JP2000098601A - Positive type photosensitive polyamic acid composition and pattern forming method - Google Patents

Positive type photosensitive polyamic acid composition and pattern forming method

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JP2000098601A
JP2000098601A JP27180898A JP27180898A JP2000098601A JP 2000098601 A JP2000098601 A JP 2000098601A JP 27180898 A JP27180898 A JP 27180898A JP 27180898 A JP27180898 A JP 27180898A JP 2000098601 A JP2000098601 A JP 2000098601A
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JP
Japan
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polyamic acid
acid composition
photosensitive polyamic
pattern
resin layer
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Japanese (ja)
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Hiroaki Yamaguchi
裕章 山口
Toshiya Koyama
俊哉 小山
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a positive type photosensitive polyamic acid composition which gives a pattern having good resolution, does not require post-exposure heating for development, is easily prepared in a simple system and has good shelf stability by incorporating a specified polyamic acid and an o- quinonediazido compound. SOLUTION: The photosensitive polyamic acid composition contains a polyamic acid of the formula [where (n) is a positive integer] and an o- quinonediazido compound. The polyamic acid is obtained, e.g. by polymerizing 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride and 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane in a molar ratio of 80:10O to 100:80 in an organic solvent such as N-methyl-2- pyrrolidone or N,N-dimethylformamide. The o-quinonediazido compound preferably contains two or more o-quinonediazido groups in one molecule.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ポジ型感光性ポ
リアミド酸組成物に関し、さらに詳しくは加熱処理によ
って半導体素子等の電子部品の表面保護膜、層間絶縁膜
等として適用可能なポリイミド系耐熱性樹脂となるポジ
型感光性ポリアミド酸組成物に関する。さらに、この発
明はポジ型感光性ポリアミド酸組成物を使用したレリ−
フパタ−ン形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive photosensitive polyamic acid composition, and more particularly, to a polyimide-based heat-resistant polyamic acid composition which can be applied as a surface protective film, an interlayer insulating film and the like of electronic parts such as semiconductor devices by heat treatment. The present invention relates to a positive photosensitive polyamic acid composition to be a resin. Further, the present invention relates to a resin using a positive photosensitive polyamic acid composition.
The present invention relates to a method for forming a pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリイミドは耐熱性、機械特性、電気絶
縁性に優れ、また、膜形成が容易、表面を平坦化できる
等の利点を有しており、半導体素子の表面保護膜、層間
絶縁膜など電子部品用として広く使用されている。一
方、作業工程の合理化、膜形成精度の向上等のために、
感光性の付与について各種の検討がなされてきた。
2. Description of the Related Art Polyimide has advantages such as excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical insulation, as well as easy film formation and flattening of the surface. Widely used for electronic parts. On the other hand, in order to streamline work processes and improve film formation accuracy,
Various studies have been made on imparting photosensitivity.

【0003】例えば、特開昭64−60630号公報、
特開平3−209478号公報にはヒドロキシ基等を芳
香環に導入したポリイミドとオルトキノンジアジドとを
含有する組成物が、アルカリ水溶液で現像し得ることが
記載されている。しかし、感度を上げるために大量の感
光性物質を添加しなければならなかったり、ポリマ−中
に酸性基が残存したりするので、耐熱性、電気的特性、
耐アルカリ性に問題がある。
[0003] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 64-60630,
JP-A-3-209478 describes that a composition containing a polyimide having a hydroxy group or the like introduced into an aromatic ring and orthoquinonediazide can be developed with an aqueous alkali solution. However, since a large amount of a photosensitive substance must be added to increase the sensitivity, or an acidic group remains in the polymer, heat resistance, electrical characteristics,
There is a problem with alkali resistance.

【0004】特開昭52−13315号公報には、ポリ
アミド酸とオルトキノンジアジドとの感光性ポリアミド
酸組成物が記載されている。しかし、現像後の残膜率が
低い、現像許容幅(現像時間の許容幅)が狭いという問
題がある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-13315 describes a photosensitive polyamic acid composition of polyamic acid and orthoquinonediazide. However, there is a problem that the residual film ratio after the development is low and the allowable development width (the allowable width of the development time) is narrow.

