° C. for 60 minutes, but the photosensitivity was 1500 s.mW/cm 2 , which was 1/15 lower than all the compositions examined in the present invention. The light- and radiation-sensitive polymer composition of the present invention is characterized by being a photosensitive material that provides a heat-resistant resin and extremely high light- and radiation-sensitivity, as it is a system free of inorganic ions, etc. that meets the requirements of the semiconductor industry. The point is that it is a photosensitive material that has properties. Its photosensitivity is about 10 to 10 s.mW/cm 2 , and carbon-carbon double bonds that can be dimerized or polymerized by actinic radiation are added to the known polymers whose main component is polyamic acid. The method of adding amine with several hundred s.m
W/cm 2 , the sensitivity has been improved by more than an order of magnitude.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a) 一般式 【式】 で表わされる繰り返し単位を主成分とするポリ
マ(但し、式中R1は少なくとも2個以上の炭
素原子を有する3価または4価の基、R2は少
なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の
基、nは1または2である。)と、 (b) 一般式 〔ここでXは−N3又は−SO2N3、R3、R4、R5
は水素又は炭素数5個以下のアルキル基、mは
1又は0であり、mが1の時にLは 【式】 (但し、Yはアルキレン基を表わす) 又は 【式】 (但し、R8は 【式】【式】【式】 【式】【式】【式】 【式】 −O−、CH2−のうちから選ばれた1つの基を
表わす)である〕で表わされる同一分子内にア
ミノ基と芳香族アジド基または芳香族スルホニ
ルアジド基を有する光及び放射線感応性添加剤
と、 (c) 必要に応じて加える増感剤及び/又は不飽和
結合を有するアミンとから成ることを特徴とす
る光及び放射線感応性重合体組成物。
[Claims] 1 (a) A polymer whose main component is a repeating unit represented by the general formula [Formula] (wherein R 1 is a trivalent or tetravalent group having at least two or more carbon atoms) , R 2 is a divalent group having at least 2 or more carbon atoms, n is 1 or 2), and (b) general formula [Here, X is -N3 or -SO2N3 , R3 , R4 , R5
is hydrogen or an alkyl group having 5 or less carbon atoms, m is 1 or 0, and when m is 1, L is [formula] (however, Y represents an alkylene group) or [formula] (however, R 8 is [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] represents one group selected from -O-, CH 2 -] in the same molecule A light- and radiation-sensitive additive having an amino group and an aromatic azide group or an aromatic sulfonyl azide group, and (c) a sensitizer and/or an amine having an unsaturated bond added as necessary. A light- and radiation-sensitive polymer composition.
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