JP2002082436A - Photosensitive polyimide precursor composition, method for producing pattern using the same, and electronic parts - Google Patents

Photosensitive polyimide precursor composition, method for producing pattern using the same, and electronic parts

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JP2002082436A
JP2002082436A JP2000300349A JP2000300349A JP2002082436A JP 2002082436 A JP2002082436 A JP 2002082436A JP 2000300349 A JP2000300349 A JP 2000300349A JP 2000300349 A JP2000300349 A JP 2000300349A JP 2002082436 A JP2002082436 A JP 2002082436A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive polyimide precursor resin composition having high sensitivity and high resolution, a method for producing pattern using the composition, and electronic parts. SOLUTION: The photosensitive polyimide precursor composition contains (A) a polyimide precursor having repeating units of formula (I) (where R1 is a tetravalent organic group; R2 is a di-, tri- of tetravalent organic group; each R3 is a monovalent organic group of formula (II-1) or (II-2) (where X is an integer of 3-20; Y and R are each H or CH3; and Z is an integer of 2-10) or H, at least one R3 is such a monovalent organic group; A is a monovalent group exhibiting acidity; and (n) is 0, 1 or 2) and (B) a photopolymerization initiator.

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、半導体素子の表面
コート膜等の保護膜や薄膜多層配線板の層間絶縁膜等に
好適な感光性ポリイミド前駆体組成物及びこの組成物を
用いたパターンの製造法並びに電子部品に関し、特に、
加熱処理によりポリイミド系耐熱性高分子となるネガ型
の感光性ポリイミド前駆体組成物及びパターンの製造法
並びに電子部品に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photosensitive polyimide precursor composition suitable for a protective film such as a surface coat film of a semiconductor element and an interlayer insulating film of a thin-film multilayer wiring board and a pattern using the same. With regard to manufacturing methods and electronic components,
The present invention relates to a method for producing a negative photosensitive polyimide precursor composition which becomes a polyimide heat-resistant polymer by heat treatment, a method for producing a pattern, and an electronic component.

【0002】[0002]

【従来の技術】感光性樹脂組成物は、UVインキ、印刷
用刷版、また近年はレーザーを用いたホログラムなど幅
広い産業分野で用いられているが、半導体の分野でも微
細加工用のポジ型レジストだけでなく、バッファーコー
ト膜やパッシベーション膜などの保護膜として感光性の
耐熱性高分子が用いられている。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。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。
2. Description of the Related Art Photosensitive resin compositions are used in a wide range of industrial fields such as UV inks, printing plates, and holograms using lasers in recent years. In addition, a photosensitive heat-resistant polymer is used as a protective film such as a buffer coat film or a passivation film. As these materials,
For example, heat-resistant photosensitive materials using photosensitive polyimide, cyclized polybutadiene, or the like as a base polymer have been proposed. In particular, photosensitive polyimides have excellent heat resistance and easy removal of impurities. Has received special attention. As such a photosensitive polyimide, a system comprising a polyimide precursor and a dichromate (Japanese Patent Publication No.
-17374) was first proposed, but this material has advantages such as practical light sensitivity and high film-forming ability, but lacks storage stability, and chromium ions remain in the polyimide. There was a drawback of doing so, and it was not practical.

【0003】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。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。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。
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. However, these photosensitive polyimide precursors use a basic skeleton for an aromatic monomer having excellent heat resistance and mechanical properties.Because of the absorption of the polyimide precursor itself, the light transmittance in the ultraviolet region is low and the exposure is low. However, the photochemical reaction in the portion cannot be performed sufficiently effectively, resulting in a problem that the sensitivity is low and the shape of the pattern is deteriorated. In recent years, with the increasing integration of semiconductors, processing rules have become increasingly smaller, and higher resolutions have been required.

【0004】近年、感光性ポリイミド前駆体の加工に
は、半導体の製造ラインに用いられているステッパと呼
ばれる縮小投影露光機が用いられている。これまでステ
ッパとしては、超高圧水銀灯のg−lineと呼ばれる
可視光(波長:435nmの単色光)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、i線ステッパ(波長:365nmの単
色光)に移行しつつある。
In recent years, a reduction projection exposure machine called a stepper used in a semiconductor production line has been used for processing a photosensitive polyimide precursor. Until now, g-line steppers using visible light (monochromatic light with a wavelength of 435 nm) called g-line of an ultra-high pressure mercury lamp have been the mainstream stepper. However, in order to respond to the demand for finer processing rules, It is shifting to an i-line stepper (monochromatic light having a wavelength of 365 nm).

【0005】しかしながら、これらの感光性ポリイミド
前駆体のi線(波長:365nm)での透過率は非常に
低いため、露光部における光化学反応を充分に行うこと
ができず、低感度であったり、パターンの形状が悪化す
るという問題が見られた。
However, since the transmittance of these photosensitive polyimide precursors at the i-line (wavelength: 365 nm) is extremely low, the photochemical reaction in the exposed portion cannot be sufficiently performed, resulting in low sensitivity or low sensitivity. There was a problem that the shape of the pattern deteriorated.

【0006】感光性ポリイミド前駆体は、一般にそれ自
体光反応部位を有している。光反応部位には、エチレン
性不飽和二重結合を含有する化合物として、カルボキシ
ル基および/またはアミド基と水素結合を形成可能な基
を有する化合物を用いるもの(特開平9−115900
号公報)等がある。
[0006] The photosensitive polyimide precursor generally has a photoreactive site itself. For the photoreaction site, a compound having a group capable of forming a hydrogen bond with a carboxyl group and / or an amide group as a compound containing an ethylenically unsaturated double bond (JP-A-9-115900)
Publication).

【0007】これは通常、プリベーク後の膜を放置する
とポリマー鎖同士が接近して現像性が低下するのを、添
加物との間に水素結合を形成しポリマー鎖間に挿入する
ことによって現像速度の遅れを抑える。しかし、添加す
る化合物にエチレン性不飽和二重結合がないと、ポリマ
ー鎖間が離れるために光反応性も低下する。
[0007] This is usually because the polymer chains approach each other when the film after pre-baking is allowed to stand to lower the developing property. However, the development speed is reduced by forming hydrogen bonds with additives and inserting them between the polymer chains. To reduce delays. However, if the compound to be added does not have an ethylenically unsaturated double bond, the photoreactivity will be reduced due to separation between polymer chains.

【0008】また、光反応部位としてエチレン性不飽和
二重結合を有する基を共有結合で導入するもの(特開平
11−24257号公報、同11−38617号公報
等)もある。これらの感光性樹脂組成物には、光感度向
上のためにエチレン性不飽和基を有する化合物を別途添
加することが多い。エチレン性不飽和基を有する化合物
を添加することによって、塗膜中での反応点の動きやす
さを助け、また橋架け密度をあげることができる。しか
しながら、今までの感光性樹脂組成物では、これらのエ
チレン性不飽和基を有する化合物は、相溶性、硬化膜物
性の面からあまり多く配合することはできなかった。
[0008] Further, there is also a method in which a group having an ethylenically unsaturated double bond is introduced as a photoreactive site through a covalent bond (JP-A Nos. 11-24257 and 11-38617). In many cases, a compound having an ethylenically unsaturated group is separately added to these photosensitive resin compositions to improve photosensitivity. By adding a compound having an ethylenically unsaturated group, the mobility of a reaction point in a coating film is facilitated, and the bridge density can be increased. However, in the conventional photosensitive resin compositions, these compounds having an ethylenically unsaturated group cannot be added in a large amount in view of compatibility and physical properties of a cured film.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高感度及び
高解像度を示す感光性ポリイミド前駆体樹脂組成物を提
供するものである。また本発明は、特にi線に高感度で
あり、高解像度で、またその一部はアルカリ水溶液で良
好な現像が実現でき、優れた耐熱性、耐薬品性を示すパ
ターンが製造可能なパターンの製造方法を提供するもの
である。また本発明は、前記のパターンを有することに
より信頼性に優れた電子部品を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a photosensitive polyimide precursor resin composition exhibiting high sensitivity and high resolution. In addition, the present invention has a high sensitivity particularly to i-line, high resolution, and a part of which can realize good development with an alkaline aqueous solution, and is capable of producing a pattern exhibiting excellent heat resistance and chemical resistance. It is intended to provide a manufacturing method. The present invention also provides an electronic component having excellent reliability by having the above-mentioned pattern.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】(1)本発明は、(A)
一般式(I)
(1) The present invention relates to (A)
General formula (I)

【化3】 (式中、R1は4価の有機基、R2は2価、3価または4
価の有機基、個々のR3は独立に一般式(II―1)又
は(II―2)
Embedded image (Wherein, R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a divalent, trivalent, or
A valent organic group, each R 3 is independently represented by the general formula (II-1) or (II-2)

【化4】 (式中、Xは3〜20の整数、Y及びRは独立にHまた
はCH3、Zは2〜10の整数を表す)で示される1価
の有機基またはOHであり少なくとも1つのR3は1価
の有機基であり、Aは酸性を示す1価の基、nは0、1
または2である)で示される繰り返し単位を有するポリ
イミド前駆体、及び(B)光重合開始剤を含有してなる
感光性ポリイミド前駆体組成物に関する。
Embedded image Wherein X is an integer of 3 to 20, Y and R each independently represent H or CH 3 , and Z represents an integer of 2 to 10. A monovalent organic group or OH represented by at least one R 3 Is a monovalent organic group, A is an acidic monovalent group, n is 0, 1
Or 2), and a photosensitive polyimide precursor composition comprising (B) a photopolymerization initiator.