【0005】特開昭62−135824号(特公平6−
52426号)公報には、ポリアミド酸にオルトキノン
ジアジド化合物を混合し、プリベ−ク温度を調整するこ
とで部分的にイミド化してポリアミド酸の酸性度を落と
してパタ−ニングした例が記載されている。しかし、大
量の感光剤を添加しなければならず、得られる膜には耐
熱性、電気的特性に問題がある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-135824 (JP-B-6-135824)
No. 52426) discloses an example in which an orthoquinonediazide compound is mixed with a polyamic acid and partially imidized by adjusting the prebaking temperature to reduce the acidity of the polyamic acid and perform patterning. . However, a large amount of a photosensitizer must be added, and the resulting film has problems in heat resistance and electrical characteristics.

【0006】また、特開平5−5996号公報には、種
々の組み合わせのポリアミド酸とオルトキノンジアジド
化合物との感光性ポリアミド酸組成物を露光後に加熱し
てレリ−フパタ−ン化するパタ−ン形成方法が記載され
ている。しかし、同公報に実施例として記載されている
ポリアミド酸は、通常の現像液では溶けすぎてレリ−フ
パタ−ンにならないため、露光後に加熱処理によってパ
タ−ン化するという複雑な工程が必要とされる。さら
に、このレリ−フパタ−ン形成法は条件設定がデリケ−
トであり、工業的に実施する場合には採用しにくいとい
う問題が指摘されている。
JP-A-5-5996 discloses a pattern in which a photosensitive polyamic acid composition of various combinations of a polyamic acid and an orthoquinonediazide compound is heated after exposure to form a relief pattern. A method is described. However, since the polyamic acid described as an example in the publication is too soluble in a normal developing solution to form a relief pattern, a complicated process of patterning by heat treatment after exposure is required. Is done. Furthermore, in this relief pattern forming method, the condition setting is delicate.
It is pointed out that it is difficult to adopt the method when it is implemented industrially.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、前
記の問題点を有しない感光性ポリアミド酸組成物を提供
することである。また、この発明の他の目的は、前記の
問題点を有しないレリ−フパタ−ン形成方法を提供する
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photosensitive polyamic acid composition which does not have the above-mentioned problems. Another object of the present invention is to provide a relief pattern forming method which does not have the above-mentioned problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
(a)下記式(1)
That is, the present invention provides:
(A) The following formula (1)

【0009】[0009]

【化2】 Embedded image

【0010】(式中nは正の整数である。)で示される
ポリアミド酸と(b)オルトキノンジアジド化合物とを
含有してなるポジ型感光性ポリアミド酸組成物に関す
る。またこの発明は、基板上に前記のポジ型感光性ポリ
アミド酸組成物を塗布して樹脂層を形成する工程と、前
記樹脂層の所望領域を露光する工程と、露光後に樹脂層
を現像する工程と、現像された樹脂層を加熱して樹脂層
中のポリアミド酸をイミド化する工程とを具備してなる
レリ−フパタ−ン形成方法に関する。
A positive photosensitive polyamic acid composition comprising a polyamic acid represented by the formula (where n is a positive integer) and (b) an orthoquinonediazide compound. The present invention also provides a step of applying the positive photosensitive polyamic acid composition on a substrate to form a resin layer, exposing a desired region of the resin layer, and developing the resin layer after the exposure. And a step of heating the developed resin layer to imidize the polyamic acid in the resin layer.

【0011】この発明のポジ型感光性ポリアミド酸組成
物は、パタ−ンの解像度が良く、現像のための露光後加
熱(PEBともいう。)が不要であり、シンプルな系で
製造が容易で保存安定性が良好であり、i線でも実用的
な感度を有している。また、この発明のレリ−フパタ−
ン形成方法は、プロセスがシンプルであり、しかも得ら
れるパタ−ンの膜物性が良好である。
The positive photosensitive polyamic acid composition of the present invention has a good pattern resolution, does not require post-exposure baking (also called PEB) for development, is simple, and can be easily manufactured. It has good storage stability and has practical sensitivity even at i-line. Further, the relief pattern of the present invention
The pattern forming method has a simple process and has good film physical properties.

