JP2000313743A - Polyimide precursor, production of polyimide, photosensitive resin composition, production of pattern and electronic part - Google Patents

Polyimide precursor, production of polyimide, photosensitive resin composition, production of pattern and electronic part

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JP2000313743A
JP2000313743A JP12328399A JP12328399A JP2000313743A JP 2000313743 A JP2000313743 A JP 2000313743A JP 12328399 A JP12328399 A JP 12328399A JP 12328399 A JP12328399 A JP 12328399A JP 2000313743 A JP2000313743 A JP 2000313743A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a polyimide capable of exhibiting excellent heat resistance and low thermal expansibility and having a low residual stress when used as a surface protective film for silicon wafers by heating a specific polyimide precursor having high i radiation transmitting properties. SOLUTION: This polyimide precursor has a recurring unit represented by formula I [R and R' are each H or a monovalent organic group; X is represented by formula II (R1 to R4 are each H or a monovalent organic group); Y is a bi- or a polyalent organic group]. When the precursor is heated at 80-450 deg.C, the skeletal structure is changed and the formation of an aromatic ring and imide cyclization are carried out to produce a polyimide. The polyimide precursor is obtained by reacting a tetracarboxylic dianhyride represented by formula III (e.g. bicyclo [2.2.2]octa-2,5-diene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride) with a diamine capable of providing the structure of Y in formula I (e.g. 4,4'- diamino-2,2'-dimethylbiphenyl) in a polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone at -20 to +40 deg.C for 1-10 h.

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】本発明は、ポリイミド前駆
体、ポリイミドの製造法、感光性樹脂組成物、この組成
物を用いたパターンの製造法及び電子部品に関する。さ
らに詳しくは、高i線透過性で、かつ、低残留応力のポ
リイミドを製造することができる、ポリイミド前駆体、
前記のポリイミドの製造法、このポリイミド前駆体を用
いた高i線透過性、高速現像性、高解像性及び高寸法精
度の感光性樹脂組成物、この組成物を用いたパターンの
製造法並びに電子部品に関する。
The present invention relates to a polyimide precursor, a method for producing a polyimide, a photosensitive resin composition, a method for producing a pattern using the composition, and an electronic component. More specifically, a polyimide precursor having a high i-line transmittance and capable of producing a polyimide having a low residual stress,
The polyimide production method, high i-ray transmittance using this polyimide precursor, high-speed developability, high resolution and high dimensional accuracy photosensitive resin composition, a pattern production method using this composition and Related to electronic components.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体工業にあっては、従来より
無機材料を用いて行われていた層間絶縁材料として、ポ
リイミド樹脂等のような耐熱性に優れた有機物が、その
特性を活かして使用されてきている。しかし、半導体集
積回路やプリント基板上の回路パターン形成は、基材表
面へのレジスト材の造膜、所定箇所への露光、エッチン
グ等により不要箇所の除去、基板表面の洗浄作業等の煩
雑で多岐に亘る工程を経てパターン形成が行われること
から、露光及び現像によるパターン形成後も必要な部分
のレジストを絶縁材料としてそのまま残して用いること
ができる耐熱感光材料の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the semiconductor industry, an organic material having excellent heat resistance, such as a polyimide resin, has been used as an interlayer insulating material, which has conventionally been formed using an inorganic material, taking advantage of its characteristics. Have been. However, formation of a circuit pattern on a semiconductor integrated circuit or a printed circuit board is complicated and diversified, such as forming a resist material on the base material surface, removing unnecessary portions by exposing and etching predetermined portions, and cleaning the substrate surface. Therefore, development of a heat-resistant photosensitive material that can use a necessary portion of a resist as an insulating material as it is even after pattern formation by exposure and development is desired.

【0003】これらの材料として、例えば、感光性ポリ
イミド、環化ポリブタジエン等をベースポリマとした耐
熱感光材料が提案されており、特に感光性ポリイミド
は、その耐熱性が優れていることや不純物の排除が容易
であること等の点から特に注目されている。
As these materials, for example, heat-resistant photosensitive materials using photosensitive polyimide, cyclized polybutadiene or the like as a base polymer have been proposed. Particularly, photosensitive polyimide has excellent heat resistance and elimination of impurities. Has attracted particular attention because of its ease of use.

【0004】また、このような感光性ポリイミドとして
は、ポリイミド前駆体と重クロム酸塩からなる系(特公
昭49−17374号公報)が最初に提案されたが、こ
の材料は、実用的な光感度を有するとともに膜形成能が
高い等の長所を有する反面、保存安定性に欠け、ポリイ
ミド中にクロムイオンが残存すること等の欠点があり、
実用には至らなかった。
As such a photosensitive polyimide, a system comprising a polyimide precursor and a dichromate (Japanese Patent Publication No. 49-17374) was first proposed. While having the advantages of high sensitivity and high film-forming ability, it lacks storage stability and has disadvantages such as chromium ions remaining in polyimide,
It did not reach practical use.

【0005】このような問題を回避するために、例え
ば、ポリイミド前駆体に感光基を有する化合物を混合す
る方法(特開昭54−109828号公報)、ポリイミ
ド前駆体中の官能基と感光基を有する化合物の官能基と
を反応させて感光基を付与させる方法(特開昭56−2
4343号公報、特開昭60−100143号公報等)
などが提案されている。
[0005] In order to avoid such a problem, for example, a method of mixing a compound having a photosensitive group with a polyimide precursor (Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-109828) discloses a method in which a functional group and a photosensitive group in the polyimide precursor are mixed. A method of reacting with a functional group of a compound having a compound to give a photosensitive group (JP-A-56-2
No. 4343, Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-100143)
And so on.

【0006】しかし、これらの感光性ポリイミド前駆体
は耐熱性、機械特性に優れる芳香族系モノマに基本骨格
を用いており、そのポリイミド前駆体自体の吸収のた
め、紫外領域での透光性が低く、露光部における光化学
反応を充分効果的に行うことができず、低感度であった
り、パターンの形状が悪化するという問題があった。
[0006] However, these photosensitive polyimide precursors use a basic skeleton as an aromatic monomer having excellent heat resistance and mechanical properties. Due to the absorption of the polyimide precursor itself, light transmittance in the ultraviolet region is low. However, there is a problem that the photochemical reaction in the exposed portion cannot be performed sufficiently effectively, resulting in low sensitivity or deterioration of the pattern shape.

【0007】また、最近では、半導体の高集積化に伴
い、加工ルールが益々小さくなり、より高い解像度が求
められる傾向にある。そのため、従来の平行光線を用い
るコンタクト/プロキシミテイ露光機から、ミラープロ
ジェクションと呼ばれる1:1投影露光機、さらにステ
ッパと呼ばれる縮小投影露光機が用いられるようになっ
てきている。
In recent years, with the increase in the degree of integration of semiconductors, processing rules have become increasingly smaller, and there is a tendency for higher resolution to be required. For this reason, a 1: 1 projection exposure machine called a mirror projection and a reduction projection exposure machine called a stepper have been used instead of a conventional contact / proximity exposure machine using parallel rays.

【0008】ステッパは、超高圧水銀灯の高出力発振
線、エキシマレーザのような単色光を利用するものであ
る。これまでステッパとしては、超高圧水銀灯のg−l
ineと呼ばれる可視光(波長:435nm)を使った
g線ステッパが主流であったが、さらに加工ルール微細
化の要求に対応するため、使用するステッパの波長を短
くすることが必要である。そのため、現在使用する露光
機は、g線ステッパ(波長:435nm)からi線ステ
ッパ(波長:365nm)に移行しつつある。
A stepper utilizes a monochromatic light such as an excimer laser and a high-power oscillation line of an ultra-high pressure mercury lamp. Until now, steppers have been used as g-l
Although a g-line stepper using visible light (wavelength: 435 nm) called ine has been the mainstream, it is necessary to shorten the wavelength of the stepper to be used in order to further meet the demand for finer processing rules. For this reason, currently used exposure machines are shifting from g-line steppers (wavelength: 435 nm) to i-line steppers (wavelength: 365 nm).

【0009】しかし、コンタクト/プロキシミテイ露光
機、ミラープロジェクション投影露光機、g線ステッパ
用に設計された従来の感光性ポリイミドのベースポリマ
は、先に述べた理由により透明性が低く、特にi線(波
長:365nm)での透過率はほとんどないため、i線
ステッパでは、まともなパターンが得られない。
However, conventional photosensitive polyimide base polymers designed for contact / proximity exposure machines, mirror projection projection exposure machines, and g-line steppers have low transparency, especially for i-line (Wavelength: 365 nm), there is almost no transmittance, and a proper pattern cannot be obtained with an i-line stepper.

【0010】また、半導体素子の高密度実装方式である
LOC(リードオンチップ)に対応して表面保護用ポリ
イミド膜はさらに厚膜のものが求められているが、厚膜
の場合には、透過性が低い問題はさらに深刻になる。こ
のため、i線透過率の高く、i線ステッパにより良好な
パターン形状を有するポリイミドパターンの得られる感
光性ポリイミドが強く求められている。
In addition, a polyimide film for surface protection is required to be a thicker film corresponding to LOC (lead-on-chip) which is a high-density mounting method of a semiconductor element. Low-problem problems are exacerbated. Therefore, there is a strong demand for a photosensitive polyimide having a high i-line transmittance and a polyimide pattern having a good pattern shape by an i-line stepper.