【0011】(2)また本発明は、さらに(C)成分と
して、少なくとも1個のエチレン性不飽和基を有する化
合物を含有する前記(1)の感光性ポリイミド前駆体組
成物に関する。 (3)また本発明は、(A)成分が、重量平均分子量が
1万〜20万であり、かつ、その量100重量部に対し
て、(B)成分1〜20重量部、(C)成分5〜50重
量部を含む前記(2)記載の感光性ポリイミド前駆体組
成物に関する。
(2) The present invention also relates to the photosensitive polyimide precursor composition according to (1), which further contains, as a component (C), a compound having at least one ethylenically unsaturated group. (3) In the present invention, the component (A) has a weight average molecular weight of 10,000 to 200,000, and the component (B) has a weight average molecular weight of 100 to 200 parts by weight, and the component (B) has a weight average molecular weight of 1 to 20 parts by weight. The present invention relates to the photosensitive polyimide precursor composition according to the above (2), which contains 5 to 50 parts by weight of the component.

【0012】(4)また本発明は、前記(1)、(2)
または(3)記載の感光性ポリイミド前駆体組成物を用
いて被膜を形成する工程、該被膜に所定のパターンのマ
スクを介して光を照射する工程、及び該光照射後の被膜
を有機溶媒または塩基性水溶液を用いて現像する工程を
含むパターンの製造法に関する。 (5)また本発明は、現像する工程が、塩基性水溶液を
用いて現像するものである前記(4)記載のパターンの
製造法に関する。
(4) Further, the present invention provides the above (1), (2)
Or a step of forming a film using the photosensitive polyimide precursor composition according to (3), a step of irradiating the film with light through a mask having a predetermined pattern, and a step of applying the light-irradiated film to an organic solvent or The present invention relates to a method for producing a pattern including a step of developing using a basic aqueous solution. (5) The present invention also relates to the method for producing a pattern according to (4), wherein the step of developing is performed using a basic aqueous solution.

【0013】(6)また本発明は、光を照射する工程
が、光として波長365nmの単色光であるi線を照射
するものである前記(4)または(5)記載のパターン
の製造法に関する。 (7)また本発明は、前記(4)、(5)または(6)
記載の製造法により得られるパターンの膜を有してなる
電子部品に関する。
(6) The present invention also relates to the method for producing a pattern according to the above (4) or (5), wherein the step of irradiating the light is a step of irradiating i-ray which is monochromatic light having a wavelength of 365 nm as light. . (7) Further, the present invention provides the above (4), (5) or (6)
The present invention relates to an electronic component having a film having a pattern obtained by the manufacturing method described above.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明に用いられる(A)ポリイ
ミド前駆体は、一般にテトラカルボン酸残基とジアミン
残基からなる繰り返し単位を有するポリアミド酸の誘導
体であり、感光性基は、テトラカルボン酸残基に結合し
ている。一般式(I)で示される繰り返し単位におい
て、R1で示される4価の有機基は、ジアミンと反応し
てポリイミド樹脂を形成し得るテトラカルボン酸残基で
あることが好ましく、硬化して得られるポリイミド膜の
機械特性、耐熱性及び接着性の観点から、炭素数4以上
の4価の有機基であることが好ましい。炭素数4以上の
4価の有機基の中では、芳香環(ベンゼン環、ナフタレ
ン環等)を含む総炭素数6〜30の有機基であることが
より好ましい。また、テトラカルボン酸の4つのカルボ
キシル基の結合部位は、芳香環のオルト位又はペリ位に
存在する2つの結合部位を1組として、その2組からな
ることが好ましい。なお、ポリイミド前駆体分子中、複
数存在する前記繰り返し単位において、すべてのR
1は、同じであってもよく異なっていてもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The polyimide precursor (A) used in the present invention is generally a polyamic acid derivative having a repeating unit consisting of a tetracarboxylic acid residue and a diamine residue. It is bound to an acid residue. In the repeating unit represented by the general formula (I), the tetravalent organic group represented by R 1 is preferably a tetracarboxylic acid residue capable of forming a polyimide resin by reacting with a diamine. From the viewpoints of mechanical properties, heat resistance and adhesiveness of the polyimide film to be obtained, it is preferably a tetravalent organic group having 4 or more carbon atoms. Among the tetravalent organic groups having 4 or more carbon atoms, organic groups having a total carbon number of 6 to 30 including an aromatic ring (benzene ring, naphthalene ring, etc.) are more preferable. Further, it is preferable that the binding sites of the four carboxyl groups of the tetracarboxylic acid are two pairs of two binding sites existing at the ortho position or the peri position of the aromatic ring. In the polyimide precursor molecule, all of the R
1 may be the same or different.

【0015】一般式(I)において、nが1または2で
あるものは、塩基性水溶液に対する溶解性に優れる点で
好ましい。Aで示される酸性を示す基としては、スルホ
ン酸基(−SO3H)、スルフィン酸基(−SO2H)、
カルボキシル基(−COOH)及びフェノール性水酸基
のいずれかとすることが良好な可溶性を示すので好まし
く、カルボキシル基及びフェノール性水酸基が、ポリイ
ミド前駆体の合成が容易なのでより好ましく、特にカル
ボキシル基が好ましい。なお、1分子のポリアミド酸エ
ステル中、複数存在する前記繰り返し単位において、全
てのAは、同じであってもよく異なっていてもよい。
In the general formula (I), those wherein n is 1 or 2 are preferable in that they have excellent solubility in a basic aqueous solution. Examples of the acidic group represented by A include a sulfonic acid group (—SO 3 H), a sulfinic acid group (—SO 2 H),
It is preferable to use any of a carboxyl group (—COOH) and a phenolic hydroxyl group because of good solubility, and the carboxyl group and the phenolic hydroxyl group are more preferable because the synthesis of the polyimide precursor is easy, and a carboxyl group is particularly preferable. In a plurality of the repeating units in one molecule of the polyamic acid ester, all A may be the same or different.

【0016】また、nが0である場合において、塩基性
水溶液に対する溶解性を付与するためには、前記一般式
(I)の繰り返し単位中又はそれ以外の繰り返し単位中
に水素原子を有すること(即ち、側鎖としてカルボキシ
ル基であること)、すなわちポリアミド酸の部分エステ
ルであることが好ましい。
Further, when n is 0, in order to impart solubility to a basic aqueous solution, a hydrogen atom must be contained in the repeating unit of the above general formula (I) or other repeating units ( That is, it is preferably a carboxyl group as a side chain), that is, a partial ester of polyamic acid.

【0017】一般式(I)において、基R2は、通常、
テトラカルボン酸又はその誘導体と反応してポリイミド
前駆体を形成できるジアミン残基であり、硬化して得ら
れるポリイミド膜の機械特性、耐熱性及び接着性の観点
から、芳香環を含む有機基であることが好ましく、硬化
して得られるポリイミド膜の機械特性、耐熱性及び接着
性の観点から、芳香環を含む総炭素数6〜30の有機基
であることがより好ましい。なお、ポリイミド前駆体分
子中、複数存在する前記繰り返し単位において、全ての
2は、同じであってもよく異なっていてもよい。
In the general formula (I), the group R 2 is usually
It is a diamine residue capable of forming a polyimide precursor by reacting with tetracarboxylic acid or a derivative thereof, and is an organic group containing an aromatic ring from the viewpoint of mechanical properties, heat resistance, and adhesiveness of a polyimide film obtained by curing. From the viewpoints of mechanical properties, heat resistance and adhesiveness of the polyimide film obtained by curing, it is more preferable that the polyimide film is an organic group containing an aromatic ring and having 6 to 30 carbon atoms in total. In the polyimide precursor molecule, in the plurality of repeating units, all R 2 may be the same or different.

【0018】前記一般式(I)において、R3で示され
るエチレン性不飽和結合を有する基としては、下記一般
式(II―1)又は(II―2)
In the general formula (I), the group having an ethylenically unsaturated bond represented by R 3 may be a group represented by the following general formula (II-1) or (II-2)

【化5】 (式中、Xは3〜20の整数、Y及びRは独立にHまた
はCH3、Zは2〜10の整数を示す)で表される有機
基であることより高感度の感光性を付与できる。これら
の中で、高い感度を実現するのみならず、合成も容易で
あるため、一般式(II―1)の場合はXが3〜8のも
のが好ましく、3〜6のものがより好ましく、Xが4又
は6のものが特に高感度なものが得られるので好まし
く、一方,一般式(II―2)の場合はRがHのものが
好ましく、Zが2〜8のものが好ましく、2〜6のもの
がより好ましい。前記ポリアミド酸エステルは、前記一
般式(I)で示される繰り返し単位以外の繰り返し単位
を含んでいてもよい。
Embedded image (Wherein X is an integer of 3 to 20, Y and R are each independently H or CH 3 , and Z is an integer of 2 to 10). it can. Among these, not only high sensitivity is realized but also synthesis is easy. Therefore, in the case of the general formula (II-1), X is preferably 3 to 8, more preferably 3 to 6, Those having X of 4 or 6 are preferred because particularly high sensitivity can be obtained. On the other hand, in the case of the general formula (II-2), R is preferably H, Z is preferably 2 to 8, and 2 is preferred. To 6 are more preferable. The polyamic acid ester may include a repeating unit other than the repeating unit represented by the general formula (I).