【0012】この発明における前記(a)ポリアミド酸
は、例えば4,4’−オキシジフタル酸二無水物と2,
2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ンとをモル比80:100−100:80、好ましくは
90:100−100:90の割合にて有機溶媒中で重
合させることによって得られる。前記の酸二無水物およ
びジアミン成分以外に、現像液に対する溶解性を極端に
変化させない範囲内で他のテトラカルボン酸二無水物お
よびジアミンを共重合してもよい。この共重合はランダ
ム、ブロックのいずれでもよい。
The polyamic acid (a) in the present invention is, for example, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride and 2,4'-oxydiphthalic dianhydride.
It is obtained by polymerizing 2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane in an organic solvent at a molar ratio of 80: 100-100: 80, preferably 90: 100-100: 90. In addition to the above-mentioned acid dianhydride and diamine components, other tetracarboxylic dianhydrides and diamines may be copolymerized within a range that does not significantly change the solubility in a developer. This copolymerization may be either random or block.

【0013】また、上記の他の酸二無水物およびジアミ
ンは、最終的に生成するポリイミドの耐熱性に悪影響を
与えない範囲内で、アルキル基、アルコキシル基などの
置換基を芳香環中に有していてもよい。特に、接着性を
向上させるために、耐熱性を低下させない範囲でジアミ
ンとしてシロキサン構造を有す脂肪族性の化合物である
ジアミンを使用することが好ましい。この化合物の好ま
しい例としては、次の式(3)
The other acid dianhydrides and diamines have a substituent such as an alkyl group or an alkoxyl group in the aromatic ring as long as the heat resistance of the finally produced polyimide is not adversely affected. It may be. In particular, in order to improve the adhesiveness, it is preferable to use a diamine which is an aliphatic compound having a siloxane structure as the diamine as long as the heat resistance is not reduced. Preferred examples of this compound include the following formula (3)

【0014】[0014]

【化3】 Embedded image

【0015】〔R3 は2価の炭化水素残基、R4 はメチ
ル、エチル、フェニル、mは1−20(特に1)の整数
である。〕で示されるジアミノ(ポリ)シロキサンが挙
げられる。
[R 3 is a divalent hydrocarbon residue, R 4 is methyl, ethyl, phenyl, and m is an integer of 1-20 (particularly 1). The diamino (poly) siloxane shown by these] is mentioned.

【0016】前記の有機溶媒としては、N−メチル−2
−ピロリドン(NMP)、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アミド、テトラメチレンス
ルホン、γ−ブチロラクトン、p−クロルフェノ−ルな
どが挙げられる。さらにこれらのいずれかとエチルセロ
ソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコ−ルモノ
−n−ブチルエ−テル、ジグライム、ジオキサン、キシ
レンなどとの混合溶媒を使用することもできる。
As the organic solvent, N-methyl-2
-Pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoramide, tetramethylene sulfone, γ-butyrolactone, p-chlorophenol, and the like. Further, a mixed solvent of any of these and ethyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol mono-n-butyl ether, diglyme, dioxane, xylene, or the like can also be used.

【0017】前記の他のテトラカルボン酸二無水物とし
ては、例えば2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,
4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、
ピロメリット酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレン
テトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボ
ン酸二無水物などが挙げられる。
Examples of the other tetracarboxylic dianhydride include 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride. Anhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4
4'-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride,
Examples thereof include pyromellitic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, and cyclobutanetetracarboxylic dianhydride.

【0018】前記の他のジアミンとしては、例えば1,
3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−
ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス
(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4
−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−ア
ミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ
ベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノベン
ゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノベンゾイ
ル)ベンゼン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベ
ンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5−フェノキシベ
ンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4−フェノキシベ
ンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−5−フェノキシベ
ンゾフェノン、1,4−ビス(p−アミノクミル)ベン
ゼン、1,3−ビス(p−アミノクミル)ベンゼン、
1,4−ビス(m−アミノクミル)ベンゼン、1,3−
ビス(m−アミノクミル)ベンゼン、4,4”−ジアミ
ノ−p−タ−フェニル、4,4”−ジアミノ−m−タ−
フェニル、3,3”−ジアミノ−p−タ−フェニル、
3,3”−ジアミノ−m−タ−フェニル、m−フェニレ
ンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジア
ミノジフェニルエ−テル、4,4’−ジアミノジフェニ
ルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、
4,4’−ジアミノジフェニルサルファイド、ベンジジ
ン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレン
ジアミンなどが挙げられる。前記の他のテトラカルボン
酸二無水物およびジアミンは、共重合体中で20重量%
以下の割合であることが好ましい。
As the other diamine, for example,
3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-
Bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4
-Aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 3,3'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5-phenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,4'-diamino -5-phenoxybenzophenone, 1,4-bis (p-aminocumyl) benzene, 1,3-bis (p-aminocumyl) benzene,
1,4-bis (m-aminocumyl) benzene, 1,3-
Bis (m-aminocumyl) benzene, 4,4 "-diamino-p-tert-phenyl, 4,4" -diamino-m-tert-phenyl
Phenyl, 3,3 "-diamino-p-tert-phenyl,
3,3 "-diamino-m-ta-phenyl, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone ,
4,4'-diaminodiphenyl sulfide, benzidine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine and the like can be mentioned. The other tetracarboxylic dianhydride and diamine are 20% by weight in the copolymer.
Preferably, the ratio is as follows.