【0011】また、基板となるシリコンウエハの径は、
年々大きくなり、ポリイミドとシリコンウエハの熱膨張
係数差により、表面保護膜としてのポリイミドを形成し
たシリコンウエハの反りが以前より大きくなるという問
題が発生している。そのため、従来のポリイミドよりも
更に低熱膨張性を有する感光性ポリイミドが強く求めら
れている。
The diameter of a silicon wafer serving as a substrate is
It has been increasing year by year, and there has been a problem that the warpage of the silicon wafer on which the polyimide as the surface protective film is formed becomes larger than before due to the difference in thermal expansion coefficient between the polyimide and the silicon wafer. Therefore, there is a strong demand for a photosensitive polyimide having a lower thermal expansion property than conventional polyimides.

【0012】一般に分子構造を剛直にすることにより低
熱膨張性は達成できるが、剛直な構造の場合、i線をほ
とんど透過しないため、感光特性が低下する。また、分
子構造を柔軟にすることによってシリコンウェハにかか
る応力を低減し反りを小さくし、さらにi線を透過させ
ることが可能であるが、この場合にはポリイミド表面保
護膜として要求される耐熱性を満足できないという問題
を生じる。
Generally, low thermal expansion can be achieved by making the molecular structure rigid. However, in the case of a rigid structure, i-line is hardly transmitted, so that the photosensitive characteristics are deteriorated. In addition, by making the molecular structure flexible, it is possible to reduce the stress applied to the silicon wafer, reduce the warpage, and transmit the i-line. However, in this case, the heat resistance required for the polyimide surface protective film is required. Is not satisfied.

【0013】また、i線の透過性を向上させる方法とし
て、フッ素を導入したポリイミド(特開平8−2344
33号公報)や分子鎖を屈曲させたポリイミド(特開平
8−36264号公報)が提案されている。しかし、フ
ッ素を導入したポリイミドはシリコンウエハに対する接
着力が弱く、半導体素子に用いた場合の信頼性が低いと
いう問題がある。また、分子鎖を屈曲させたポリイミド
は分子間相互作用が弱いため、耐熱性の低下や熱膨張係
数の増大のため、半導体素子とした場合の信頼性が低い
という問題がある。
As a method for improving the transmittance of i-rays, a fluorine-introduced polyimide (JP-A-8-2344) is used.
No. 33) and a polyimide having a bent molecular chain (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-36264). However, polyimide into which fluorine has been introduced has a problem that adhesion to a silicon wafer is weak and reliability when used for a semiconductor element is low. In addition, polyimide having a bent molecular chain has a problem that the reliability of a semiconductor device is low because the intermolecular interaction is weak, the heat resistance is reduced, and the thermal expansion coefficient is increased.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】請求項1および2記載
の発明は、良好なi線透過性を示し、逆Diels−A
lder反応によるビシクロ骨格部分の芳香化およびイ
ミド化により、優れた耐熱性及び低熱膨張性を示し、シ
リコンウェハ表面保護膜として用いた場合の残留応力が
低いポリイミド前駆体を提供するものである。
The inventions according to claims 1 and 2 exhibit good i-line transmittance and exhibit reverse Diels-A
An object of the present invention is to provide a polyimide precursor which exhibits excellent heat resistance and low thermal expansion properties by aromatization and imidization of a bicyclo skeleton portion by an lder reaction, and has low residual stress when used as a silicon wafer surface protective film.

【0015】請求項3の発明は、イミド化の前は良好な
i線透過性を示し、かつ、逆Diels−Alder反
応によるビシクロ骨格部分の芳香化およびイミド化によ
り、イミド化後は、優れた耐熱性及び低熱膨張性を示
し、シリコンウェハ表面保護膜として用いた場合の残留
応力が低いポリイミドが得られるポリイミドの製造法を
提供するものである。
[0015] The invention of claim 3 shows good i-line permeability before imidization, and excellent after imidation due to aromatization and imidation of the bicyclo skeleton portion by reverse Diels-Alder reaction. An object of the present invention is to provide a method for producing a polyimide, which exhibits heat resistance and low thermal expansion, and which can obtain a polyimide having a low residual stress when used as a silicon wafer surface protective film.

【0016】請求項4及び5記載の発明は、高i線透過
性、高速現像性、高解像性及び高寸法精度を有し、かつ
逆Diels−Alder反応によるビシクロ骨格部分
の芳香化およびイミド化により、イミド化後は、優れた
耐熱性及び低熱膨張性を示し、シリコンウェハ表面保護
膜として用いた場合の残留応力が低い感光性樹脂組成物
に関する。
The invention according to claims 4 and 5 is characterized in that it has a high i-line transmittance, a high speed developability, a high resolution and a high dimensional accuracy, and aromatization of a bicyclo skeleton by an inverse Diels-Alder reaction and imidization. The present invention relates to a photosensitive resin composition exhibiting excellent heat resistance and low thermal expansion after imidization and having low residual stress when used as a silicon wafer surface protective film.

【0017】請求項6、7及び8記載の発明は、高i線
透過性、高速現像性、高解像性及び高寸法精度であり、
かつ逆Diels−Alder反応によるビシクロ骨格
部分の芳香化およびイミド化により、イミド化後は、優
れた耐熱性及び低熱膨張性を示し、シリコンウェハ表面
保護膜として用いた場合の残留応力が低いパターンの製
造法に関する。請求項9及び10記載の発明は、優れた
耐熱性及び低熱膨張性を示す表面保護膜又は層間絶縁膜
を有し、信頼性に優れる電子部品に関する。
The invention according to claims 6, 7 and 8 has high i-line transmittance, high-speed developability, high resolution and high dimensional accuracy,
And by the aromatization and imidation of the bicyclo skeleton part by the reverse Diels-Alder reaction, after imidization, it shows excellent heat resistance and low thermal expansion, and has a low residual stress when used as a silicon wafer surface protective film. Related to manufacturing method. The invention according to claims 9 and 10 relates to an electronic component having a surface protective film or an interlayer insulating film exhibiting excellent heat resistance and low thermal expansion, and having excellent reliability.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(1)According to the present invention, there is provided a compound represented by the general formula (1):

【化4】 (式中、R及びR’は各々独立に水素原子又は一価の有
機基を示し、Xは
Embedded image (Wherein, R and R ′ each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and X represents

【化5】 を示し、Yは2価以上の有機基を示し、R、R、R
及びRは各々独立に水素原子又は1価の有機基を示
す)で表される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体
に関する。また本発明は、前記一般式(1)において、
、R、R及びRが水素原子であるポリイミド
前駆体に関する。
Embedded image Y represents a divalent or higher valent organic group, and R 1 , R 2 , R
3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group). Further, the present invention provides the above-mentioned general formula (1)
It relates to a polyimide precursor wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms.

【0019】また本発明は、前記ポリイミド前駆体を加
熱し、次式(2)
In the present invention, the polyimide precursor is heated to obtain the following formula (2)

【化6】 で示される骨格構造変化により芳香環の形成を伴い、イ
ミド閉環させることを特徴とするポリイミドの製造法に
関する。
Embedded image The present invention relates to a method for producing a polyimide, which comprises forming an aromatic ring due to a skeletal structural change represented by formula (1) and closing the imide.

【0020】また本発明は、前記ポリイミド前駆体を含
有してなる感光性樹脂組成物に関する。また本発明は、
さらに光重合開始剤又は光により酸を発生する化合物を
含有する前記感光性樹脂組成物に関する。また本発明
は、前記の感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥
する工程、露光する工程、現像する工程及び加熱処理す
る工程を含むパターンの製造法に関する。また本発明
は、前記の露光する工程が、露光光源としてi線を用い
て行うものであるパターンの製造法に関する。
The present invention also relates to a photosensitive resin composition containing the above-mentioned polyimide precursor. The present invention also provides
Further, the present invention relates to the photosensitive resin composition containing a photopolymerization initiator or a compound that generates an acid by light. In addition, the present invention relates to a method for producing a pattern including a step of applying and drying the photosensitive resin composition on a support substrate, a step of exposing, a step of developing, and a step of heat treatment. The present invention also relates to a method for producing a pattern, wherein the exposing step is performed using i-line as an exposure light source.

【0021】また本発明は、前記支持基板が、直径12
インチ以上のシリコンウエハであるパターンの製造法に
関する。また本発明は、前記の製造法により得られるパ
ターンの層を有してなる電子部品に関する。さらに本発
明は、前記のパターンの層が、表面保護膜又は層間絶縁
膜である電子部品に関する。
Further, according to the present invention, the support substrate has a diameter of 12 mm.
The present invention relates to a method for manufacturing a pattern which is a silicon wafer of inches or more. The present invention also relates to an electronic component having a layer of a pattern obtained by the above-mentioned manufacturing method. Furthermore, the present invention relates to an electronic component in which the pattern layer is a surface protective film or an interlayer insulating film.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明のポリイミド前駆体は、上
記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する化合物
である。このポリイミド前駆体は、その構造自体は高i
線透過率を有し、加熱によって、前記式(2)で示す逆
Diels−Alder反応によるビシクロ骨格部分の
芳香化およびイミド化が進行して、優れた耐熱性及び低
熱膨張性のポリイミドを生成するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polyimide precursor of the present invention is a compound having a repeating unit represented by the above general formula (1). This polyimide precursor has a high i structure.
Aromatization and imidation of the bicyclo skeleton portion by the inverse Diels-Alder reaction represented by the above formula (2) progress by heating and produce a polyimide having excellent heat resistance and low thermal expansion having a linear transmittance. Things.