【0019】本発明のポリイミド前駆体において、一般
式(I)で示される繰り返し単位の割合としては、nが
1または2である場合は全繰り返し単位中のモル百分率
で、10〜100モル%であることが、塩基性水溶液で
の現像性及び良好なパターン形状のバランスに優れるの
で好ましく、80〜100モル%であることがより好ま
しい。この調整は、材料として使用するテトラカルボン
酸二無水物、ジアミン、エチレン性不飽和結合含有化合
物の種類と量により調整することが可能である。また、
nが0である場合は、一般式(I)で示される繰り返し
単位の割合としては、10〜100モル%であること
が、パターン形状に優れるので好ましく、30〜100
モル%であることがより好ましく、塩基性水溶液での現
像性を与えるためには、それ以外の単位、例えば、ポリ
アミド酸の繰り返し単位が、15〜50モル%であるこ
とが好ましい。
In the polyimide precursor of the present invention, when n is 1 or 2, the proportion of the repeating unit represented by the general formula (I) is from 10 to 100 mol% in terms of mol percentage in all the repeating units. It is preferable that the content is excellent because the balance between the developability in a basic aqueous solution and the good pattern shape is excellent, and the content is more preferably 80 to 100 mol%. This adjustment can be made according to the types and amounts of the tetracarboxylic dianhydride, diamine, and ethylenically unsaturated bond-containing compound used as the material. Also,
When n is 0, the ratio of the repeating unit represented by the general formula (I) is preferably from 10 to 100 mol%, since the pattern shape is excellent, and from 30 to 100 mol%.
More preferably, it is 15 mol%, and in order to provide developability in a basic aqueous solution, another unit, for example, the repeating unit of polyamic acid is preferably 15 mol% to 50 mol%.

【0020】前記ポリアミド酸エステルは、テトラカル
ボン酸二無水物と一般式(II)で示される基を有する
ヒドロキシ基含有化合物を混合して反応させ、テトラカ
ルボン酸のハーフエステルを製造した後、塩化チオニル
により酸クロリド化し、ついで、ジアミンと反応させる
方法や、前記テトラカルボン酸ハーフエステルをカルボ
ジイミド類を縮合剤としてジアミンと反応させる酸クロ
ライド法、カルボジイミド縮合剤を用いる方法、イソイ
ミド法等により合成することができる。
The polyamic acid ester is reacted with a mixture of a tetracarboxylic dianhydride and a hydroxy group-containing compound having a group represented by the general formula (II) to produce a half ester of tetracarboxylic acid. Synthesis by acid chloride with thionyl, followed by reaction with diamine, acid chloride method of reacting the tetracarboxylic acid half ester with diamine using carbodiimides as condensing agent, method using carbodiimide condensing agent, isoimide method, etc. Can be.

【0021】前記テトラカルボン酸二無水物としては、
例えば、オキシジフタル酸、ピロメリット酸、3,
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、
3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、
1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸、2,
3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,
5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,5,6
−ピリジンテトラカルボン酸、3,4,9,10−ペリ
レンテトラカルボン酸、スルホニルジフタル酸、m−タ
ーフェニル−3,3′,4,4′−テトラカルボン酸、
p−ターフェニル−3,3′,4,4′−テトラカルボ
ン酸、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,
2−ビス(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(2,3−又は3,4−ジ
カルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス{4′−
(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェ
ニル}プロパン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフル
オロ−2,2−ビス{4′−(2,3−又は3,4−ジ
カルボキシフェノキシ)フェニル}プロパン、下記一般
式(III)
The tetracarboxylic dianhydride includes:
For example, oxydiphthalic acid, pyromellitic acid, 3,
3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid,
3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid,
1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid, 2,
3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,4
5,8-naphthalenetetracarboxylic acid, 2,3,5,6
-Pyridinetetracarboxylic acid, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid, sulfonyldiphthalic acid, m-terphenyl-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic acid,
p-terphenyl-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic acid, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,
2-bis (2,3- or 3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis (2,3- or 3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis {4'-
(2,3- or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl} propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis {4 ′-(2,3- or 3, 4-dicarboxyphenoxy) phenyl} propane represented by the following general formula (III)

【化6】 (式中、R8及びR9は、各々独立に一価の炭化水素基
(好ましくは炭素数1〜10のアルキル基又はフェニル
基)を示し、sは1以上(好ましくは1〜20)の整数で
ある)で表されるテトラカルボン酸等の芳香族テトラカ
ルボン酸の二無水物が挙げられ、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。
Embedded image (Wherein, R 8 and R 9 each independently represent a monovalent hydrocarbon group (preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group), and s is 1 or more (preferably 1 to 20) Dianhydride of an aromatic tetracarboxylic acid such as a tetracarboxylic acid represented by the following formula:
Used in combination of more than one type.

【0022】また、一般式(I)で示される繰り返し単
位におけるジアミン残基のうちnが1または2のもの
(R1−(A)n)を与えるジアミンとしては、3,5
−ジアミノ安息香酸、4,4′−ジヒドロキシ−3,
3′−ジアミノビフェニル、3,4−ジアミノ安息香
酸、3,3′−ジヒドロキシ−4,4′−ジアミノビフ
ェニル、2,3−ジアミノ−4−ヒドロキシピリジン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−アミノフェニル)
ヘキサフルオロプロパン、2,4−ジアミノフェノー
ル、2,4−ジアミノ安息香酸、3−カルボキシ−4,
4′−ジアミノジフェニルエ−テル、3,3′−ジカル
ボキシ−4,4′−ジアミノジフェニルエ−テル、3−
カルボキシ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、
3,3′−ジカルボキシ−4,4′−ジアミノジフェニ
ルメタン、3,3′−ジカルボキシ−4,4′−ジアミ
ノビフェニル、3,3′,5,5′−テトラカルボキシ
−4,4′−ジアミノビフェニル、3−カルボキシ−
4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、3,3′−ジ
カルボキシ−4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビ
ス(3−カルボキシ−4−アミノフェニル)プロパン等
が挙げられる。
Further, among the diamine residues in the repeating unit represented by the general formula (I), those in which n is 1 or 2 (R 1- (A) n) include 3,5
-Diaminobenzoic acid, 4,4'-dihydroxy-3,
3'-diaminobiphenyl, 3,4-diaminobenzoic acid, 3,3'-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,3-diamino-4-hydroxypyridine,
2,2-bis (4-hydroxy-3-aminophenyl)
Hexafluoropropane, 2,4-diaminophenol, 2,4-diaminobenzoic acid, 3-carboxy-4,
4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminodiphenyl ether, 3-
Carboxy-4,4'-diaminodiphenylmethane,
3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3 ', 5,5'-tetracarboxy-4,4'- Diaminobiphenyl, 3-carboxy-
4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminodiphenyl sulfone,
1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (3-carboxy-4-aminophenyl) propane and the like.

【0023】一般式(I)で示される繰り返し単位にお
いて、nが0のジアミン残基を与えるジアミンとして
は、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。
In the repeating unit represented by the general formula (I), the diamine which gives a diamine residue in which n is 0 is 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'-) diaminodiphenyl sulfone, 4,4'- (or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'-, 2,2'-)
Diaminodiphenyl sulfide, paraphenylenediamine, metaphenylenediamine, p-xylylenediamine, m-xylylenediamine, o-tolidine, o-tolidinesulfone, 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)
And propane. These are used alone or in combination of two or more.

【0024】その他、ジアミン残基としては接着性向上
のために、下記一般式(IV)
In addition, as a diamine residue, the following general formula (IV) is used in order to improve adhesiveness.

【化7】 (式中、R11及びR12は二価の炭化水素基を示し、それ
ぞれ同一でも異なっていてもよく、R13及びR14は一価
の炭化水素基を示し、それぞれ同一でも異なっていても
よく、tは1以上の整数である)で表されるジアミノポ
リシロキサン等のジアミンを使用することもできる。R
11及びR12としては、メチレン基、エチレン基、プロピ
レン基等の炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン基
等のアリーレン基、それらの結合基などが挙げられ、R
13及びR14としては、メチル基、エチル基等の炭素数1
〜10のアルキル基、フェニル基等のアリール基などが挙
げられる。tは1〜20が好ましい、これらを用いる場
合、全アミン成分に対して、1〜30モル%用いること
が好ましい。
Embedded image (Wherein, R 11 and R 12 each represent a divalent hydrocarbon group, which may be the same or different, and R 13 and R 14 each represent a monovalent hydrocarbon group, each of which may be the same or different. Often, t is an integer of 1 or more.) It is also possible to use a diamine such as diaminopolysiloxane. R
Examples of 11 and R 12 include an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group and a propylene group, an arylene group such as a phenylene group, and a bonding group thereof.
13 and R 14 each have 1 carbon atom such as a methyl group or an ethyl group.
And an aryl group such as a phenyl group. t is preferably 1 to 20. When these are used, it is preferably used in an amount of 1 to 30 mol% based on all amine components.