【0019】この発明における(b)オルトキノンジア
ジド化合物とは、分子中にオルトキノンジアジド基を2
個以上含有する化合物が好ましい。このような化合物と
して、例えば、オルトベンゾキノンジアジド化合物、オ
ルトナフトキノンジアジド化合物、オリトキノリンジア
ジド化合物などが挙げられ、特にオルトナフトキノンジ
アジド化合物が好ましい。上記オルトキノンジアジド化
合物は、通常、オルトキノンジアジドスルホン酸エステ
ルとして使用されることが好ましい。このオルトキノン
ジアジドスルホン酸エステルは、通常、オルトキノンジ
アジドスルホン酸クロライドと水酸基を有する化合物と
の縮合反応によって得られる。
The (b) orthoquinonediazide compound in the present invention is defined as having an orthoquinonediazide group in the molecule.
Compounds containing more than one are preferred. Examples of such a compound include an orthobenzoquinonediazide compound, an orthonaphthoquinonediazide compound, an orthoquinolinediazide compound, and an orthonaphthoquinonediazide compound is particularly preferable. The above-mentioned orthoquinonediazide compound is usually preferably used as orthoquinonediazidesulfonic acid ester. This orthoquinonediazidesulfonic acid ester is usually obtained by a condensation reaction between orthoquinonediazidosulfonic acid chloride and a compound having a hydroxyl group.

【0020】上記のオルトキノンジアジドスルホン酸ク
ロライドを構成するオルトキノンジアジドスルホン酸成
分としては、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スル
ホン酸、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン
酸などが挙げられる。また、水酸基を有する化合物とし
ては、例えば、カテコ−ル、ヒドロキノン、2,4−ジ
ヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキ
シベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキ
シベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロ
キシベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラヒド
ロキシベンゾフェノン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン、トリス(4−ヒドロキシフェニ
ル)メタン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェ
ニル)エタン、4,4’−ジヒドロキシフェニルスルホ
ン、α,α,α’−トリス(4−ヒドロキシフェニル)
−1−エチル−4−イソプロピルベンゼンなどを挙げる
ことができる。
Examples of the orthoquinonediazidesulfonic acid component constituting the above-mentioned orthoquinonediazidesulfonic acid chloride include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid. Examples of the compound having a hydroxyl group include catechol, hydroquinone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 3,3', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, tris (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1 , 1-Tris (4-hydroxyphenyl) ethane, 4,4′-dihydroxyphenylsulfone, α, α, α′-tris (4-hydroxyphenyl)
-1-ethyl-4-isopropylbenzene and the like.