【0023】前記一般式(1)のポリイミド前駆体にお
いて、R及びR’で示される基は水素原子又は一価の有
機基である。一価の有機基としては特に制限はなく、炭
素原子数が1〜20のアルキル基、炭素原子数が3〜2
0のシクロアルキル基、フェニル基、ベンジル基等の炭
化水素基、アリル基、アクリロキシアルキル基(アルキ
ル基の炭素原子数が1〜20のもの)、メタクリロキシ
アルキル基(アルキル基の炭素原子数が1〜20のも
の)等の炭素炭素不飽和二重結合を有する有機基などが
挙げられる。これらのR及びR’で示される基は、ポリ
イミド前駆体を用いる感光性樹脂組成物がポジ型かネガ
型か、溶剤現像型かアルカリ現像型かなどによって好ま
しい基の種類や、その割合を変えることができる。
In the polyimide precursor of the general formula (1), the groups represented by R and R 'are a hydrogen atom or a monovalent organic group. The monovalent organic group is not particularly limited, and is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 3 to 2 carbon atoms.
Hydrocarbon groups such as cycloalkyl group, phenyl group, benzyl group, etc., allyl group, acryloxyalkyl group (alkyl group having 1 to 20 carbon atoms), methacryloxyalkyl group (carbon atom of alkyl group Is an organic group having a carbon-carbon unsaturated double bond. The groups represented by these R and R ′ vary the type and ratio of the preferred groups depending on whether the photosensitive resin composition using the polyimide precursor is a positive type or a negative type, a solvent development type or an alkali development type. be able to.

【0024】前記一般式(1)において、Yは一般に原
料として用いたジアミンのアミノ基以外の部分を示す2
価の有機基であり、ベンゼン環又はナフタレン環等の芳
香環を1つ又は2つ以上有する芳香族基であることが好
ましい。本発明のポリイミド前駆体は、一般に、下記一
般式(3)
In the general formula (1), Y represents a moiety other than the amino group of the diamine generally used as a raw material.
It is a valent organic group, and is preferably an aromatic group having one or more aromatic rings such as a benzene ring or a naphthalene ring. The polyimide precursor of the present invention generally has the following general formula (3)

【化7】 (ただし、式中の記号の意味は、前記一般式(1)中の
記号の意味と同意である)で示されるテトラカルボン酸
二無水物又はその誘導体及びYで示される構造を与える
ジアミン並びに必要に応じて側鎖を形成するその他の化
合物を原料として製造することができる。
Embedded image (However, the meaning of the symbol in the formula is the same as the meaning of the symbol in the general formula (1)), a tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof, a diamine providing a structure represented by Y, and According to the above, other compounds forming a side chain can be used as a raw material.

【0025】前記一般式(3)で示されるテトラカルボ
ン酸二無水物としては、例えば、ビシクロ[2.2.
2]オクタ−2,5−ジエン−2,3,5,6−テトラ
カルボン酸二無水物、7,8−ジメチルビシクロ[2.
2.2]オクタ−2,5−ジエン−2,3,5,6−テ
トラカルボン酸二無水物、7,8−ジエチルビシクロ
[2.2.2]オクタ−2,5−ジエン−2,3,5,
6−テトラカルボン酸二無水物、7,8−ジプロピルビ
シクロ[2.2.2]オクタ−2,5−ジエン−2,
3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、7,8−ジフ
ェニルビシクロ[2.2.2]オクタ−2,5−ジエン
−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物などが挙
げられる。
The tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (3) includes, for example, bicyclo [2.2.
2] octa-2,5-diene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 7,8-dimethylbicyclo [2.
2.2] octa-2,5-diene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 7,8-diethylbicyclo [2.2.2] octa-2,5-diene-2, 3,5
6-tetracarboxylic dianhydride, 7,8-dipropylbicyclo [2.2.2] octa-2,5-diene-2,
3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 7,8-diphenylbicyclo [2.2.2] octa-2,5-diene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, etc. No.

【0026】ジアミンとしては、特に制限はなく、例え
ば、2,2’−ジフルオロベンジジン、2,2’,6,
6’−テトラフルオロベンジジン、2,2’−ビス(ト
リフルオロ)ベンジジン、4,4′−(又は3,4′
−、3,3′−、2,4′−、2,2′−)ジアミノジ
フェニルエーテル、4,4′−(又は3,4′−、3,
3′−、2,4′−、2,2′−)ジアミノジフェニル
メタン、4,4′−(又は3,4′−、3,3′−、
2,4′−、2,2′−)ジアミノジフェニルスルホ
ン、4,4′−(又は3,4′−、3,3′−、2,
4′−、2,2′−)ジアミノジフェニルスルフィド、
パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、p
−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、o−
トリジン,o−トリジンスルホン、4,4′−メチレン
−ビス−(2,6−ジエチルアニリン)、4,4′−メ
チレン−ビス−(2,6−ジイソプロピルアニリン)、
2,4−ジアミノメシチレン、1,5−ジアミノナフタ
レン、4,4′−ベンゾフェノンジアミン、ビス−{4
−(4′−アミノフェノキシ)フェニル}スルホン、
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビ
ス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス{4
−(4′−アミノフェノキシ)フェニル}プロパン、
3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフェニルメ
タン、3,3′,5,5′−テトラメチル−4,4′−
ジアミノジフェニルメタン、ビス{4−(3′−アミノ
フェノキシ)フェニル}スルホン、2,2−ビス(4−
アミノフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノ−4,
4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−
3,3’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ
−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミ
ノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−ア
ミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−
アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3
−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプ
ロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)
ヘキサフルオロプロパン、3,4−ジアミノ安息香酸等
が挙げられ、これらは単独で又は2種類以上を組み合わ
せて使用される。
The diamine is not particularly limited. For example, 2,2'-difluorobenzidine, 2,2 ', 6
6'-tetrafluorobenzidine, 2,2'-bis (trifluoro) benzidine, 4,4 '-(or 3,4'
-, 3,3'-, 2,4'-, 2,2'-) diaminodiphenyl ether, 4,4'- (or 3,4'-, 3,
3'-, 2,4'-, 2,2'-) diaminodiphenylmethane, 4,4'- (or 3,4'-, 3,3'-,
2,4 '-, 2,2'-) diaminodiphenylsulfone, 4,4'- (or 3,4'-, 3,3'-, 2,
4 '-, 2,2'-) diaminodiphenyl sulfide,
Paraphenylenediamine, metaphenylenediamine, p
-Xylylenediamine, m-xylylenediamine, o-
Trizine, o-tolidine sulfone, 4,4'-methylene-bis- (2,6-diethylaniline), 4,4'-methylene-bis- (2,6-diisopropylaniline),
2,4-diaminomesitylene, 1,5-diaminonaphthalene, 4,4'-benzophenonediamine, bis- @ 4
-(4'-aminophenoxy) phenyl} sulfone,
1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2,2-bis {4
-(4'-aminophenoxy) phenyl} propane,
3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3 ', 5,5'-tetramethyl-4,4'-
Diaminodiphenylmethane, bis {4- (3'-aminophenoxy) phenyl} sulfone, 2,2-bis (4-
Aminophenyl) propane, 3,3′-diamino-4,
4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-
3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4 −
Amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3
-Amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl)
Hexafluoropropane, 3,4-diaminobenzoic acid and the like can be mentioned, and these are used alone or in combination of two or more.

【0027】ジアミンのうち、耐熱性、高i線透過性及
び低熱膨張性の点からは、次式で示される構造のジアミ
ンが好ましいものとして挙げられる。
Among the diamines, a diamine having a structure represented by the following formula is preferred from the viewpoint of heat resistance, high i-line transmittance and low thermal expansion.

【化8】 (式中、個々のR”は各々独立に、水素原子、カルボキ
シル基、水酸基、炭素原子数1〜4のアルキル基又は炭
素原子数1〜4のフルオロアルキル基を示す)
Embedded image (In the formula, each R ″ independently represents a hydrogen atom, a carboxyl group, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

【0028】本発明のポリイミド前駆体は、前記のテト
ラカルボン酸二無水物を必須の原料として使用するが、
これとともに、その他のテトラカルボン酸二無水物を併
用することもできる。その具体例としてはピロメリット
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、2,3,3’,4’−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−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’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水
物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカ
ルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラ
カルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテト
ラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテ
トラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテ
トラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレン
テトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水
物、6,6’−ジメチル−3,3’,4,4’−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物等の芳香族系テトラカル
ボン酸二無水物などが挙げられる。
The polyimide precursor of the present invention uses the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride as an essential raw material.
At the same time, another tetracarboxylic dianhydride can be used in combination. Specific examples thereof include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-
Benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ',
4,4′-diphenylethertetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2, 3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5,6-pyridinetetracarboxylic dianhydride, 3,4 9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 6,6′-dimethyl-3,3 ′, 4,4′- Aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as biphenyltetracarboxylic dianhydride are exemplified.

【0029】これらの併用可能なテトラカルボン酸二無
水物のうち,好ましいものとしては,i線透過性の点か
ら,6,6’−ジメチル−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’−
ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物,2,
3,3’,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸
二無水物,2,2’,3,3’−ジフェニルスルホンテ
トラカルボン酸二無水物,3,3’,4,4’−ジフェ
ニルエーテルテトラカルボン酸二無水物,2,2−ビス
(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロ
パン二無水物が挙げられる。これらのテトラカルボン酸
二無水物を併用する場合、その量に特に制限はないが、
前記一般式(3)で示されるテトラカルボン酸二無水物
が、テトラカルボン酸二無水物の総量に対して、40〜
100重量%であることがi線透過性の点で好ましい。
Of these tetracarboxylic dianhydrides which can be used in combination, preferred is 6,6'-dimethyl-3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid from the viewpoint of i-ray permeability. Acid dianhydride, 3,3 ', 4,4'-
Diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,
3,3 ′, 4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic acid Dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride. When these tetracarboxylic dianhydrides are used in combination, the amount is not particularly limited,
The amount of the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (3) is 40 to 40% based on the total amount of the tetracarboxylic dianhydride.
It is preferable to be 100% by weight from the viewpoint of i-line transmittance.