【0025】また、ジアミンとして、耐熱性向上のため
に、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル−3−スル
ホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル−
4−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルエ
ーテル−3′−スルホンアミド、3,3′−ジアミノジ
フェニルエーテル−4−スルホンアミド、4,4′−ジ
アミノジフェニルエーテル−3−カルボキサミド、3,
4′−ジアミノジフェニルエーテル−4−カルボキサミ
ド、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル−3′−カ
ルボキサミド、3,3′−ジアミノジフェニルエーテル
−4−カルボキサミド等のスルホンアミド基又はカルボ
キサミド基を有するジアミン化合物を使用することもで
きる。これらを用いる場合、全アミン成分に対して、1
〜30モル%用いることが好ましい。これらのジアミン
は単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
As the diamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether-3-sulfonamide, 3,4'-diaminodiphenyl ether-
4-sulfonamide, 3,4'-diaminodiphenylether-3'-sulfonamide, 3,3'-diaminodiphenylether-4-sulfonamide, 4,4'-diaminodiphenylether-3-carboxamide, 3,
Use of a diamine compound having a sulfonamide group or a carboxamide group such as 4'-diaminodiphenyl ether-4-carboxamide, 3,4'-diaminodiphenyl ether-3'-carboxamide, and 3,3'-diaminodiphenyl ether-4-carboxamide. Can also. When these are used, 1 to all amine components
Preferably, it is used in an amount of up to 30 mol%. These diamines are used alone or in combination of two or more.

【0026】本発明において、ポリイミド前駆体(A)
の分子量は、重量平均分子量で1万〜20万が好まし
く、2万〜8万がより好ましい。分子量が1万未満であ
ると、機械強度が劣る傾向にあり、20万を超えると現
像性が劣る傾向がある。なおここでいう重量平均分子量
は、ゲル・パーミェーション・クロマトグラフィー法
(GPC法)によるポリスチレン換算の分子量である。
In the present invention, the polyimide precursor (A)
Has a weight average molecular weight of preferably 10,000 to 200,000, more preferably 20,000 to 80,000. If the molecular weight is less than 10,000, the mechanical strength tends to be poor, and if it exceeds 200,000, the developability tends to be poor. Here, the weight average molecular weight is a molecular weight in terms of polystyrene determined by gel permeation chromatography (GPC).

【0027】ポリイミド前駆体以外の成分について、つ
ぎに説明する。本発明においては(C)成分として少な
くとも1個のエチレン性不飽和基を有する化合物を用い
ることができる。この具体的な例としては、多価アルコ
ールとα,β−不飽和カルボン酸とを縮合して得られる
化合物があり、例えば、エチレングリコールジ(メタ)
アクリレート((メタ)アクリレートとはアクリレート
またはメタクリレートの意味、以下同じ)、トリエチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプ
ロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパ
ントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレートエチレンオキサイド付加物、トリメチ
ロールプロパントリアクリレートプロピレンオキサイド
付加物、1,2−プロピレングリコールジ(メタ)アク
リレート、ジ(1,2−プロピレングリコール)ジ(メ
タ)アクリレート、トリ(1,2−プロピレングリコー
ル)ジ(メタ)アクリレート、テトラ(1,2−プロピ
レングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ジメチルア
ミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチ
ル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メ
タ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)ア
クリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリ
レート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレ
ート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート
等)、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(メタ)アクリレート、1,3−(メ
タ)アクリロイルオキシ−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、ネオペンチル
グリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリト
ールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール
ヘキサ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパ
ンテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらは
単独で又は2種以上を組み合わせて使用される。
The components other than the polyimide precursor will be described below. In the present invention, a compound having at least one ethylenically unsaturated group can be used as the component (C). As a specific example, there is a compound obtained by condensing a polyhydric alcohol and an α, β-unsaturated carboxylic acid. For example, ethylene glycol di (meth)
Acrylate ((meth) acrylate means acrylate or methacrylate, the same applies hereinafter), triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri ( (Meth) acrylate, trimethylolpropane triacrylate ethylene oxide adduct, trimethylolpropane triacrylate propylene oxide adduct, 1,2-propylene glycol di (meth) acrylate, di (1,2-propylene glycol) di (meth) acrylate , Tri (1,2-propylene glycol) di (meth) acrylate, tetra (1,2-propylene glycol) di (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) Acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, diethylaminopropyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, pentaerythritol Tri (meth) acrylate, etc.), styrene, divinylbenzene, 4-vinyltoluene, 4-vinylpyridine, N-vinylpyrrolidone, 2-
Hydroxyethyl (meth) acrylate, 1,3- (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropane, methylenebisacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylolacrylamide, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol di Examples thereof include (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and tetramethylolpropanetetra (meth) acrylate, and these may be used alone or in combination of two or more.

【0028】(C)成分を使用する場合、その使用量
は、(A)成分であるポリイミド前駆体100重量部に
対して、5〜50重量部使用することが好ましく、10
〜40重量部使用することがより好ましい。この使用量
が5重量部未満では、感度、解像性が劣る傾向があり、
50重量部を超えると、フィルムの機械的特性に劣る傾
向がある。
When the component (C) is used, it is preferably used in an amount of 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyimide precursor (A).
It is more preferable to use 〜40 parts by weight. If the amount is less than 5 parts by weight, sensitivity and resolution tend to be poor,
If it exceeds 50 parts by weight, the mechanical properties of the film tend to be inferior.

【0029】さらに本発明は(B)成分として光重合開
始剤を含む。この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、ヘキサアリール
ビイミダゾール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。
The present invention further comprises a photopolymerization initiator as the component (B). Examples of the photopolymerization initiator include Michler's ketone, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether,
-T-butylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, acetophenone, benzophenone, thioxanthone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2
-Methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone, benzyl, diphenyldisulfide, 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) oxyiminopropane-
1-one, 3,3,4,4-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), bis (cyclopentadienyl) -bis- [2,6 -Difluoro-3-
(Pyri-1-yl) phenyl] titanium, hexaarylbiimidazole compounds and the like. These are used alone or in combination of two or more.

【0030】(B)光重合開始剤の含有量は、ポリイミ
ド前駆体100重量部に対して、0.1〜15重量部と
することが好ましく、0.5〜10重量部とすることが
より好ましい。この使用量が、0.1重量部未満では、
光感度が劣る傾向があり、15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 content of the photopolymerization initiator (B) is preferably 0.1 to 15 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyimide precursor. preferable. If this amount is less than 0.1 parts by weight,
Light sensitivity tends to be inferior, and when it exceeds 15 parts by weight, mechanical properties of the film tend to be inferior.

【0031】さらに光重合開始剤とともに、アミンなど
の水素供与体を加えることにより、さらに高感度化する
ことが可能となる。水素供与体として特に好ましい化合
物としては、アリールグリシン系の化合物およびメルカ
プト化合物が挙げられる。
Further, by adding a hydrogen donor such as an amine together with the photopolymerization initiator, the sensitivity can be further improved. Particularly preferred compounds as the hydrogen donor include arylglycine compounds and mercapto compounds.

【0032】アリールグリシン系化合物としては、N−
フェニルグリシン(NPG)、N−(p−クロロフェニ
ル)グリシン、N−(p−ブロモフェニル)グリシン、
N−(p−シアノフェニル)グリシン、N−(p−メチ
ルフェニル)グリシン、N−メチル−N−フェニルグリ
シン、N−(p−ブロモフェニル)−N−メチルグリシ
ン、N−(p−クロロフェニル)−N−エチルグリシン
等が挙げられる。この化合物の含有量は、ポリイミド前
駆体100重量部に対して、0.1〜10重量部とする
ことが好ましく、0.5〜6重量部にすることがより好
ましい。
As the arylglycine compound, N-
Phenylglycine (NPG), N- (p-chlorophenyl) glycine, N- (p-bromophenyl) glycine,
N- (p-cyanophenyl) glycine, N- (p-methylphenyl) glycine, N-methyl-N-phenylglycine, N- (p-bromophenyl) -N-methylglycine, N- (p-chlorophenyl) —N-ethylglycine and the like. The content of this compound is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 6 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyimide precursor.

【0033】またメルカプト化合物としては、メルカプ
トベンゾキサゾール、メルカプトベンゾチアゾール、メ
ルカプトベンゾイミダゾール、2、5−メルカプト−
1,3,4−チアジアゾール、1−フェニル−5−メル
カプト−1H−テトラゾ−ル、5−メチル−1,3,4
−チアジアゾール−2−チオール、3−メルカプト−4
−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール等が挙げら
れる。この化合物の含有量は、ポリイミド前駆体100
重量部に対して、0.1〜10重量部とすることが好ま
しく、0.5〜6重量部にすることがより好ましい。
As mercapto compounds, mercaptobenzoxazole, mercaptobenzothiazole, mercaptobenzimidazole, 2,5-mercapto-
1,3,4-thiadiazole, 1-phenyl-5-mercapto-1H-tetrazole, 5-methyl-1,3,4
-Thiadiazole-2-thiol, 3-mercapto-4
-Methyl-4H-1,2,4-triazole and the like. The content of this compound is 100%.
The amount is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 6 parts by weight with respect to parts by weight.