【0021】この発明のポジ型感光性ポリアミド酸組成
物は、(b)オルトキノンジアジド化合物を、前記ポリ
アミド酸100重量部に対して1−40重量部、特に5
−30重量部配合したものが好ましい。配合量が1重量
部より少ないと得られる感光性ポリアミド酸組成物の感
度が低くなり、また40重量部より多いと得られるポジ
型感光性ポリアミド酸組成物より形成される膜の性質が
低下する。この場合、ポリアミド酸は反応液としてその
まま使用することが好ましい。この発明のポジ型感光性
ポリアミド酸組成物には、支持体との接着性を向上させ
るために、適宜、接着助剤を添加することができる。さ
らに、前記の(a)ポリアミド酸と、(b)オルトキノ
ンジアジド化合物とを溶解し、必要に応じて接着助剤を
溶解し、必要に応じて濾過処理を行うことでポジ型感光
性ポリアミド酸溶液を調製することができる。
The positive photosensitive polyamic acid composition of the present invention comprises (b) an orthoquinonediazide compound in an amount of 1 to 40 parts by weight, preferably 5 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyamic acid.
It is preferable to use -30 parts by weight. If the amount is less than 1 part by weight, the sensitivity of the photosensitive polyamic acid composition obtained will be low, and if it is more than 40 parts by weight, the properties of the film formed from the obtained positive type photosensitive polyamic acid composition will be deteriorated. . In this case, the polyamic acid is preferably used as it is as the reaction solution. The positive photosensitive polyamic acid composition of the present invention may optionally contain an adhesion aid in order to improve the adhesion to the support. Further, by dissolving the above-mentioned (a) polyamic acid and (b) the orthoquinonediazide compound, and dissolving an adhesion aid as necessary, and performing a filtration treatment as necessary, a positive-type photosensitive polyamic acid solution is obtained. Can be prepared.

【0022】前記の接着助剤としては、γ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、N
−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメト
キシシランなどを挙げることができる。
Examples of the adhesion aid include γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidyl Xypropyltriethoxysilane, N
-Β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane and the like.

【0023】この発明におけるレリ−フパタ−ン形成方
法は、基板上に前記のポジ型感光性ポリアミド酸組成物
を塗布して樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層の所望
領域を露光する工程と、露光後に樹脂層を現像する工程
と、現像された樹脂層を加熱して樹脂層中のポリアミド
酸をイミド化する工程との各工程とを具備してなる。
The method for forming a relief pattern according to the present invention comprises the steps of applying the above-mentioned positive photosensitive polyamic acid composition on a substrate to form a resin layer, and exposing a desired region of the resin layer to light. And a step of developing the resin layer after the exposure, and a step of heating the developed resin layer to imidize the polyamic acid in the resin layer.

【0024】例えば、先ず、基板(例えば、シリコンウ
エハ−など)に前記のポジ型感光性ポリアミド酸溶液を
塗布し、これを乾燥して有機溶媒を除去する。基板への
塗布は。例えば回転塗布機で行うことができる。塗膜の
乾燥は、ホットプレ−トを用いた場合、130℃以下、
特に120℃以下で行うことが好ましい。この際減圧し
てもしなくてもよい。乾燥後、塗膜にポジ型のフォトマ
スクを置き、紫外線、可視光線、電子線などの活性光線
を照射する。このなかで、紫外線および短波長の可視光
線、すなわち波長範囲では200−500nmのものが
好ましい。次いで、露光部分を現像液で洗い流すことに
より、ポリアミド酸のポジ型レリ−フパタ−ンを得る。
For example, first, the above-mentioned positive photosensitive polyamic acid solution is applied to a substrate (for example, a silicon wafer) and dried to remove the organic solvent. How to apply to the substrate. For example, it can be performed by a spin coater. When a hot plate is used, drying of the coating film is performed at 130 ° C. or less,
In particular, it is preferable to carry out at 120 ° C. or lower. At this time, the pressure may or may not be reduced. After drying, a positive photomask is placed on the coating, and the coating is irradiated with actinic rays such as ultraviolet rays, visible rays, and electron beams. Among them, ultraviolet and visible light having a short wavelength, that is, those having a wavelength of 200 to 500 nm are preferable. Next, the exposed portion is washed away with a developing solution to obtain a polyamic acid positive-type relief pattern.

【0025】前記の現像液としては、アルカリ水溶液が
使用される。このアルカリ水溶液として、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、けい酸ナトリウムなどの無機ア
ルカリ水溶液、N,N−ジメチルエタノ−ルアミン、
N,N−ジエチルエタノ−ルアミン、N−メチルジエタ
ノ−ルアミン、N−エチルジエタノ−ルアミン、N−n
−ブチルジエタノ−ルアミン、N−tert−ブチルジ
エタノ−ルアミン、トリエタノ−ルアミン、テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド、コリンなどの有機アルカ
リ水溶液が好適に挙げられる。
As the developer, an alkaline aqueous solution is used. Examples of the alkaline aqueous solution include an inorganic alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium silicate; N, N-dimethylethanolamine;
N, N-diethylethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, Nn
Preferred examples thereof include aqueous organic alkali solutions such as -butyldiethanolamine, N-tert-butyldiethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, and choline.