【0030】反応に使用する有機溶媒としては、生成す
るポリイミド前駆体を完全に溶解する極性溶媒が好まし
く、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジ
メチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ヘキサメチ
ルリン酸トリアミド、γ−ブチロラクトン等が挙げられ
る。
The organic solvent used in the reaction is preferably a polar solvent which completely dissolves the polyimide precursor to be produced. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide ,
Dimethyl sulfoxide, tetramethyl urea, hexamethyl phosphoric acid triamide, γ-butyrolactone and the like can be mentioned.

【0031】また、この極性溶媒以外に、ケトン類、エ
ステル類、ラクトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水
素類、炭化水素類等も使用することができ、例えば、ア
セトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢
酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジ
エチル、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、
テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、1,2−ジクロ
ロエタン、1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタ
ン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、ヘキサ
ン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で又は2
種類以上を組み合わせて使用される。
In addition to the polar solvent, ketones, esters, lactones, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons and the like can be used. For example, acetone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl Isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, diethyl oxalate, diethyl malonate, diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether,
Examples include tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene and the like. These organic solvents can be used alone or
Used in combination of more than one type.

【0032】本発明のポリイミド前駆体のうち、ポリア
ミド酸(すなわち、一般式(1)において、R及びR’
が水素原子であるもの)は、前記テトラカルボン酸二無
水物と、ジアミンとを、有機溶媒中で、開環重付加反応
させることにより得ることができる。この場合テトラカ
ルボン酸二無水物とジアミンの量は,前者/後者(モ
ル)で0.7/1〜1/0.7とすることが好ましい。
Among the polyimide precursors of the present invention, polyamic acid (that is, R and R ′ in the general formula (1))
Is a hydrogen atom) can be obtained by subjecting the tetracarboxylic dianhydride and a diamine to a ring-opening polyaddition reaction in an organic solvent. In this case, the amounts of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine are preferably 0.7 / 1 to 1 / 0.7 in the former / latter (mol).

【0033】また、本発明のポリイミド前駆体のうち、
ポリアミド酸エステル(すなわち、一般式(1)におい
て、R及びR’のいずれか又は双方が一価の有機基であ
るもの)は、前記ジアミンとピリジンなどの脱ハロゲン
酸剤を有機溶媒に溶解し、有機溶媒に溶解したテトラカ
ルボン酸ジエステルジハライドを滴下して反応させた
後、水などの貧溶剤に投入し、析出物をろ別、乾燥する
ことにより得られる。ジアミンの総量とテトラカルボン
酸ジエステルジハライドの割合(モル比)は、前者/後
者で0.6/1〜1/0.6の範囲が好ましく、0.7
/1〜1/0.7の範囲がより好ましい。反応温度は−
20〜40℃が好ましく、反応時間は1〜10時間が好
ましい。脱ハロゲン酸剤とテトラカルボン酸ジエステル
ジハライドの割合は、前者/後者(モル比)が、1.8
/1〜2.2/1の範囲が好ましく、1.9/1〜2.
1/1の範囲がより好ましい。前記テトラカルボン酸ジ
エステルジハライドはテトラカルボン酸二無水物を前記
R又はR’の構造を有するアルコール化合物と反応させ
て得られるテトラカルボン酸ジエステルと塩化チオニル
を反応させて得ることができる。
Further, among the polyimide precursors of the present invention,
Polyamic acid ester (that is, one or both of R and R ′ in the general formula (1) are monovalent organic groups) is obtained by dissolving the diamine and a dehalogenating agent such as pyridine in an organic solvent. After reacting by dropping a tetracarboxylic diester dihalide dissolved in an organic solvent, the mixture is poured into a poor solvent such as water, and the precipitate is filtered off and dried. The ratio (molar ratio) of the total amount of the diamine and the tetracarboxylic diester dihalide is preferably in the range of 0.6 / 1 to 1 / 0.6 in the former / the latter, and is preferably in the range of 0.7 / 1.
The range of /1/1/0.7 is more preferable. The reaction temperature is-
The temperature is preferably from 20 to 40C, and the reaction time is preferably from 1 to 10 hours. The ratio of the dehalogenating agent to the tetracarboxylic diester dihalide is 1.8 for the former / the latter (molar ratio).
/ 1 to 2.2 / 1 are preferred, and 1.9 / 1 to 2.2.
A range of 1/1 is more preferable. The tetracarboxylic diester dihalide can be obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride with the alcohol compound having the structure of R or R 'to react a tetracarboxylic diester obtained with thionyl chloride.

【0034】本発明のポリイミド前駆体の分子量に特に
制限はないが、重量平均分子量で20,000〜10
0,000であることが好ましい。なお、分子量は、ゲ
ルパーミエーションクロマトグラフィ法により測定し、
標準ポリスチレン換算して求めることができる。
The molecular weight of the polyimide precursor of the present invention is not particularly limited.
Preferably it is 000. The molecular weight was measured by gel permeation chromatography,
It can be determined in terms of standard polystyrene.

【0035】本発明のポリイミドの製造法は、上記ポリ
イミド前駆体を加熱し、イミド閉環させることにより合
成することができる。この加熱において、イミド閉環と
ともに逆Diels−Alder反応による前記式
(2)の反応が生じる。加熱条件としては、特に制限は
ないが、加熱温度は、80〜450℃とすることが好ま
しい。この加熱温度が、80℃未満では、閉環反応が遅
くなる傾向があり、450℃を超えると、生成するポリ
イミドが劣化する傾向がある。また、加熱時間は、10
〜100分間とすることが好ましい。この加熱時間が、
10分未満では、閉環反応が十分に進行しない傾向があ
り、100分を超えると、生成するポリイミドが劣化す
る傾向があり、作業性が低下する傾向がある。
The method for producing a polyimide according to the present invention can be synthesized by heating the above polyimide precursor and closing the imide ring. In this heating, the reaction of the above formula (2) by the reverse Diels-Alder reaction occurs together with the imide ring closure. The heating conditions are not particularly limited, but the heating temperature is preferably from 80 to 450 ° C. If the heating temperature is lower than 80 ° C., the ring closure reaction tends to be slow, and if it exceeds 450 ° C., the generated polyimide tends to deteriorate. The heating time is 10
It is preferably set to 100 minutes. This heating time
If the time is less than 10 minutes, the ring-closure reaction tends not to proceed sufficiently. If the time exceeds 100 minutes, the produced polyimide tends to deteriorate, and the workability tends to decrease.

【0036】本発明の感光性樹脂組成物は、前記ポリイ
ミド前駆体を含有することを特徴とし、組成物への感光
性の付与は、種々の方法により行うことができる。たと
えば、ポリイミド前駆体自体の側鎖に炭素炭素不飽和結
合を有する基を導入して、光により架橋する構造を与え
ることにより感光性を付与する方法、ポリイミド前駆体
とイオン結合することができるアミノアクリレート類の
ような、炭素炭素不飽和結合とアミノ基を有する化合物
を配合する方法、炭素炭素不飽和二重結合を1つ又は2
つ以上有する反応性のモノマを混合して感光性を付与す
る方法、光酸発生剤や光塩基発生剤等の感光性付与剤を
混合するなど既知の方法が挙げられる。
The photosensitive resin composition of the present invention contains the above-mentioned polyimide precursor. Photosensitivity can be imparted to the composition by various methods. For example, a method of imparting photosensitivity by introducing a group having a carbon-carbon unsaturated bond into a side chain of the polyimide precursor itself to give a structure crosslinked by light, an amino capable of ionic bonding with the polyimide precursor A method of compounding a compound having a carbon-carbon unsaturated bond and an amino group, such as acrylates, by adding one or two carbon-carbon unsaturated double bonds.
Known methods such as a method of mixing two or more reactive monomers to impart photosensitivity and a method of mixing a photosensitizer such as a photoacid generator or a photobase generator are known.

【0037】本発明の感光性樹脂組成物において、ネガ
型の感光性樹脂組成物を製造する場合、一般に、ポリイ
ミド前駆体自体又は添加する化合物に、炭素炭素不飽和
結合を有するものを用いるが、これと共に、光重合開始
剤を含有することが好ましい。光重合開始剤としては、
例えば、ミヒラーズケトン、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピ
ルエーテル、2−t−ブチルアントラキノン、2−エチ
ルアントラキノン、4,4,−ビス(ジエチルアミノ)
ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チ
オキサントン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセ
トフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケ
トン、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−
2−モルフォリノ−1−プロパノン、ベンジル、ジフェ
ニルジスルフィド、フェナンスレンキノン、2−イソプ
ロピルチオキサントン、リボフラビンテトラブチレー
ト、2,6−ビス(p−ジエチルアミノベンザル)−4
−メチル−4−アザシクロヘキサノン、N−エチル−N
−(p−クロロフェニル)グリシン、N−フェニルジエ
タノールアミン、2−(o−エトキシカルボニル)オキ
シイミノ−1,3−ジフェニルプロパンジオン、1−フ
ェニル−2−(o−エトキシカルボニル)オキシイミノ
プロパン−1−オン、3,3,4,4,−テトラ(t−
ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,
3,−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリ
ン)、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス−[2,6
−ジフルオロ−3− (ピリ−1−イル)フェニル]チ
タン、アジド化合物等が挙げられる。これらは単独で又
は2種類以上を組み合わせて使用される。
In the case of producing a negative photosensitive resin composition in the photosensitive resin composition of the present invention, generally, a polyimide precursor itself or a compound to be added has a carbon-carbon unsaturated bond. At the same time, it is preferable to contain a photopolymerization initiator. As the photopolymerization initiator,
For example, Michler's ketone, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, 2-t-butylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 4,4, -bis (diethylamino)
Benzophenone, acetophenone, benzophenone, thioxanthone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl]-
2-morpholino-1-propanone, benzyl, diphenyl disulfide, phenanthrenequinone, 2-isopropylthioxanthone, riboflavin tetrabutyrate, 2,6-bis (p-diethylaminobenzal) -4
-Methyl-4-azacyclohexanone, N-ethyl-N
-(P-chlorophenyl) glycine, N-phenyldiethanolamine, 2- (o-ethoxycarbonyl) oxyimino-1,3-diphenylpropanedione, 1-phenyl-2- (o-ethoxycarbonyl) oxyiminopropan-1-one , 3,3,4,4, -tetra (t-
Butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,
3, -carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), bis (cyclopentadienyl) -bis- [2,6
-Difluoro-3- (pyr-1-yl) phenyl] titanium, azide compounds and the like. These are used alone or in combination of two or more.