【0034】本発明の感光性ポリイミド前駆体組成物
は、必要に応じて増感剤を含有してもよい。増感剤とし
ては、例えば7−N,N−ジエチルアミノクマリン、7
−ジエチルアミノ−3−テノニルクマリン、3,3′−
カルボニルビス(7−N,Nージエチルアミノ)クマリ
ン、3,3′−カルボニルビス(7−N,Nージメトキ
シ)クマリン、3−チエニルカルボニルー7ーN,Nー
ジエチルアミノクマリン、3−ベンゾイルクマリン、3
−ベンゾイル−7−N,Nーメトキシクマリン、3−
(4′−メトキシベンゾイル)クマリン、3,3′−カ
ルボニルビス−5,7−(ジメトキシ)クマリン、ベン
ザルアセトフェノン、4′−N,N−ジメチルアミノベ
ンザルアセトフェノン、4′−アセトアミノベンザル−
4−メトキシアセトフェノン、ジメチルアミノベンゾフ
ェノン、4,4′−ビス(N,N−ジエチルアミノ)ベ
ンゾフェノン(EAB又はEMK)、4,4′−ビス
(N−エチル,N−メチル)ベンゾフェノン(MEA
B)等が挙げられる。これらの含有量はポリイミド前駆
体100重量部に対して0.01〜2重量部とすること
が好ましく、0.05〜1.5重量部とすることがより
好ましい。本発明の感光性ポリイミド前駆体組成物は他
の添加物、例えば、可塑剤、接着促進剤等の添加物を含
有しても良い。
The photosensitive polyimide precursor composition of the present invention may contain a sensitizer if necessary. Examples of the sensitizer include 7-N, N-diethylaminocoumarin and 7-N, N-diethylaminocoumarin.
-Diethylamino-3-thenonylcoumarin, 3,3'-
Carbonyl bis (7-N, N-diethylamino) coumarin, 3,3'-carbonylbis (7-N, N-dimethoxy) coumarin, 3-thienylcarbonyl-7-N, N-diethylaminocoumarin, 3-benzoylcoumarin, 3
-Benzoyl-7-N, N-methoxycoumarin, 3-
(4'-methoxybenzoyl) coumarin, 3,3'-carbonylbis-5,7- (dimethoxy) coumarin, benzalacetophenone, 4'-N, N-dimethylaminobenzalacetophenone, 4'-acetoaminobenzal −
4-methoxyacetophenone, dimethylaminobenzophenone, 4,4'-bis (N, N-diethylamino) benzophenone (EAB or EMK), 4,4'-bis (N-ethyl, N-methyl) benzophenone (MEA
B) and the like. The content of these is preferably 0.01 to 2 parts by weight, more preferably 0.05 to 1.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyimide precursor. The photosensitive polyimide precursor composition of the present invention may contain other additives, for example, additives such as a plasticizer and an adhesion promoter.

【0035】本発明のパターン製造法は、本発明の感光
性ポリイミド前駆体組成物を用いて、フォトリソグラフ
ィ技術により該組成物の硬化物からなるポリイミド膜を
形成する方法である。本発明のパターン製造法では、ま
ず、支持基板表面に本発明の感光性ポリイミド前駆体組
成物からなる被膜が形成される。なお、本発明のパター
ン製造法では、被膜または加熱硬化後のポリイミド被膜
と支持基板との接着性を向上させるため、あらかじめ支
持基板表面を接着助剤で処理しておいてもよい。
The pattern manufacturing method of the present invention is a method for forming a polyimide film comprising a cured product of the photosensitive polyimide precursor composition of the present invention by photolithography using the composition. In the pattern manufacturing method of the present invention, first, a film made of the photosensitive polyimide precursor composition of the present invention is formed on the surface of a supporting substrate. In the pattern manufacturing method of the present invention, the surface of the support substrate may be previously treated with an adhesion aid in order to improve the adhesion between the film or the polyimide film after heat curing and the support substrate.

【0036】感光性ポリイミド前駆体組成物からなる被
膜は、例えば、感光性ポリイミド前駆体組成物のワニス
の膜を形成した後、これを乾燥させることにより形成さ
れる。ワニスの膜の形成は、ワニスの粘度などに応じ
て、スピンナを用いた回転塗布、浸漬、噴霧印刷、スク
リーン印刷などの手段から適宜選択された手段により行
う。なお、被膜の膜厚は、塗布条件、本組成物の固形分
濃度等によって調節できる。また、あらかじめ支持体上
に形成した被膜を支持体から剥離してポリイミド前駆体
組成物からなるシートを形成しておき、このシートを上
記支持基板の表面に貼り付けることにより、上述の被膜
を形成してもよい。
The coating made of the photosensitive polyimide precursor composition is formed, for example, by forming a varnish film of the photosensitive polyimide precursor composition and then drying it. The varnish film is formed by a method appropriately selected from means such as spin coating using a spinner, dipping, spray printing, and screen printing, depending on the viscosity of the varnish. The thickness of the film can be adjusted by the application conditions, the solid content concentration of the present composition, and the like. In addition, the film formed on the support is peeled off from the support to form a sheet made of the polyimide precursor composition, and the sheet is attached to the surface of the support substrate to form the film described above. May be.

【0037】つぎに、この被膜に、所定のパターンのフ
ォトマスクを介して光を照射した後、有機溶剤または塩
基性水溶液により未露光部を溶解除去して、所望のレリ
ーフパターンを得る。特に本発明の組成物は、露光に用
いる光源としてi線単色光を用いても良好なパターンを
得ることができる。
Next, after irradiating the film with light through a photomask having a predetermined pattern, an unexposed portion is dissolved and removed with an organic solvent or a basic aqueous solution to obtain a desired relief pattern. In particular, the composition of the present invention can obtain a good pattern even when i-line monochromatic light is used as a light source for exposure.

【0038】現像工程は、特に制限はなく、通常のポジ
型フォトレジスト現像装置を用いて行ってもよい。現像
に用いる溶液としては、有機溶媒を用いることもできる
が、耐環境性等の面から、塩基性水溶液が好ましいもの
として挙げられる。
The developing step is not particularly limited, and may be performed using a normal positive type photoresist developing apparatus. As a solution used for the development, an organic solvent can be used, but a basic aqueous solution is preferable in terms of environmental resistance and the like.

【0039】前記有機溶媒としては、γ−ブチロラクト
ン、シクロペンタノン、N−メチルピロリドン、ジメチ
ルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、これらの混合
溶液などが挙げられる。前記塩基性水溶液は、通常、塩
基性化合物を水に溶解した溶液である。塩基性化合物の
濃度は、通常0.1〜50重量%とするが、支持基板等
への影響などから好ましく、0.1〜30重量%とする
ことがより好ましい。なお、ポリイミド前駆体の溶解性
を改善するため、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、イソプロピルアルコール、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
ルアセトアミド等の水溶性有機溶媒を、さらに含有して
いてもよい。上記塩基性化合物としては、例えば、アル
カリ金属、アルカリ土類金属またはアンモニウムイオン
の、水酸化物または炭酸塩や、アミン化合物などが挙げ
られる。
Examples of the organic solvent include γ-butyrolactone, cyclopentanone, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, and a mixed solution thereof. The basic aqueous solution is usually a solution in which a basic compound is dissolved in water. The concentration of the basic compound is usually 0.1 to 50% by weight, preferably from the influence on the support substrate and the like, and more preferably 0.1 to 30% by weight. In order to improve the solubility of the polyimide precursor, a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide is used. May be further contained. Examples of the basic compound include hydroxides or carbonates of alkali metals, alkaline earth metals or ammonium ions, and amine compounds.

【0040】得られたレリーフパターンは、150℃か
ら450℃までの範囲から選ばれた温度で加熱処理する
ことによりポリイミド前駆体が閉環反応し、ポリイミド
からなるパターンが高解像度で得られる。このパターン
は、耐熱性が高く、ウエハ応力等の機械特性に優れる。
The resulting relief pattern is subjected to a heat treatment at a temperature selected from the range of 150 ° C. to 450 ° C., whereby the polyimide precursor undergoes a ring-closing reaction, and a polyimide pattern is obtained with high resolution. This pattern has high heat resistance and excellent mechanical properties such as wafer stress.

【0041】本発明の感光性ポリイミド前駆体組成物
は、半導体装置や多層配線板等の電子部品用に使用する
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。本発明の半導体装置は、前記組成物を用
いて形成されるパターンの膜、即ち、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 polyimide precursor composition of the present invention can be used for electronic components such as semiconductor devices and multilayer wiring boards. Specifically, the surface protective film, interlayer insulating film, multilayer It can be used for forming an interlayer insulating film or the like of a wiring board. The semiconductor device of the present invention is not particularly limited except that it has a film of a pattern formed using the composition, that is, a surface protective film or an interlayer insulating film, and can have various structures.

【0042】本発明の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ポリイミド樹脂等
の膜4が形成される(工程(a))。
An example of the manufacturing process of the semiconductor device of the present invention 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 polyimide 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)).

【0043】次に塩化ゴム系、フェノールノボラック系
等の感光性樹脂層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, a phenol novolak type or the like 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. A window 6A is provided to perform the process (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)).