【0026】さらに上記現像液にアルコ−ル類や界面活
性剤を添加して使用することもできる。現像液温は室温
でもよく、あるいは露光部溶解時間を調整するためや、
現像液温度を一定に保つために、0−80℃の範囲で、
好ましくは0−50℃の範囲で調整することができる。
Further, an alcohol or a surfactant may be added to the above-mentioned developer for use. The developer temperature may be room temperature, or to adjust the dissolution time of the exposed part,
In order to keep the developer temperature constant, in the range of 0-80 ° C,
Preferably, it can be adjusted in the range of 0-50 ° C.

【0027】この後、得られたレリ−フパタ−ンに15
0−450℃の温度で加熱処理して、ポリアミド酸をイ
ミド化してポリイミドパタ−ンを得る。
Thereafter, the obtained relief pattern is
Heat treatment is performed at a temperature of 0 to 450 ° C. to imidize the polyamic acid to obtain a polyimide pattern.

【0028】[0028]

【実施例】以下、この発明の実施例を示す。以下の記載
において、部は重量部を、%は重量%を示す。
Embodiments of the present invention will be described below. In the following description, “part” indicates “part by weight” and “%” indicates “% by weight”.

【0029】製造例1 NMP/プロピレングリコ−ルモノ−n−ブチルエ−テ
ル=8/2(重量比)の混合溶媒54.27gに、1,
3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキ
サン0.346g、4,4’−オキシジフタル酸の1
9.53%NMP溶液2.651g、2,2−ビス(4
−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン8.836
gを溶かした。溶液を攪拌しながら、4,4’−オキシ
ジフタル酸二無水物粉末8.114gを約5分間かけて
加えた。この溶液を室温(23℃)で24攪拌した後、
室温で2週間放置した。得られたポリアミド酸の対数粘
度は0.30であった。
Production Example 1 To 54.27 g of a mixed solvent of NMP / propylene glycol mono-n-butyl ether = 8/2 (weight ratio), 1
0.346 g of 3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1 of 4,4′-oxydiphthalic acid
2.651 g of a 9.53% NMP solution, 2,2-bis (4
-Aminophenyl) hexafluoropropane 8.836
g was dissolved. While stirring the solution, 8.114 g of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride powder was added over about 5 minutes. After stirring this solution at room temperature (23 ° C.) for 24 hours,
Left for 2 weeks at room temperature. The logarithmic viscosity of the obtained polyamic acid was 0.30.

【0030】実施例1 シリコンウエハ−上にシランカプラ−〔信越化学株式会
社製、KBM903:γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン〕の0.5%エタノ−ル/水=95/5(重量
比)溶液を3000rpmで30秒間回転塗布した。こ
のカプラ−溶液塗布基板を、室温で3分間風乾した後、
ホットプレ−ト上で250℃で5分間加熱処理し、ウェ
ハ−へのカプラ−処理を行った。一方、製造例1で得ら
れたポリアミド酸溶液(ポリマ−分24.0%)10.
0gに、オリトキノンジアジド化合物(下記式で示され
る)0.600gを溶解した後、1μmのフィルタ−で
濾過し、感光性ポリアミド酸溶液を調製した。
Example 1 A solution of a silane coupler (KBM903: γ-aminopropyltrimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) in 0.5% ethanol / water = 95/5 (weight ratio) was placed on a silicon wafer. Spin coating was performed at 3000 rpm for 30 seconds. After air-drying the substrate coated with the coupler solution at room temperature for 3 minutes,
Heat treatment was performed at 250 ° C. for 5 minutes on a hot plate to perform a coupler treatment on the wafer. On the other hand, the polyamic acid solution obtained in Production Example 1 (polymer content: 24.0%)
After dissolving 0.600 g of the oritoquinonediazide compound (shown by the following formula) in 0 g, the solution was filtered through a 1 μm filter to prepare a photosensitive polyamic acid solution.