【0038】光重合開始剤の使用量は、ポリイミド前駆
体の量100重量部に対して、0.01〜30重量部と
することが好ましく、0.05〜10重量部とすること
がより好ましい。この使用量が、0.01重量部未満で
は、光感度が劣る傾向があり、30重量部を超えると、
フィルムの機械特性が劣る傾向がある。
The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.01 to 30 parts by weight, more preferably 0.05 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyimide precursor. . If this amount is less than 0.01 part by weight, the light sensitivity tends to be poor, and if it exceeds 30 parts by weight,
The mechanical properties of the film tend to be poor.

【0039】感光性を付与する方法のうち、イオン結合
を介して炭素炭素不飽和二重結合を導入するために用い
られるアミノアクリレートとしては、例えば、N,N−
ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチ
ルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミ
ノプロピルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノプ
ロピルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル
アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルアクリレ
ート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、
N,N−ジエチルアミノプロピルアクリレート、N,N
−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジメ
チルアミノエチルアクリルアミド等が挙げられる。これ
らは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
前記アミノアクリレートの使用量は、ポリイミド前駆体
100重量部に対して、1〜200重量部とすることが
好ましく、5〜150重量部とすることがより好まし
い。
Among the methods for imparting photosensitivity, amino acrylate used to introduce a carbon-carbon unsaturated double bond via an ionic bond includes, for example, N, N-
Dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminopropyl methacrylate, N, N-diethylaminopropyl methacrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-diethylaminoethyl acrylate, N, N -Dimethylaminopropyl acrylate,
N, N-diethylaminopropyl acrylate, N, N
-Dimethylaminoethylacrylamide, N, N-dimethylaminoethylacrylamide and the like. These are used alone or in combination of two or more.
The amount of the amino acrylate is preferably 1 to 200 parts by weight, more preferably 5 to 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyimide precursor.

【0040】また、ネガ型の感光性樹脂組成物とする場
合に用いることができる、炭素炭素不飽和二重結合を有
する付加重合性化合物としては、例えば、ジエチレング
リコールジアクリレート、トリエチレングリコールジア
クリレート、テトラエチレングリコールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチ
レングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリ
コールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジア
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメ
チロールプロパントリメタクリレート、1,4−ブタン
ジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ
アクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレー
ト、1,6−ヘキサンジオールメタクリレート、ペンタ
エリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトー
ルテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタ
クリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレー
ト、スチレン、ジビニルベンゼン、4−ビニルトルエ
ン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、2−
ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチル
メタクリレート、1,3−アクリロイルオキシ−2−ヒ
ドロキシプロパン、1,3−メタクリロイルオキシ−2
−ヒドロキシプロパン、メチレンビスアクリルアミド、
N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアク
リルアミド等が挙げられる。これらは単独で又は2種類
以上を組み合わせて使用される。
Examples of the addition-polymerizable compound having a carbon-carbon unsaturated double bond which can be used when preparing a negative photosensitive resin composition include, for example, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, and the like. Tetraethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 1,4- Butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexane All methacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, styrene, divinylbenzene, 4-vinyl toluene, 4-vinyl pyridine, N- vinylpyrrolidone, 2-
Hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 1,3-acryloyloxy-2-hydroxypropane, 1,3-methacryloyloxy-2
-Hydroxypropane, methylenebisacrylamide,
N, N-dimethylacrylamide, N-methylolacrylamide and the like can be mentioned. These are used alone or in combination of two or more.

【0041】付加重合性化合物の使用量は、ポリイミド
前駆体の量100重量部に対して、1〜200重量部と
することが好ましい。この使用量が、1重量部未満で
は、現像液への溶解性も含んだ感光特性が劣る傾向があ
り、200重量部を超えると、フィルムの機械特性が劣
る傾向がある。
The amount of the addition polymerizable compound used is preferably 1 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyimide precursor. When the amount is less than 1 part by weight, the photosensitive characteristics including solubility in a developer tend to be inferior, and when it exceeds 200 parts by weight, the mechanical characteristics of the film tend to be inferior.

【0042】また、ネガ型の感光性樹脂組成物には、保
存時の安定性を高めるために、ラジカル重合禁止剤又は
ラジカル重合抑制剤を含有することができる。ラジカル
重合禁止剤又はラジカル重合抑制剤としては、例えば、
p−メトキシフェノール、ジフェニル−p−ベンゾキノ
ン、ベンゾキノン、ハイドロキノン、ピロガロール、フ
ェノチアジン、レソルシノール、オルトジニトロベンゼ
ン、パラジニトロベンゼン、メタジニトロベンゼン、フ
ェナントラキノン、N−フェニル−1−ナフチルアミ
ン、N−フェニル−2−ナフチルアミン、クペロン、フ
ェノチアジン、2,5−トルキノン、タンニン酸、パラ
ベンジルアミノフェノール、ニトロソアミン類等が挙げ
られる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて
使用される。
The negative photosensitive resin composition may contain a radical polymerization inhibitor or a radical polymerization inhibitor in order to enhance the stability during storage. As the radical polymerization inhibitor or the radical polymerization inhibitor, for example,
p-methoxyphenol, diphenyl-p-benzoquinone, benzoquinone, hydroquinone, pyrogallol, phenothiazine, resorcinol, orthodinitrobenzene, paradinitrobenzene, metadinitrobenzene, phenanthraquinone, N-phenyl-1-naphthylamine, N-phenyl-2- Examples include naphthylamine, cuperon, phenothiazine, 2,5-toluquinone, tannic acid, parabenzylaminophenol, nitrosamines and the like. These are used alone or in combination of two or more.

【0043】ラジカル重合禁止剤又はラジカル重合抑制
剤の使用量は、高分子化合物の量100重量部に対し
て、0.01〜30重量部とすることが好ましく、0.
05〜10重量部とすることがより好ましい。この使用
量が、0.01重量部未満であると、保存時の安定性が
劣る傾向があり、30重量部を超えると、光感度及びフ
ィルムの機械特性が劣る傾向がある。
The amount of the radical polymerization inhibitor or the radical polymerization inhibitor to be used is preferably 0.01 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer compound.
More preferably, the amount is from 0.05 to 10 parts by weight. If the amount is less than 0.01 part by weight, the stability during storage tends to be poor, and if it exceeds 30 parts by weight, the photosensitivity and the mechanical properties of the film tend to be inferior.

【0044】一方、ポジ型の感光性樹脂組成物を製造す
る場合、一般に、ポリイミド前駆体として、アルカリ水
溶液に可溶性の基、たとえば、カルボキシル基やフェノ
ール性水酸基を有するものを用い、これと共に、光によ
り酸を発生する化合物を用いることが好ましい。光によ
り酸を発生する化合物は、感光剤であり、酸を発生さ
せ、光の照射部の現像液(アルカリ水溶液)への可溶性
を増大させる機能を有するものである。その種類として
は、o−キノンジアジド化合物、アリルジアゾニウム
塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルスルホニウム
塩などが挙げられ、特に制限はないが、o−キノンジア
ジド化合物が感度が高く好ましいものとして挙げられ
る。o−キノンジアジド化合物は、例えば、o−キノン
ジアジドスルホニルクロリド類とヒドロキシ化合物、ア
ミノ化合物などとを脱塩酸性触媒の存在下で縮合反応さ
せることで得られる。光により酸を発生する化合物は、
現像後の膜厚及び感度の点から、ポリイミド前駆体10
0重量部に対して、好ましくは5〜100重量部、より
好ましくは10〜40重量部用いられる。
On the other hand, when a positive photosensitive resin composition is produced, generally, a polyimide precursor having a group soluble in an aqueous alkali solution, such as a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, is used. It is preferable to use a compound that generates an acid by the reaction. The compound that generates an acid by light is a photosensitizer, and has a function of generating an acid and increasing the solubility of a portion irradiated with light in a developing solution (aqueous alkaline solution). Examples of the type include an o-quinonediazide compound, an allyldiazonium salt, a diallyliodonium salt, and a triallylsulfonium salt. There is no particular limitation, but an o-quinonediazide compound is preferred because of its high sensitivity. The o-quinonediazide compound can be obtained, for example, by subjecting an o-quinonediazide sulfonyl chloride to a condensation reaction with a hydroxy compound, an amino compound and the like in the presence of a dehydrochlorinating catalyst. Compounds that generate an acid by light are
From the viewpoint of film thickness and sensitivity after development, polyimide precursor 10
It is preferably used in an amount of 5 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 40 parts by weight, based on 0 parts by weight.

【0045】本発明の感光性樹脂組成物は、前記ポリイ
ミド前駆体及びそのほかの成分を溶剤に溶解して、溶液
状態で得ることができる。前記溶剤としては、例えば、
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アミド、テトラメチレ
ンスルホン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、
シクロペンタノン等の非プロトン性極性溶剤が単独で又
は2種以上併用して用いられる。
The photosensitive resin composition of the present invention can be obtained in the form of a solution by dissolving the polyimide precursor and other components in a solvent. As the solvent, for example,
N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, tetramethylene sulfone, γ-butyrolactone, cyclohexanone,
An aprotic polar solvent such as cyclopentanone is used alone or in combination of two or more.