【0044】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.

【0045】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ポリイミド前駆体
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、現像液にて現像してパターンを形成し、加熱
してポリイミド膜とする。このポリイミド膜は、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ポリイミド前駆体
組成物を用いて形成することも可能であり、これにより
レジスト塗布及びエッチング工程を省略することができ
る。
Next, a surface protection film 8 is formed. In the example of this figure, after applying the photosensitive polyimide precursor composition to the surface protective film by spin coating and drying, and irradiating light from a mask on which a pattern for forming the window 6C is drawn in a predetermined portion, Then, the pattern is formed by developing with a developing solution, and heated to form a polyimide film. This polyimide film protects the conductor layer from external stress, α rays, etc.
The obtained semiconductor device has excellent reliability. Note that, in the above example, the interlayer insulating film can be formed using the photosensitive polyimide precursor composition of the present invention, whereby the resist coating and etching steps can be omitted.

【0046】[0046]

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。 合成例1 ポリイミド前駆体1の合成 (1)酸クロライドの合成 200mlの四つ口フラスコに、オキシジフタリックテ
トラカルボン酸二無水物(ODPA)9.31g(0.
03モル)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(H
EMA)7.809g(0.06モル)、1,8−ジアザ
ビシクロ[5,4,0]―7−ウンデセン(DBU)0.13
7g、t−ブチルカテコール0.03g、ジメチルアセ
トアミド(DMAC)40gを入れ60℃で攪拌する
と、2時間で透明な溶液になった。この溶液を室温でそ
の後7時間攪拌した後、フラスコを氷で冷却し、塩化チ
オニル7.852g(0.066モル)を10分で滴下
した。その後室温で1時間攪拌し、酸クロライドを含む
溶液を得た。
The present invention will be described below with reference to examples. Synthesis Example 1 Synthesis of Polyimide Precursor 1 (1) Synthesis of Acid Chloride In a 200 ml four-necked flask, 9.31 g of oxydiphthalic tetracarboxylic dianhydride (ODPA) (0.
03 mol), 2-hydroxyethyl methacrylate (H
EMA) 7.809 g (0.06 mol), 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene (DBU) 0.13
When 7 g, 0.03 g of t-butylcatechol and 40 g of dimethylacetamide (DMAC) were added and stirred at 60 ° C., a clear solution was obtained in 2 hours. After the solution was stirred at room temperature for 7 hours, the flask was cooled with ice, and 7.852 g (0.066 mol) of thionyl chloride was added dropwise over 10 minutes. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to obtain a solution containing acid chloride.

【0047】(2)ポリイミド前駆体(ポリアミド酸エ
ステル)の合成 別の200mlの四つ口フラスコに、2,2′−ジメチ
ルー4,4′−ジアミノビフェニル6.36g(0.0
3モル)、ピリジン5.22g(0.066モル)、t
−ブチルカテコール0.03g、ジメチルアセトアミド
(DMAC)40gを入れフラスコを氷で冷却し攪拌し
ながら(10℃以下を保って)、上記で得た酸クロライ
ド溶液を1時間でゆっくりと滴下した。その後室温で1
時間攪拌し、1リットルの水へ投入して、析出したポリ
マを濾取して水で2度洗い、真空乾燥したところ、ポリ
アミド酸エステルが22g得られた。このポリアミド酸
エステルの重量平均分子量をGPC(ゲルパーミェーシ
ョンクロマトグラフィー)で測定したところ、ポリスチ
レン換算で28,000であった。 合成例2 ポリイミド前駆体2の合成 (1)の酸クロライドの合成において、2−ヒドロキシ
エチルメタクリレート(HEMA)7.809g(0.
06モル)のかわりに、4−ヒドロキシブチルメタクリ
レート9.885g(0.06モル)を用いたほかは合
成例1と同様にしてポリアミド酸エステルを得た。この
ポリアミド酸エステルの重量平均分子量をGPC(ゲル
パーミェーションクロマトグラフィー)で測定したとこ
ろ、ポリスチレン換算で45,000であった。 合成例3 ポリイミド前駆体3の合成 (1)の酸クロライドの合成において、2−ヒドロキシ
エチルメタクリレート(HEMA)7.809g(0.
06モル)のかわりに、6−ヒドロキシヘキシルメタク
リレート11.505g(0.06モル)を用いたほか
は合成例1と同様にしてポリアミド酸エステルを得た。
このポリアミド酸エステルの重量平均分子量をGPC
(ゲルパーミェーションクロマトグラフィー)で測定し
たところ、ポリスチレン換算で68,000であった。
(2) Synthesis of Polyimide Precursor (Polyamic Acid Ester) In another 200 ml four-necked flask, 6.36 g (0.02 g) of 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl was added.
3 mol), 5.22 g (0.066 mol) of pyridine, t
0.03 g of -butylcatechol and 40 g of dimethylacetamide (DMAC) were added, and the acid chloride solution obtained above was slowly added dropwise over 1 hour while cooling the flask with ice and stirring (maintaining at 10 ° C or lower). Then at room temperature
The mixture was stirred for 1 hour, poured into 1 liter of water, and the precipitated polymer was collected by filtration, washed twice with water, and dried under vacuum to obtain 22 g of a polyamic acid ester. When the weight average molecular weight of this polyamic acid ester was measured by GPC (gel permeation chromatography), it was 28,000 in terms of polystyrene. Synthesis Example 2 Synthesis of polyimide precursor 2 In the synthesis of acid chloride of (1), 7.809 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) (0.
(0.6 mol) instead of 9.885 g (0.06 mol) of 4-hydroxybutyl methacrylate to obtain a polyamic acid ester in the same manner as in Synthesis Example 1. The weight average molecular weight of this polyamic acid ester measured by GPC (gel permeation chromatography) was 45,000 in terms of polystyrene. Synthesis Example 3 Synthesis of Polyimide Precursor 3 In the synthesis of acid chloride of (1), 7.809 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) (0.
Polyamide ester was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 11.505 g (0.06 mol) of 6-hydroxyhexyl methacrylate was used instead of (0.6 mol).
The weight average molecular weight of this polyamic acid ester was determined by GPC.
(Gel permeation chromatography), it was 68,000 in terms of polystyrene.

【0048】実施例1〜2、比較例1 (1)ポリイミド前駆体組成物の調製 前記合成例で得られたポリアミド酸エステル10gをγ
−ブチロラクトン16gに溶解し、表1に示す光橋架け
剤及び感光剤を配合した後、3μm孔のフィルタを用い
て加圧濾過して、溶液状の感光性ポリイミド前駆体組成
物を得た。
Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 (1) Preparation of Polyimide Precursor Composition
After dissolving in 16 g of butyrolactone, and blending the photocrosslinking agent and the photosensitive agent shown in Table 1, the mixture was filtered under pressure using a filter having a pore size of 3 μm to obtain a photosensitive polyimide precursor composition in the form of a solution.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】(2)Tgの測定 前記(1)で調製した感光性ポリイミド前駆体組成物
を、シリコンウエハ上に回転塗布し、ホットプレート上
90℃で200秒加熱して11μm厚の塗膜を得た。こ
の塗膜のTgを、装置として、TMA/SS6000
(セイコーインスツルメント社製)を用いて、TMAの
ペネトレーション法を用い荷重10gにて測定し、表2
に示した。
(2) Measurement of Tg The photosensitive polyimide precursor composition prepared in (1) was spin-coated on a silicon wafer and heated on a hot plate at 90 ° C. for 200 seconds to form a 11 μm-thick coating film. Obtained. The Tg of this coating film was used as an apparatus for TMA / SS6000.
(Manufactured by Seiko Instruments Inc.), and measured at a load of 10 g using the penetration method of TMA.
It was shown to.

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】(2)パターンの形成 前記(1)で調製した感光性ポリイミド前駆体組成物
を、シリコンウエハ上に回転塗布し、ホットプレート上
90℃で200秒加熱して11μm厚の塗膜を得た。こ
の塗膜をこの塗膜をi線ステッパにより100(mJ/
cm2)ステップで100〜900(mJ/cm2)で露
光を行った。その際マスクパターンには、解像性評価の
ための開口パターンと細線密着性評価のための島残しの
パターンの2種類を用いて評価した。その後〔γ−ブチ
ロラクトン/n−酢酸ブチル=7/3(重量比)〕でパ
ドル現像を行い、さらに酢酸プロピレングリコールメチ
ルエーテルでリンスした。現像後のパターンの膜厚と形
状を測定、観察した。そこで1μmのライン/スペース
パターンを密着させるのに必要な露光量(mJ/c
2)を感度、その時の最小解像ライン/スペースを解
像度として表3に示した。
(2) Pattern formation The photosensitive polyimide precursor composition prepared in the above (1) is spin-coated on a silicon wafer and heated on a hot plate at 90 ° C. for 200 seconds to form a 11 μm thick coating. Obtained. This coating was applied to an i-line stepper at 100 (mJ /
Exposure was performed at 100 to 900 (mJ / cm 2 ) in steps of 2 cm 2 . At that time, the mask pattern was evaluated using two types of patterns, an opening pattern for evaluating the resolution and an island pattern for evaluating the fine line adhesion. Thereafter, paddle development was performed with [γ-butyrolactone / n-butyl acetate = 7/3 (weight ratio)], followed by rinsing with propylene glycol methyl ether acetate. The thickness and shape of the pattern after development were measured and observed. Therefore, the exposure amount (mJ / c) required to adhere a 1 μm line / space pattern closely together
Table 2 shows m 2 ) as the sensitivity and the minimum resolution line / space at that time as the resolution.