【0031】[0031]

【化4】 Embedded image

【0032】得られた溶液を、上記のカプラ−処理を行
ったシリコンウエハ−上にスピナ−を用いて1700r
pmで30秒間回転塗布し、次いでこの塗膜をホットプ
レ−ト上で120℃で2分間加熱乾燥して、8.2μm
厚の塗膜を得た。この塗膜にテストマスクを介して25
0mW高圧水銀灯の光〔ミカサ株式会社製、マスクアラ
イメント装置MA−10型〕を96.8秒間照射した。
露光面での紫外線強度は350nm波長域で6.2mW
/cm2 〔株式会社オ−ク製作所製、紫外線照度計UV
−M01により測定〕であり、即ち600mJ/cm2
露光したことになる。
The obtained solution was applied to a silicon wafer which had been subjected to the above-mentioned coupler treatment on a silicon wafer at 1700 r using a spinner.
pm for 30 seconds and then heat dried at 120 ° C. for 2 minutes on a hot plate to give 8.2 μm
A thick coating was obtained. 25
Light of a 0 mW high-pressure mercury lamp [Mikasa Corporation, mask alignment device MA-10] was applied for 96.8 seconds.
The UV intensity on the exposed surface is 6.2 mW in the 350 nm wavelength range.
/ Cm 2 [Oak Manufacturing Co., Ltd., UV illuminometer UV
-M01], ie, 600 mJ / cm 2
You have been exposed.

【0033】露光後、室温(約23℃)にてテトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)2.38%の
水溶液で40秒間現像し、次いで純水、1%酢酸水溶
液、純水の順番でそれぞれ30秒間リンスして、ポジ型
レリ−フパタ−ンを得た。得られたポジ型レリ−フパタ
−ンで識別できる最小のマスクパタ−ンを解像度と定義
すると、このパタ−ンの解像度は6μmであり、シャ−
プな端面を持っていた。この40秒現像後の未露光部の
残膜厚は6.2μmであり残膜率は76%であった。
After the exposure, the resist film was developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at room temperature (about 23 ° C.) for 40 seconds, and then purified water, a 1% aqueous acetic acid solution and pure water in the order of 30 minutes. After rinsing for 2 seconds, a positive relief pattern was obtained. If the minimum mask pattern that can be identified by the obtained positive relief pattern is defined as the resolution, the resolution of this pattern is 6 μm, and the
Had a sharp end face. The residual film thickness of the unexposed portion after the development for 40 seconds was 6.2 μm, and the residual film ratio was 76%.

【0034】一方、別途に露光後の塗膜を、現像時間を
90秒間とした以外、上記と同様の条件で現像、リンス
したところ、解像度6μm、未露光部の残膜厚6.1μ
m(残膜率74%)のシャ−プなレリ−フパタ−ンが得
られた。
On the other hand, when the coating film after the exposure was separately developed and rinsed under the same conditions as above except that the developing time was 90 seconds, the resolution was 6 μm and the remaining film thickness of the unexposed portion was 6.1 μm.
m (residual film ratio: 74%) was obtained as a sharp relief pattern.

【0035】次いで、現像時間40秒間のパタ−ンを1
70℃、250℃で各30分加熱し、次いで窒素気流下
350℃で30分間加熱したところ、膜厚は5.0μm
であった。350℃で加熱後もこのパタ−ン膜は変形、
ぼやけ等が見られず良好な耐熱性を有していた。このパ
タ−ン膜について耐熱性を熱重量減少測定(セイコ−電
子工業製、SSC5200による)で評価したところ3
%減少温度が470℃で、5%減少温度が500℃であ
った。現像時間90秒間のパタ−ンについても、上記と
同様の加熱処理を行ったところ、膜厚が4.9μmとな
り、加熱後のパタ−ンは変形、ぼやけ等が見られず良好
な耐熱性を有していた。
Next, the pattern for a developing time of 40 seconds is set to 1
When heated at 70 ° C. and 250 ° C. for 30 minutes each, and then heated at 350 ° C. for 30 minutes under a nitrogen stream, the film thickness was 5.0 μm.
Met. Even after heating at 350 ° C., this pattern film is deformed,
The film had good heat resistance without any blurring or the like. The heat resistance of this pattern film was evaluated by a thermogravimetric reduction measurement (manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd., using SSC5200).
The% reduction temperature was 470 ° C and the 5% reduction temperature was 500 ° C. When a heat treatment similar to that described above was performed on the pattern for a developing time of 90 seconds, the film thickness became 4.9 μm, and the pattern after heating showed good heat resistance without deformation or blurring. Had.