【0046】本発明の感光性樹脂組成物は、硬化膜の基
板との接着性を高めるために、さらに有機シラン化合
物、アルミキレート化合物、ケイ素含有ポリアミド酸な
どを含むことができる。有機シラン化合物としては、例
えば、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、ビニルトリエトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランな
どが挙げられる。アルミキレート化合物としては、例え
ば、トリス(アセチルアセトネート)アルミニウム、ア
セチルアセテートアルミニウムジイソプロピレートなど
が挙げられる。
The photosensitive resin composition of the present invention may further contain an organic silane compound, an aluminum chelate compound, a silicon-containing polyamic acid, etc. in order to enhance the adhesion of the cured film to the substrate. Examples of the organic silane compound include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and the like. Can be Examples of the aluminum chelate compound include aluminum tris (acetylacetonate) and aluminum acetylacetate diisopropylate.

【0047】本発明の感光性樹脂組成物は、浸漬法、ス
プレー法、スクリーン印刷法、回転塗布法等によってシ
リコンウエハー、金属基板、セラミック基板等の基材上
に塗布され、溶剤の大部分を加熱乾燥することにより粘
着性のない塗膜とすることができる。この塗膜の膜厚に
は特に制限はないが、回路特性等の点から、4〜50μ
mであることが好ましく、6〜40μmであることがよ
り好ましく、10〜40μmであることが特に好まし
く、20〜35μmであることが極めて好ましい。ま
た、本発明の感光性樹脂組成物は、低残留応力の膜を形
成できるので、直径が12インチ以上のシリコンウエハ
等の大径のウエハへの適用に好適である。この塗膜上
に、所望のパターンが描かれたマスクを通して活性光線
又は化学線を照射する等してパターン状に露光後、未露
光部又は露光部を適当な現像液で現像して溶解し、除去
することにより、所望のパターンを得ることができる。
The photosensitive resin composition of the present invention is applied onto a substrate such as a silicon wafer, a metal substrate, a ceramic substrate or the like by an immersion method, a spray method, a screen printing method, a spin coating method or the like, and most of the solvent is removed. By heating and drying, a coating film having no tackiness can be obtained. Although there is no particular limitation on the thickness of this coating film, from the viewpoint of circuit characteristics and the like, it is 4 to 50 μm.
m, more preferably 6 to 40 μm, particularly preferably 10 to 40 μm, and most preferably 20 to 35 μm. Further, since the photosensitive resin composition of the present invention can form a film having a low residual stress, it is suitable for application to a large-diameter wafer such as a silicon wafer having a diameter of 12 inches or more. On this coating film, after exposure to a pattern by irradiating actinic rays or actinic rays through a mask on which a desired pattern is drawn, the unexposed portion or the exposed portion is developed and dissolved with an appropriate developing solution, By removing, a desired pattern can be obtained.

【0048】本発明の感光性樹脂組成物は、i線ステッ
パ等を用いたi線露光用に好適なものであるが、照射す
る活性光線又は化学線としては、i線以外に、例えば、
超高圧水銀灯を用いるコンタクト/プロキシミテイ露光
機、ミラープロジェクション露光機、g線ステッパ、そ
の他の紫外線、可視光源、X線、電子線等も使用するこ
とができる。
The photosensitive resin composition of the present invention is suitable for i-line exposure using an i-line stepper or the like.
A contact / proximity exposure machine using an ultra-high pressure mercury lamp, a mirror projection exposure machine, a g-ray stepper, other ultraviolet rays, a visible light source, X-rays, and an electron beam can also be used.

【0049】現像液としては、例えば、有機溶媒現像液
として、良溶媒(N,N−ジメチルホルムアミド、N,
N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリド
ン等)、前記良溶媒と貧溶媒(低級アルコール、ケト
ン、水、芳香族炭化水素等)との混合溶媒、アルカリ性
現像液が挙げられる。ポリイミド前駆体にアルカリ可溶
性を持たせた場合は、アルカリ性溶液を用いることがで
きる。前記アルカリ性水溶液としては、例えば、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、水酸
化テトラメチルアンモニウム等の5重量%以下の水溶
液、好ましくは1.5〜3.0重量%の水溶液などが用
いられるが、より好ましい現像液は水酸化テトラメチル
アンモニウムの1.5〜3.0重量%の水溶液である。
さらに上記現像液に界面活性剤等を添加して使用するこ
ともできる。これらはそれぞれ、現像液100重量部に
対して、好ましくは0.01〜10重量部、より好まし
くは0.1〜5重量部の範囲で配合する。
As the developing solution, for example, a good solvent (N, N-dimethylformamide, N, N
N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.), mixed solvents of the above good solvents and poor solvents (lower alcohols, ketones, water, aromatic hydrocarbons, etc.), and alkaline developers. When the polyimide precursor has alkali solubility, an alkaline solution can be used. As the alkaline aqueous solution, for example, an aqueous solution of 5% by weight or less such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, and tetramethylammonium hydroxide, preferably an aqueous solution of 1.5 to 3.0% by weight is used. However, a more preferred developer is a 1.5 to 3.0% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.
Further, a surfactant or the like can be added to the above-mentioned developer for use. Each of these is blended in an amount of preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the developer.

【0050】現像後は、必要に応じて、水又は貧溶媒で
リンスを行い、100℃前後で乾燥し、パターンを安定
なものとすることが好ましい。得られるパターンは、加
熱することにより高耐熱性で低応力のレリーフパターン
の膜とすることができる。この時の加熱温度は、150
〜500℃とすることが好ましく、200〜400℃と
することがより好ましい。この加熱温度が、150℃未
満であると、得られる膜の機械特性及び熱特性が低下す
る傾向があり、500℃を超えると、膜の機械特性及び
熱特性が低下する傾向がある。
After the development, it is preferable to rinse with water or a poor solvent, if necessary, and to dry at about 100 ° C. to make the pattern stable. The resulting pattern can be made into a heat-resistant, low-stress relief pattern film by heating. The heating temperature at this time is 150
To 500 ° C, more preferably 200 to 400 ° C. If the heating temperature is less than 150 ° C., the mechanical properties and thermal properties of the obtained film tend to decrease, and if it exceeds 500 ° C., the mechanical properties and thermal properties of the film tend to decrease.

【0051】また、この時の加熱時間は、0.05〜1
0時間とすることが好ましい。この加熱時間が、0.0
5時間未満であると、ポリイミド膜の機械特性及び熱特
性が低下する傾向があり、10時間を超えると、ポリイ
ミド膜の機械特性及び熱特性が低下する傾向がある。
The heating time at this time is 0.05 to 1
Preferably, it is 0 hours. This heating time is 0.0
If the time is less than 5 hours, the mechanical and thermal properties of the polyimide film tend to decrease, and if the time exceeds 10 hours, the mechanical and thermal properties of the polyimide film tend to decrease.

【0052】本発明の感光性樹脂組成物は、半導体装置
や多層配線板等の電子部品に使用することができ、具体
的には、半導体装置の表面保護膜や層間絶縁膜、多層配
線板の層間絶縁膜等の形成に使用することができる。本
発明の電子部品は、前記組成物を用いて形成される表面
保護膜や層間絶縁膜を有すること以外は特に制限され
ず、様々な構造をとることができる。
The photosensitive resin composition of the present invention can be used for electronic parts such as semiconductor devices and multilayer wiring boards, and more specifically, for surface protection films and interlayer insulating films of semiconductor devices and multilayer wiring boards. It can be used for forming an interlayer insulating film and the like. The electronic component of the present invention is not particularly limited except that it has a surface protective film and an interlayer insulating film formed using the composition, and can have various structures.

【0053】本発明の電子部品の一例として、半導体装
置の製造工程の一例を以下に説明する。図1は多層配線
構造の半導体装置の製造工程図である。図において、回
路素子を有するSi基板等の半導体基板は、回路素子の
所定部分を除いてシリコン酸化膜等の保護膜2で被覆さ
れ、露出した回路素子上に第1導体層が形成されてい
る。前記半導体基板上にスピンコート法等で層間絶縁膜
としての樹脂等の膜4が形成される(工程(a))。
As an example of the electronic component of the present invention, an example of a semiconductor device manufacturing process will be described below. FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device having a multilayer wiring structure. In the figure, a semiconductor substrate such as a Si substrate having a circuit element is covered with a protective film 2 such as a silicon oxide film except for a predetermined portion of the circuit element, and a first conductor layer is formed on the exposed circuit element. . A film 4 of a resin or the like as an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate by a spin coating method or the like (step (a)).

【0054】次に塩化ゴム系またはフェノールノボラッ
ク系の感光性樹脂層5が前記層間絶縁膜4上にスピンコ
ート法で形成され、公知の写真食刻技術によって所定部
分の層間絶縁膜4が露出するように窓6Aが設けられて
いる(工程(b))。前記窓6Aの層間絶縁膜4は、酸
素、四フッ化炭素等のガスを用いるドライエッチング手
段によって選択的にエッチングされ、窓6Bがあけられ
ている。ついで窓6Bから露出した第1導体層3を腐食
することなく、感光樹脂層5のみを腐食するようなエッ
チング溶液を用いて感光樹脂層5が完全に除去される
(工程(c))。
Next, a photosensitive resin layer 5 of a chlorinated rubber type or a phenol novolak type is formed on the interlayer insulating film 4 by spin coating, and a predetermined portion of the interlayer insulating film 4 is exposed by a known photolithography technique. Window 6A is provided as described above (step (b)). The interlayer insulating film 4 in the window 6A is selectively etched by a dry etching means using a gas such as oxygen or carbon tetrafluoride, and a window 6B is opened. Next, the photosensitive resin layer 5 is completely removed by using an etching solution that corrodes only the photosensitive resin layer 5 without corroding the first conductor layer 3 exposed from the window 6B (step (c)).