【0053】[0053]

【表3】 [Table 3]

【0054】(3)ポリイミドパターンの形成 実施例1で得られたパターンを用いて、窒素雰囲気下
で、100℃で30分間、200℃で30分間、350
℃で60分間加熱し、ポリイミドパターンを得た。得ら
れたポリイミドパターンの膜厚は7.0μmであり、良
好なポリイミドパターンが得られた。
(3) Formation of polyimide pattern Using the pattern obtained in Example 1, under a nitrogen atmosphere, 100 ° C. for 30 minutes, 200 ° C. for 30 minutes, 350 ° C.
It heated at 60 degreeC for 60 minutes, and obtained the polyimide pattern. The thickness of the obtained polyimide pattern was 7.0 μm, and a good polyimide pattern was obtained.

【0055】(4) 反応率の測定 実施例1、2及び比較例1の感光性ポリイミド前駆体組
成物を透明支持フィルム上にアプリケータでバーコート
し、膜厚約20μmの塗膜を得た。この塗膜をフォトD
SCを用いて照射光量1.0mW/cm2にて10分間
照射し、発生した熱量を測定し、初期の2.5分間の光
反応速度Rpを算出した。Rpを表4に示す。
(4) Measurement of Reaction Rate The photosensitive polyimide precursor compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were bar-coated on a transparent support film with an applicator to obtain a coating film having a thickness of about 20 μm. . Apply this coating to Photo D
Irradiation was performed for 10 minutes at an irradiation light amount of 1.0 mW / cm 2 using SC, the amount of generated heat was measured, and the initial photoreaction rate Rp for 2.5 minutes was calculated. Rp is shown in Table 4.

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】表3から明らかなように実施例の4−ヒド
ロキシブチルメタクリレート及び6−ヘキシルメタクリ
レートを用いた感光性ポリイミド前駆体組成物は、比較
例における2−ヒドロキシエチルメタクリレートを用い
た感光性ポリイミド前駆体組成物に比べて、感度及び解
像性が向上する。表4から明らかなように実施例の4−
ヒドロキシブチルメタクリレート及び6−ヘキシルメタ
クリレートを用いた感光性ポリイミド前駆体組成物は、
比較例における2−ヒドロキシエチルメタクリレートを
用いた感光性ポリイミド前駆体組成物に比べて、光反応
速度が向上する。
As is clear from Table 3, the photosensitive polyimide precursor composition using 4-hydroxybutyl methacrylate and 6-hexyl methacrylate of the example is the same as the photosensitive polyimide precursor composition using 2-hydroxyethyl methacrylate of the comparative example. The sensitivity and the resolution are improved as compared with the body composition. As is apparent from Table 4, 4-
Photosensitive polyimide precursor composition using hydroxybutyl methacrylate and 6-hexyl methacrylate,
The photoreaction rate is improved as compared with the photosensitive polyimide precursor composition using 2-hydroxyethyl methacrylate in the comparative example.

【0058】合成例4 ポリイミド前駆体4の合成 合成例1の(1)の酸クロライドの合成においてオキシ
ジフタリックテトラカルボン酸二無水物(ODPA)の
かわりにビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−B
PDA)8.82g(0.03モル)を使用し、合成例
1の(2)のポリイミド前駆体(ポリアミド酸エステ
ル)の合成において2,2′−ジメチルー4,4′−ジ
アミノビフェニル6.36g(0.03モル)のかわり
に3,5−ジアミノ安息香酸4.104g(0.027
モル)を用いたほかは合成例1と同様にしてポリアミド
酸エステルを得た。このポリアミド酸エステルの重量平
均分子量をGPC(ゲルパーミェーションクロマトグラ
フィー)で測定したところ、ポリスチレン換算で31,
600であった。
Synthesis Example 4 Synthesis of Polyimide Precursor 4 In the synthesis of acid chloride of Synthesis Example 1 (1), instead of oxydiphthalic tetracarboxylic dianhydride (ODPA), biphenyltetracarboxylic dianhydride (s- B
Using 8.82 g (0.03 mol) of PDA), 6.36 g of 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl was used in the synthesis of the polyimide precursor (polyamic acid ester) of (2) in Synthesis Example 1. (0.03 mol) 4.104 g of 3,5-diaminobenzoic acid (0.027
Mol) was used to obtain a polyamic acid ester in the same manner as in Synthesis Example 1. The weight average molecular weight of this polyamic acid ester was measured by GPC (gel permeation chromatography).
600.

【0059】合成例5 ポリイミド前駆体5の合成 合成例4の酸クロライドの合成において、2−ヒドロキ
シエチルメタクリレート(HEMA)7.809g
(0.06モル)のかわりに、4−ヒドロキシブチルメ
タクリレート9.885g(0.06モル)を用いたほ
かは合成例4と同様にしてポリアミド酸エステルを得
た。このポリアミド酸エステルの重量平均分子量をGP
C(ゲルパーミェーションクロマトグラフィー)で測定
したところ、ポリスチレン換算で25,800であっ
た。
Synthesis Example 5 Synthesis of polyimide precursor 5 In the synthesis of acid chloride of Synthesis Example 4, 7.809 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) was used.
A polyamic acid ester was obtained in the same manner as in Synthesis Example 4, except that 9.885 g (0.06 mol) of 4-hydroxybutyl methacrylate was used instead of (0.06 mol). The weight average molecular weight of this polyamic acid ester is determined by GP
When measured by C (gel permeation chromatography), it was 25,800 in terms of polystyrene.

【0060】合成例6 ポリイミド前駆体6の合成 合成例4の酸クロライドの合成において、2−ヒドロキ
シエチルメタクリレート(HEMA)7.809g
(0.06モル)のかわりに、ブレンマーPE90(日
本油脂(株)製、ポリエチレングリコールモノメタクリ
レート、一般式(II−2)におけるZ=2)を10.
440g(0.06モル)を用いたほかは合成例4と同
様にしてポリアミド酸エステルを得た。このポリアミド
酸エステルの重量平均分子量をGPC(ゲルパーミェー
ションクロマトグラフィー)で測定したところ、ポリス
チレン換算で86,400であった。
Synthesis Example 6 Synthesis of Polyimide Precursor 6 In the synthesis of acid chloride of Synthesis Example 4, 7.809 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) was used.
(0.06 mol) instead of Blenmer PE90 (manufactured by NOF Corporation, polyethylene glycol monomethacrylate, Z = 2 in the general formula (II-2)).
A polyamic acid ester was obtained in the same manner as in Synthesis Example 4 except that 440 g (0.06 mol) was used. The weight average molecular weight of this polyamic acid ester measured by GPC (gel permeation chromatography) was 86,400 in terms of polystyrene.

【0061】実施例3〜4及び比較例2 (1)感光性ポリイミド前駆体組成物の調製 前記合成例4〜6で得られたポリイミド前駆体10gを
γ−ブチロラクトン16gに溶解し、表5に示す光橋架
け剤及び感光剤を配合した後、3μm孔のフィルタを用
いて加圧濾過して、溶液状の感光性ポリイミド前駆体組
成物を得た。
Examples 3 to 4 and Comparative Example 2 (1) Preparation of photosensitive polyimide precursor composition 10 g of the polyimide precursor obtained in the above Synthesis Examples 4 to 6 was dissolved in 16 g of γ-butyrolactone. After blending the indicated photocrosslinking agent and photosensitive agent, the mixture was filtered under pressure using a filter having a pore size of 3 μm to obtain a photosensitive polyimide precursor composition in the form of a solution.

【0062】[0062]

【表5】 [Table 5]

【0063】(2)パターンの形成 前記(1)で調製した感光性ポリイミド前駆体組成物
を、シリコンウエハ上に回転塗布し、ホットプレート上
90℃で200秒加熱して11μm厚の塗膜を得た。こ
の塗膜をこの塗膜をi線ステッパにより100(mJ/
cm2)ステップで100〜900(mJ/cm2)で露
光を行った。その際マスクパターンには、解像性評価の
ための開口パターンと細線密着性評価のための島残しの
パターンの2種類を用いて評価した。その後水酸化テト
ラメチルアンモニウム(TMAH)2.38重量%水溶
液で現像し、水でリンスした。現像後のパターンの膜厚
と形状を測定、観察した。そこで1μmのライン/スペ
ースパターンを密着させるのに必要な露光量(mJ/c
2)を感度、その時の最小解像ライン/スペースを解
像度として表6に示した。さらに、また実施例3と比較
例2の、露光量と最少島残し寸法との関係を図2、露光
量と残膜率の関係を示す感度曲線を図3に示した。
(2) Formation of Pattern The photosensitive polyimide precursor composition prepared in the above (1) is spin-coated on a silicon wafer and heated on a hot plate at 90 ° C. for 200 seconds to form a 11 μm thick coating. Obtained. This coating was applied to an i-line stepper at 100 (mJ /
Exposure was performed at 100 to 900 (mJ / cm 2 ) in steps of 2 cm 2 . At that time, the mask pattern was evaluated using two types of patterns, an opening pattern for evaluating the resolution and an island pattern for evaluating the fine line adhesion. Thereafter, the film was developed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and rinsed with water. The thickness and shape of the pattern after development were measured and observed. Therefore, the exposure amount (mJ / c) required to adhere a 1 μm line / space pattern closely together
Table 6 shows the sensitivity as m 2 ) and the minimum resolution line / space at that time as resolution. Further, FIG. 2 shows the relationship between the exposure amount and the minimum island remaining size in Example 3 and Comparative Example 2, and FIG. 3 shows the sensitivity curve showing the relationship between the exposure amount and the remaining film ratio.