【0036】また、製造例1で調製したポジ型ポリアミ
ド酸感光液を1ケ月保存後、同様に処理したところ、残
膜率、パタ−ン膜に変化が実質的に認められなかった。
When the positive type polyamic acid photosensitive solution prepared in Production Example 1 was stored for one month and then treated in the same manner, substantially no change was observed in the residual film ratio and the pattern film.

【0037】実施例2 実施例1の露光装置に色ガラスフィルタ−を取り付け、
i線の光のみを800mJ/cm2 露光した以外は実施
例1と同様の操作を行いパタ−ニングしたところ、実施
例1と同様の結果となった。
Example 2 A color glass filter was attached to the exposure apparatus of Example 1,
Patterning was performed by performing the same operation as in Example 1 except that only the i-line light was exposed to 800 mJ / cm 2 , and the same result as in Example 1 was obtained.

【0038】[0038]

【発明の効果】この発明によれば、以下の効果を奏す
る。この発明のポジ型感光性ポリアミド酸組成物は、パ
タ−ンの解像度が良く、現像のための露光後加熱(PE
Bともいう。)が不要であり、シンプルな系で製造が容
易で保存安定性が良好であり、i線でも実用的な感度を
有している。
According to the present invention, the following effects can be obtained. The positive photosensitive polyamic acid composition of the present invention has a good pattern resolution and post-exposure baking (PE) for development.
Also called B. ) Is unnecessary, it is easy to manufacture with a simple system, has good storage stability, and has practical sensitivity even at i-line.

【0039】また、この発明のレリ−フパタ−ン形成方
法は、プロセスがシンプルであり、しかも得られるパタ
−ンの膜物性が良好である。
The method for forming a relief pattern according to the present invention has a simple process and good physical properties of the obtained pattern.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/027 H01L 21/30 502R Fターム(参考) 2H025 AA02 AA10 AA20 AB16 AB17 AC01 AC04 AD03 BE01 CB25 EA10 FA01 FA17 FA29 4J002 CL061 CP081 CP171 EQ036 GH00 GP03 GQ01 HA05 4J038 DJ031 GA08 JB15 PA17 4J043 PA08 PA09 PA19 PC115 QB15 QB26 QB31 RA35 SA47 SA72 SB01 TB01 UA022 UA121 UA131 UA132 UA141 UA261 UA262 UA662 UA672 UB011 UB061 UB122 UB131 UB152 UB281 UB301 UB302 UB351 UB401 UB402 VA011 VA012 VA021 VA022 VA031 VA041 VA051 VA061 VA062 VA071 VA081 VA102 XA16 XA17 XA19 ZB22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/027 H01L 21/30 502R F-term (Reference) 2H025 AA02 AA10 AA20 AB16 AB17 AC01 AC04 AD03 BE01 CB25 EA10 FA01 FA17 FA29 4J002 CL061 CP081 CP171 EQ036 GH00 GP03 GQ01 HA05 4J038 DJ031 GA08 JB15 PA17 4J043 PA08 PA09 PA19 PC115 QB15 QB26 QB31 RA35 SA47 SA72 SB01 TB01 UA022 UA121 UA131 UA132 UA141 UA1 UA1 UA1 UA1 UA1 VA012 VA021 VA022 VA031 VA041 VA051 VA061 VA062 VA071 VA081 VA102 XA16 XA17 XA19 ZB22

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)下記式(1) 【化1】 (式中nは正の整数である。)で示されるポリアミド酸
と(b)オルトキノンジアジド化合物とを含有してなる
ポジ型感光性ポリアミド酸組成物。
(A) The following formula (1): (Wherein n is a positive integer) and a positive photosensitive polyamic acid composition comprising (b) an orthoquinonediazide compound.
【請求項2】 基板上に請求項1に記載のポジ型感光性
ポリアミド酸組成物を塗布して樹脂層を形成する工程
と、前記樹脂層の所望領域を露光する工程と、露光後に
樹脂層を現像する工程と、現像された樹脂層を加熱して
樹脂層中のポリアミド酸をイミド化する工程とを具備し
てなるレリ−フパタ−ン形成方法。
2. A step of applying the positive photosensitive polyamic acid composition according to claim 1 on a substrate to form a resin layer, a step of exposing a desired area of the resin layer, and a step of exposing the resin layer after the exposure. And a step of heating the developed resin layer to imidize polyamic acid in the resin layer to form a relief pattern.
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