【0055】さらに公知の写真食刻技術を用いて、第2
導体層7を形成させ、第1導体層3との電気的接続が完
全に行われる(工程(d))。3層以上の多層配線構造
を形成する場合は、上記の工程を繰り返して行い各層を
形成することができる。
Further, using a known photolithography technique,
The conductor layer 7 is formed, and the electrical connection with the first conductor layer 3 is made completely (step (d)). When a multilayer wiring structure of three or more layers is formed, the above steps are repeated to form each layer.

【0056】次に表面保護膜8が形成される。この図の
例では、この表面保護膜を前記感光性樹脂組成物をスピ
ンコート法にて塗布、乾燥し、所定部分に窓6Cを形成
するパターンを描いたマスク上から光を照射した後アル
カリ水溶液にて現像してパターンを形成し、加熱してレ
リーフパターンの樹脂膜とする。この樹脂膜は、導体層
を外部からの応力、α線などから保護するものであり、
得られる半導体装置は信頼性に優れる。なお、上記例に
おいて、層間絶縁膜を本発明の感光性樹脂組成物を用い
て形成することも可能である。
Next, a surface protection film 8 is formed. In the example of this figure, the surface protective film is coated with the photosensitive resin composition by a spin coating method, dried, irradiated with light from a mask on which a pattern for forming a window 6C is formed on a predetermined portion, and then exposed to an alkaline aqueous solution. To form a pattern and heat to form a resin film of a relief pattern. This resin film protects the conductor layer from external stress, α rays, etc.
The obtained semiconductor device has excellent reliability. In the above example, the interlayer insulating film can be formed using the photosensitive resin composition of the present invention.

【0057】[0057]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 (実施例1)攪拌機を備えた100mlのセパラブルフラ
スコに、4,4'-ジアミノ-2,2'-ジメチルビフェニル及び
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を加え、室温で攪
拌溶解し、この溶液にビシクロ[2.2.2]オクタ-2,5-ジエ
ン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物を添加し、30
時間攪拌し、粘稠なポリイミド前駆体の溶液を得た。こ
こで、ビシクロ[2.2.2]オクタ-2,5-ジエン-2,3,5,6-テ
トラカルボン酸二無水物は対応するテトラカルボン酸を
合成した後、無水酢酸を作用させ脱水閉環することによ
り合成した。テトラカルボン酸は文献(R. Meissner,
X. Garcias, S. Mecozzi, and J. Rebek, Jr., J. Am.
Chem. Soc., 119, 77 (1997). )に従い、アセチレンジ
カルボン酸ビス4-メトキシベンジルエステルとフランの
Diels-Alder付加体を部分的に接触還元後0価チタンで
還元して得られる1,3-シクロヘキサジエン-2,3-ジカル
ボン酸誘導体に対し、再度アセチレンジカルボン酸ビス
4-メトキシベンジルエステルとDiels-Alder反応を行
い、エステル部分を加水分解して合成した。
The present invention will be described below with reference to examples. (Example 1) 4,4'-Diamino-2,2'-dimethylbiphenyl and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were added to a 100 ml separable flask equipped with a stirrer, and dissolved by stirring at room temperature. To this solution was added bicyclo [2.2.2] octa-2,5-diene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride,
After stirring for an hour, a viscous polyimide precursor solution was obtained. Here, bicyclo [2.2.2] octa-2,5-diene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride synthesizes the corresponding tetracarboxylic acid and then reacts with acetic anhydride to effect dehydration ring closure. In this way, they were synthesized. Tetracarboxylic acids are described in the literature (R. Meissner,
X. Garcias, S. Mecozzi, and J. Rebek, Jr., J. Am.
Chem. Soc., 119, 77 (1997).)
The 1,3-cyclohexadiene-2,3-dicarboxylic acid derivative obtained by partially reducing the Diels-Alder adduct with catalytic zero-valent titanium and then reacting the acetylenedicarboxylic acid bis
Diels-Alder reaction was performed with 4-methoxybenzyl ester, and the ester moiety was hydrolyzed for synthesis.

【0058】次にこの溶液を、70℃で5時間加熱し、
粘度を100ポイズ(固形分25重量%)に調節し、ポ
リイミド前駆体の溶液とした後、フィルタ濾過し、それ
ぞれシリコンウエハ上に滴下スピンコートし、ポリアミ
ド酸のフィルムを形成した。なお、粘度はE型粘度計を
使用し、温度が25℃回転数が2.5rpmで測定した。アミ
ド結合の生成はIRスペクトルで3300cm-1付近のNH結
合の吸収、および1600cm-1付近のアミドCO結合の吸収
により確認した。また、ポリイミド前駆体の重量平均分
子量は70,000であった。 次いで、ホットプレー
トを用いて、90℃で150秒間加熱し塗膜を形成した
後、拡散炉中(条件;100℃×30分、200℃×3
0分、350℃×60分)で熱硬化させポリイミド膜を
形成させた。イミド結合の生成はIRスペクトルで1780
cm-1付近のイミドCOの吸収により確認し、芳香環の形
成はIRスペクトルで1400cm-1付近の芳香族CC結合の
吸収により確認した。
Next, this solution was heated at 70 ° C. for 5 hours,
The viscosity was adjusted to 100 poise (solid content: 25% by weight), and a solution of a polyimide precursor was formed. The solution was filtered, filtered and spin-coated on a silicon wafer to form a polyamic acid film. The viscosity was measured using an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 2.5 rpm. Generation of amide bond was confirmed by the absorption of the absorption of NH bond at around 3300 cm -1 in IR spectrum, and 1600 cm -1 vicinity amide CO bond. The weight average molecular weight of the polyimide precursor was 70,000. Next, using a hot plate, heating was performed at 90 ° C. for 150 seconds to form a coating film, and then in a diffusion furnace (conditions: 100 ° C. × 30 minutes, 200 ° C. × 3).
(0 minute, 350 ° C. × 60 minutes) to form a polyimide film. The formation of the imide bond was 1780 in the IR spectrum.
cm -1 was confirmed by absorption near imide CO, formation of an aromatic ring was confirmed by the absorption of the aromatic CC bond at around 1400 cm -1 in IR spectrum.

【0059】(比較例1) 4,4'-ジアミノ-2,2'-ジメ
チルビフェニル及びピロメリット酸二無水物を用い、上
記実施例と同様な方法によりポリイミド膜を形成させ
た。
Comparative Example 1 A polyimide film was formed in the same manner as in the above example using 4,4′-diamino-2,2′-dimethylbiphenyl and pyromellitic dianhydride.

【0060】(比較例2) 4,4'-ジアミノ-2,2'-ジメ
チルビフェニル及びオキシフタル酸二無水物を用い、上
記実施例と同様な方法によりポリイミド膜を形成させ
た。
Comparative Example 2 Using 4,4′-diamino-2,2′-dimethylbiphenyl and oxyphthalic dianhydride, a polyimide film was formed in the same manner as in the above example.

【0061】実施例1、比較例1及び2において調製し
たポリイミド前駆体それぞれについてi線透過率を測定
し、熱硬化後のポリイミド膜についてシリコンウェハに
かかる残留応力、およびガラス転移温度(Tg)を測定
した結果を表1に示した。i線透過率は、得られた各ポ
リイミド前駆体の樹脂溶液をスピンコートし、75℃で
100秒、さらに90℃で100秒乾燥して得られた塗
膜(20μm)を、分光光度計で測定した。残留応力は
5インチウエハ上にポリイミド膜を形成し、テンコール
社製応力測定装置(FLX−2320型)で測定した。
The i-ray transmittance of each of the polyimide precursors prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was measured, and the residual stress applied to the silicon wafer and the glass transition temperature (Tg) of the polyimide film after thermosetting were measured. Table 1 shows the measurement results. The i-line transmittance was determined by spin coating the obtained resin solution of each polyimide precursor, drying at 75 ° C. for 100 seconds, and further drying at 90 ° C. for 100 seconds. The coating film (20 μm) obtained was measured with a spectrophotometer. It was measured. The residual stress was measured by forming a polyimide film on a 5-inch wafer and using a Tencor Co., Ltd. stress measuring device (FLX-2320).

【0062】[0062]

【表1】 表1に示した結果によれば、実施例1のポリイミド前駆
体は高いi線透過率を有しながら、かつシリコンウェハ
上に塗膜後の残留応力が小さく、耐熱性にも優れている
ことは明らかである。
[Table 1] According to the results shown in Table 1, the polyimide precursor of Example 1 has high i-line transmittance, low residual stress after coating on a silicon wafer, and excellent heat resistance. Is clear.