【0064】[0064]

【表6】 表6、図2及び図3から明らかなように実施例3及び4
の感光性ポリイミド前駆体組成物は、比較例における2
−ヒドロキシエチルメタクリレートを用いた感光性ポリ
イミド前駆体組成物に比べて、感度及び解像性、密着性
が向上する。
[Table 6] As is clear from Table 6, FIGS. 2 and 3, Examples 3 and 4
Of the photosensitive polyimide precursor composition of Comparative Example 2
-Sensitivity, resolution, and adhesion are improved as compared with the photosensitive polyimide precursor composition using hydroxyethyl methacrylate.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明の感光性ポリイミド前駆体樹脂組
成物は、光反応速度が高く、高感度、高解像度を示す。
また本発明のパターンの製造法によれば、i線露光にお
いても高解像度で、またその一部はアルカリ水溶液で良
好な現像が実現でき、優れた耐熱性、耐薬品性を示すパ
ターンが製造可能である。また本発明の電子部品は、前
記のパターンを有することにより信頼性に優れる。
The photosensitive polyimide precursor resin composition of the present invention has a high photoreaction rate and exhibits high sensitivity and high resolution.
Further, according to the method for producing a pattern of the present invention, high resolution can be achieved even in i-line exposure, and a part of the pattern can be developed with an alkaline aqueous solution, and a pattern having excellent heat resistance and chemical resistance can be produced. It is. Further, the electronic component of the present invention has excellent reliability by having the above-mentioned pattern.

【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.

【図2】 実施例3と比較例2の露光量と最少島残し寸
法との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an exposure amount and a minimum island remaining size in Example 3 and Comparative Example 2.

【図3】 実施例3と比較例2の露光量と残膜率の関係
を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an exposure amount and a residual film ratio in Example 3 and Comparative Example 2.

【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、6C…窓、
7…第2導体層、8…表面保護膜層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Protective film, 3 ... First conductor layer, 4 ... Interlayer insulating film layer, 5 ... Photosensitive resin layer, 6A, 6B, 6C ... 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) G03F 7/027 502 G03F 7/027 502 7/028 7/028 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72)発明者 鍛治 誠 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 小林 明洋 千葉県市原市五井南海岸14番地 日立化成 工業株式会社五井事業所内 Fターム(参考) 2H025 AA01 AA02 AA06 AA07 AA08 AA10 AB15 AB16 AB17 AC01 AD01 BC14 BC32 BC42 BC69 CA01 CA28 CA39 FA03 FA17 FA29 4J011 QA03 QA07 QA08 QA09 QA12 QA13 QA18 QA19 QA22 QA23 QA24 QA33 QA34 QA38 QA39 QB18 SA02 SA03 SA12 SA14 SA15 SA16 SA20 SA22 SA25 SA26 SA28 SA34 SA38 SA42 SA61 SA62 SA63 SA64 SA74 SA78 SA83 SA86 UA06 WA01 4J027 AD04 BA05 BA07 BA08 BA13 BA14 BA15 BA17 BA18 BA19 BA20 BA21 BA23 BA24 BA26 BA27 BA28 CB10 CC04 CD10 4J043 PA02 PA04 PA19 QB24 QB26 QB31 RA34 RA35 SA06 SA17 SA42 SA43 SA54 SA62 SA63 SA71 SA81 SA82 SB01 SB02 TA01 TA11 TA22 TA35 TA47 TB01 TB02 UA121 UA131 UA132 UA141 UA142 UA252 UA261 UA262 UA361 UA362 UB011 UB021 UB022 UB061 UB121 UB122 UB132 UB151 UB152 UB271 UB281 UB301 UB302 UB351 UB352 VA011 VA051 VA091 WA09 ZA23 ZA46 ZB03 ZB50 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03F 7/027 502 G03F 7/027 502 7/028 7/028 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72 Inventor Makoto Kaji 4-3-1-1, Higashicho, Hitachi City, Ibaraki Pref., Hitachi Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Kobayashi 14 Goi Minamikaigan, Ichihara, Chiba Pref. Terms (Reference) 2H025 AA01 AA02 AA06 AA07 AA08 AA10 AB15 AB16 AB17 AC01 AD01 BC14 BC32 BC42 BC69 CA01 CA28 CA39 FA03 FA17 FA29 4J011 QA03 QA07 QA08 QA09 QA12 QA13 QA18 QA19 QA22 QA23 QA23 SA18 SAA SA22 SA25 SA26 SA28 SA34 SA38 SA42 SA61 SA62 SA63 SA64 SA74 SA78 SA83 SA86 UA06 WA01 4J027 AD04 BA05 BA07 BA08 BA13 BA14 BA15 B A17 BA18 BA19 BA20 BA21 BA23 BA24 BA26 BA27 BA28 CB10 CC04 CD10 4J043 PA02 PA04 PA19 QB24 QB26 QB31 RA34 RA35 SA06 SA17 SA42 SA43 SA54 SA62 SA63 SA71 SA81 SA82 SB01 SB02 TA01 TA11 TA22 TA35 TA47 TB01 TB02 UA121 UA131 UA132 UA131 UA132 UA362 UB011 UB021 UB022 UB061 UB121 UB122 UB132 UB151 UB152 UB271 UB281 UB301 UB302 UB351 UB352 VA011 VA051 VA091 WA09 ZA23 ZA46 ZB03 ZB50

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A)一般式(I) 【化1】 (式中、R1は4価の有機基、R2は2価、3価または4
価の有機基、個々のR3は独立に一般式(II―1)又
は(II―2) 【化2】 (式中、Xは3〜20の整数、Y及びRは独立にHまた
はCH3、Zは2〜10の整数を表す)で示される1価
の有機基またはOHであり少なくとも1つのR3は1価
の有機基であり、Aは酸性を示す1価の基、nは0、1
または2である)で示される繰り返し単位を有するポリ
イミド前駆体、及び(B)光重合開始剤を含有してなる
感光性ポリイミド前駆体組成物。
(A) The general formula (I) (Wherein, R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a divalent, trivalent, or
A valent organic group, each R 3 is independently represented by the general formula (II-1) or (II-2): Wherein X is an integer of 3 to 20, Y and R each independently represent H or CH 3 , and Z represents an integer of 2 to 10. A monovalent organic group or OH represented by at least one R 3 Is a monovalent organic group, A is an acidic monovalent group, n is 0, 1
Or a photosensitive polyimide precursor composition comprising (B) a photopolymerization initiator.
【請求項2】さらに(C)成分として、少なくとも1個
のエチレン性不飽和基を有する化合物を含有する請求項
1記載の感光性ポリイミド前駆体組成物。
2. The photosensitive polyimide precursor composition according to claim 1, further comprising, as the component (C), a compound having at least one ethylenically unsaturated group.
【請求項3】(A)成分が、重量平均分子量が1万〜2
0万であり、かつ、その量100重量部に対して、
(B)成分1〜20重量部、(C)成分5〜50重量部
を含む請求項2記載の感光性ポリイミド前駆体組成物。
3. The component (A) having a weight average molecular weight of 10,000-2.
100,000, and for the amount of 100 parts by weight,
The photosensitive polyimide precursor composition according to claim 2, comprising 1 to 20 parts by weight of the component (B) and 5 to 50 parts by weight of the component (C).
【請求項4】請求項1、2または3記載の感光性ポリイ
ミド前駆体組成物を用いて被膜を形成する工程、該被膜
に所定のパターンのマスクを介して光を照射する工程、
及び該光照射後の被膜を有機溶媒または塩基性水溶液を
用いて現像する工程を含むパターンの製造法。
4. A step of forming a film using the photosensitive polyimide precursor composition according to claim 1, 2 or 3, and irradiating the film with light through a mask having a predetermined pattern.
And a step of developing the pattern after the light irradiation using an organic solvent or a basic aqueous solution.
【請求項5】現像する工程が、塩基性水溶液を用いて現
像するものである請求項4記載のパターンの製造法。
5. The method for producing a pattern according to claim 4, wherein the step of developing comprises developing with a basic aqueous solution.
【請求項6】光を照射する工程が、光として波長365
nmの単色光であるi線を照射するものである請求項4
または5記載のパターンの製造法。
6. The step of irradiating the light with the light having a wavelength of 365.
5. Irradiation with i-ray which is monochromatic light of nm.
Or the method for producing a pattern according to 5.
【請求項7】請求項4、5または6記載の製造法により
得られるパターンの膜を有してなる電子部品。
7. An electronic component comprising a film having a pattern obtained by the production method according to claim 4, 5 or 6.
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