【0063】(実施例2)実施例1で得られたポリイミ
ド前駆体の溶液10gに対して、2,6−ビス(4’−
アジドベンザル)−4−カルボキシシクロヘキサノン
0.027g、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベン
ゾフェノン 0.027gおよび1−フェニル−2−
(o−エトキシカルボニル)オキシイミノプロパン−1
−オン0.054gを加え、さらにポリイミド前駆体の
カルボキシル基と当量のジメチルアミノプロピルメタク
リレートを加え、撹拌混合して均一な感光性樹脂組成物
溶液を得た。得られた感光性樹脂組成物溶液をフィルタ
濾過し、それぞれシリコンウェハ上に滴下スピンコート
した。次いで、ホットプレートを用いて90℃で150
秒間加熱し、約20μmの塗膜を形成した後パターンマ
スクし、i線ステッパで露光した。これをさらに100
℃で60秒間加熱し、N−メチル−2−ピロリドン/水
(75/25(重量比))の混合溶液を用いてパドル現
像し、これを100℃で30分間、200℃で30分
間、350℃で60分間加熱して、ポリイミドのパター
ンを得たところ、10μmのホールが解像しパターンの
形状も良好であった。
Example 2 10 g of the polyimide precursor solution obtained in Example 1 was added to 2,6-bis (4′-
Azidobenzal) -4-carboxycyclohexanone
0.027 g, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone 0.027 g and 1-phenyl-2-
(O-ethoxycarbonyl) oxyiminopropane-1
0.054 g of -one was added, and dimethylaminopropyl methacrylate equivalent to the carboxyl group of the polyimide precursor was further added, followed by stirring and mixing to obtain a uniform photosensitive resin composition solution. The obtained photosensitive resin composition solution was filtered through a filter, and each solution was spin-coated on a silicon wafer by dropping. Then, at 90 ° C. for 150 hours using a hot plate.
After heating for about 2 seconds to form a coating film of about 20 μm, the pattern was masked and exposed with an i-line stepper. Add another 100
At 60 ° C. for 60 seconds, and paddle-developed using a mixed solution of N-methyl-2-pyrrolidone / water (75/25 (weight ratio)), and developed at 100 ° C. for 30 minutes, 200 ° C. for 30 minutes, 350 ° C. When heated at 60 ° C. for 60 minutes to obtain a polyimide pattern, holes of 10 μm were resolved and the pattern shape was good.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明のポリイミド前駆体は、良好なi
線透過性を示し、逆Diels−Alder反応による
ビシクロ骨格部分の芳香化およびイミド化により、優れ
た耐熱性及び低熱膨張性を示し、シリコンウェハ表面保
護膜として用いた場合の残留応力が低いものである。
The polyimide precursor of the present invention has a good i
It has excellent heat resistance and low thermal expansion due to aromatization and imidization of the bicyclo skeleton part by reverse Diels-Alder reaction, and has low residual stress when used as a silicon wafer surface protective film. is there.

【0065】本発明の製造法によれば、イミド化の前は
良好なi線透過性を示し、かつ、逆Diels−Ald
er反応によるビシクロ骨格部分の芳香化およびイミド
化により、イミド化後は、優れた耐熱性及び低熱膨張性
を示し、シリコンウェハ表面保護膜として用いた場合の
残留応力が低いポリイミドが得られる。
According to the production method of the present invention, a good i-line permeability is exhibited before imidization, and reverse Diels-Ald
By the aromatization and imidation of the bicyclo skeleton part by the er reaction, a polyimide having excellent heat resistance and low thermal expansion after imidization and having low residual stress when used as a silicon wafer surface protective film is obtained.

【0066】本発明の感光性樹脂組成物は、高i線透過
性、高速現像性、高解像性及び高寸法精度を有し、かつ
逆Diels−Alder反応によるビシクロ骨格部分
の芳香化およびイミド化により、イミド化後は、優れた
耐熱性及び低熱膨張性を示し、シリコンウェハ表面保護
膜として用いた場合の残留応力が低いものである。
The photosensitive resin composition of the present invention has high i-line transmittance, high-speed developability, high resolution and high dimensional accuracy, and is capable of aromatizing a bicyclo skeleton by reverse Diels-Alder reaction and imidizing imide. By imidation, after imidization, it exhibits excellent heat resistance and low thermal expansion, and has low residual stress when used as a silicon wafer surface protective film.

【0067】本発明のパターンの製造法によれば、高i
線透過性、高速現像性、高解像性及び高寸法精度であ
り、かつ逆Diels−Alder反応によるビシクロ
骨格部分の芳香化およびイミド化により、イミド化後
は、優れた耐熱性及び低熱膨張性を示し、シリコンウェ
ハ表面保護膜として用いた場合の残留応力が低いパター
ンが得られる。本発明の電子部品は、優れた耐熱性及び
低熱膨張性を示す表面保護膜又は層間絶縁膜を有し、信
頼性に優れる。
According to the pattern manufacturing method of the present invention, the high i
Excellent heat resistance and low thermal expansion after imidization by aromatization and imidization of bicyclo skeleton by reverse Diels-Alder reaction due to linear transparency, high-speed developability, high resolution and high dimensional accuracy. And a pattern with low residual stress when used as a silicon wafer surface protective film is obtained. The electronic component of the present invention has a surface protective film or an interlayer insulating film exhibiting excellent heat resistance and low thermal expansion, and is excellent in reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 多層配線構造の半導体装置の製造工程図であ
る。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device having a multilayer wiring structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、 2…保護膜、 3…第1導体層、
4…層間絶縁膜層、5…感光樹脂層、 6A、6B、6
C…窓、 7…第2導体層、 8…表面保護膜層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Semiconductor substrate, 2: Protective film, 3: 1st conductor layer,
4 ... interlayer insulating film layer, 5 ... photosensitive resin layer, 6A, 6B, 6
C: window, 7: second conductor layer, 8: surface protective film layer.

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/30 569E Fターム(参考) 2H025 AA00 AA02 AA04 AA10 AA13 AA20 AB16 AC01 AC08 AD01 AD03 BC13 BC31 CB25 FA29 4J011 QB17 QB18 SA02 SA16 SA20 SA22 SA25 SA34 SA42 SA61 SA63 SA64 SA78 SA80 SA83 SA86 UA01 UA02 VA01 WA01 4J043 PA02 PA04 PA15 PA19 QB31 RA06 RA34 SA06 SA54 SA71 SB01 SB02 TA22 TB01 TB02 UA121 UA122 UA131 UA132 UA261 UA262 UA362 UA422 UB011 UB062 UB121 UB151 UB152 UB281 UB301 UB302 VA011 VA021 VA101 XA14 XA16 XA18 XA19 YA06 YB47 ZB22 5F046 CA08 JA04 JA22 LA01 LA12 LA18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/30 569E F-term (Reference) 2H025 AA00 AA02 AA04 AA10 AA13 AA20 AB16 AC01 AC08 AD01 AD03 BC13 BC31 CB25 FA29 4J011 QB17 QB18 SA02 SA16 SA20 SA22 SA25 SA34 SA42 SA61 SA63 SA64 SA78 SA80 SA83 SA86 UA01 UA02 VA01 WA01 4J043 PA02 PA04 PA15 PA19 QB31 RA06 RA34 SA06 SA54 SA71 SB01 SB02 TA22 TB01 TB02 UA121 UA122 UA131 UA1 UA2 UA1 UA2 UA1 UB301 UB302 VA011 VA021 VA101 XA14 XA16 XA18 XA19 YA06 YB47 ZB22 5F046 CA08 JA04 JA22 LA01 LA12 LA18

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式(1) 【化1】 (式中、R及びR’は各々独立に水素原子又は一価の有
機基を示し、Xは 【化2】 を示し、Yは2価以上の有機基を示し、R、R、R
及びRは各々独立に水素原子又は1価の有機基を示
す)で表される繰り返し単位を有するポリイミド前駆
体。
1. A compound of the general formula (1) (Wherein, R and R ′ each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and X represents Y represents a divalent or higher valent organic group, and R 1 , R 2 , R
3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group).
【請求項2】一般式(1)において、R、R、R
及びRが水素原子である請求項1記載のポリイミド前
駆体。
2. In the general formula (1), R 1 , R 2 , R 3
The polyimide precursor according to claim 1, wherein R 4 and R 4 are hydrogen atoms.
【請求項3】請求項1又は2記載のポリイミド前駆体を
加熱し、次式(2) 【化3】 で示される骨格構造の変化による芳香環の形成と、イミ
ド閉環を行うことを特徴とするポリイミドの製造法。
3. The polyimide precursor according to claim 1 or 2, which is heated to obtain the following formula (2). A method for producing a polyimide, comprising forming an aromatic ring by changing the skeletal structure shown in (1) and closing the imide.
【請求項4】請求項1又は2記載のポリイミド前駆体を
含有してなる感光性樹脂組成物。
4. A photosensitive resin composition comprising the polyimide precursor according to claim 1.
【請求項5】さらに光重合開始剤又は光により酸を発生
する化合物を含有する請求項4記載の感光性樹脂組成
物。
5. The photosensitive resin composition according to claim 4, further comprising a photopolymerization initiator or a compound capable of generating an acid by light.
【請求項6】請求項4又は5に記載の感光性樹脂組成物
を支持基板上に塗布し乾燥する工程、露光する工程、現
像する工程及び加熱処理する工程を含むパターンの製造
法。
6. A method for producing a pattern, comprising a step of applying and drying the photosensitive resin composition according to claim 4 on a support substrate, a step of exposing, a step of developing, and a step of heat treatment.
【請求項7】露光する工程が、露光光源としてi線を用
いて行うものである請求項6記載のパターンの製造法。
7. The method according to claim 6, wherein the step of exposing is performed using i-line as an exposure light source.
【請求項8】支持基板が、直径12インチ以上のシリコ
ンウエハである請求項6又は7記載のパターンの製造
法。
8. The method according to claim 6, wherein the supporting substrate is a silicon wafer having a diameter of 12 inches or more.
【請求項9】請求項6、7又は8記載の製造法により得
られるパターンの層を有してなる電子部品。
9. An electronic component having a layer of a pattern obtained by the method according to claim 6, 7, or 8.
【請求項10】パターンの層が、表面保護膜又は層間絶
縁膜である請求項9記載の電子部品。
10. The electronic component according to claim 9, wherein the pattern layer is a surface protective film or an interlayer insulating film.
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