JP2003005369A - ポジ型感光性樹脂前駆体組成物 - Google Patents
ポジ型感光性樹脂前駆体組成物Info
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Abstract
組成物を提供する。 【解決手段】(a)アルカリ水溶液可溶性ポリイミド前
駆体またはポリイミドと、(b)25℃における塩基解
離定数(PKb)が7以上である塩基性含窒素化合物
と、(C)エステル化したキノンジアジド化合物を含有
することを特徴とするポジ型感光性樹脂前駆体組成物。
Description
保護膜及び層間絶縁膜、有機電界発光素子の絶縁層など
に適した、紫外線で露光した部分がアルカリ水溶液に溶
解するポジ型の感光性ポリイミド前駆体組成物に関す
る。
するポジ型の耐熱性樹脂前駆体組成物としては、ポリア
ミド酸にナフトキノンジアジドを添加したもの(特開昭
52−13315号公報)、水酸基を有した可溶性ポリ
イミドにナフトキノンジアジドを添加したもの(特開昭
64−60630号公報)、水酸基を有したポリアミド
にナフトキノンジアジドを添加したもの(特開昭56−
27140号公報)などが知られていた。
ポリアミド酸にナフトキノンジアジドを添加したもので
はナフトキノンジアジドのアルカリに対する溶解阻害効
果よりポリアミド酸のカルボキシル基の溶解性が高いた
めに、ほとんどの場合希望するパターンを得ることが出
来ないという問題点があった。そこで、ポリアミド酸の
アルカリ溶解性をコントロールにするために、ポリアミ
ド酸のカルボキシル基を、エステル基で保護したポリア
ミド酸誘導体が開発された。しかしながら、このポリア
ミド酸誘導体にナフトキノンジアジドを添加したもので
は、ナフトキノンジアジドのアルカリに対する溶解阻害
効果が非常に大きくなり、ほとんどの場合、希望するパ
ターンを得ることはできるが、短時間に現像できない
(以下、低感度と呼ぶ)及び微細パターンを解像しない
(以下低解像度と呼ぶ)等を招くという問題点があっ
た。
(a)アルカリ水溶液可溶性ポリイミド前駆体またはポ
リイミドと、(b)25℃における塩基解離定数(PK
b)が7以上である塩基性含窒素化合物と、(C)エス
テル化したキノンジアジド化合物を含有することを特徴
とするポジ型感光性樹脂前駆体組成物である。
像液として用いられるアルカリ水溶液に可溶性であるこ
とが必要であるため、アルカリ水溶液に可溶性の、ポリ
イミド前駆体または、ポリイミドから選択されるポリマ
ーである。そのために前記ポリマーは分子中に酸性基を
有することが望ましい。本発明におけるポリマーの種類
は耐熱性に優れ、半導体素子の表面保護膜及び層間絶縁
膜、有機電界発光素子の絶縁層として優れた特性を示す
ため、ポリイミド、または、ポリアミド酸、ポリアミド
酸エステル等のポリイミド前駆体である。
ルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チ
オール基等が挙げられる。
造単位を主成分とするポリマーとは、加熱あるいは適当
な触媒により、イミド環、オキサゾール環、その他の環
状構造を有するポリマーとなり得るものである。環構造
となることで、耐熱性、耐溶剤性が飛躍的に向上する。
の炭素原子を有する3価から8価の有機基、R2は、少
なくとも2個以上の炭素原子を有する2価から8価の有
機基、R3およびR4は同じでも異なっていてもよく水
素、または炭素数1から20までの有機基を示す。nは
10から100000までの整数、rは1または2の整
数、p、q、sは0から2までの整数を示す。p+q>
0である。
アミド酸を表しており、この水酸基の存在のために、ア
ルカリ水溶液に対する溶解性が水酸基を有さないポリア
ミド酸よりも良好になる。特に、水酸基の中でもフェノ
ール性の水酸基がアルカリ水溶液に対する溶解性より好
ましい。また、フッ素原子を一般式(1)中に10重量
%以上有することで、アルカリ水溶液で現像する際に、
膜の界面に撥水性が適度に出るために、界面のしみこみ
などが抑えられる。しかしながら、フッ素原子含有量が
20重量%を越えると、アルカリ水溶液に対する溶解性
が低下すること、熱処理により環状構造にしたポリマー
の耐有機溶媒性が低下すること、発煙硝酸に対する溶解
性が低下するために好ましくない。このように、フッ素
原子は10重量%以上20重量%以下含まれることが好
ましい。
まれるR1は酸二無水物の構造成分を表しており、この
酸二無水物は芳香族環または脂肪族環を含有し、かつ、
水酸基を0個〜2個有した、炭素数6〜30の3価また
は4価の有機基であることが好ましい。
ット酸ニ無水物、3,3’、4,4’−ビフェニルテト
ラカルボン酸ニ無水物、2,3、3’,4’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸ニ無水物、2,2’、3,3’−ビ
フェニルテトラカルボン酸ニ無水物、3,3’、4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ニ無水物、2,
2’、3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ニ無
水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
プロパンニ無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキ
シフェニル)プロパンニ無水物、1,1−ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物、1,1−ビ
ス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物、
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタンニ無水
物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタンニ無
水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン
ニ無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エー
テルニ無水物、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル)プロパン、1,2,5,6−ナフタレ
ンテトラカルボン酸ニ無水物、2,3,6,7−ナフタ
レンテトラカルボン酸ニ無水物、2,3,5,6−ピリ
ジンテトラカルボン酸ニ無水物、3,4,9,10−ペ
リレンテトラカルボン酸ニ無水物、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ニ
無水物、2,2−ビス(4−(3,4−ジカルボキシフ
ェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水
物、2,2−ビス(4−(3,4−ジカルボキシベンゾ
イルオキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水
物、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’
−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル
二無水物などの芳香族テトラカルボン酸ニ無水物や、シ
クロブタンテトラカルボン酸ニ無水物、1,2,3,4
−シクロペンタンテトラカルボン酸ニ無水物、2,3,
5,6−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、5
−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−
3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン
サン無水物、及び「TDA100」、「リカレジンTM
EG」(以上、商品名、新日本理化(株)製)などの脂
肪族のテトラカルボン酸ニ無水物などを挙げることがで
きる。これらのうち、3,3’、4,4’−ビフェニル
テトラカルボン酸ニ無水物、2,3、3’,4’−ビフ
ェニルテトラカルボン酸ニ無水物、2,2’、3,3’
−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物、3,3’、
4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ニ無水物、
2,2’、3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
ニ無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)プロパンニ無水物、2,2−ビス(2,3−ジカル
ボキシフェニル)プロパンニ無水物、1,1−ビス
(3,4−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物、
1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン
ニ無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタ
ンニ無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メ
タンニ無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
スルホンニ無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)エーテルニ無水物、2,2−ビス(4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル)プロパン、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
パンニ無水物、2,2−ビス(4−(3,4−ジカルボ
キシベンゾイルオキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロ
パン二無水物、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)
−4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)
ビフェニル二無水物が好ましい。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。
るR2において、好ましい例としては、得られるポリマ
ーの耐熱性より芳香族を有し、かつまたは水酸基を有す
るものが好ましい。ジアミンの具体的な例としては、
3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジ
アミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェ
ニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、
3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジ
アミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェ
ニルスルヒド、4,4’−ジアミノジフェニルスルヒ
ド、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、
ベンジン、m−フェニレンジアミン、P−フェニレンジ
アミン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタ
レンジアミン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)
スルホン、ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スル
ホン、ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス
{4−(4−アミノフェノキシ)フェニル}エーテル、
1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,
2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,
2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,
3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,
3’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,
2’,3,3’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビ
フェニル、3,3’,4,4’−テトラメチル−4,
4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジ(トリフルオ
ロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、あるいは
これらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子で置換し
た化合物や、脂肪族のシクロヘキシルジアミン、メチレ
ンビスシクロヘキシルアミン、フェノール性水酸基を有
するものとしてはフッ素原子を有した、2,2−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、2,2−ビス〔4−(4−アミノ−3−ヒ
ドロキシフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパ
ン、フッ素原子を有さない、ジアミノジヒドロキシピリ
ミジン、ジアミノジヒドロキシピリジン、ヒドロキシ−
ジアミノ−ピリミジン、ジヒドロキシベンチジン及び
「ABCH」、「ABPS」(商品名、日本化薬(株)
製)などがあげられる。これらのうち、3,4’−ジア
ミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニ
ルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、
4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジア
ミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニ
ルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルヒド、
4,4’−ジアミノジフェニルスルヒド、m−フェニレ
ンジアミン、P−フェニレンジアミン、1,4−ビス
(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2−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、2,2−ビス〔4−(4−アミノ−3−ヒドロ
キシフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、
ジアミノジヒドロキシピリミジン、ジアミノジヒドロキ
シピリジン、ヒドロキシ−ジアミノ−ピリミジン、ジヒ
ドロキシベンチジン及び「ABCH」等が好ましい。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。
脂前駆体は、例えば、低温中でテトラカルボン酸2無水
物とジアミン化合物を反応させる方法、テトラカルボン
酸2無水物とアルコールとによりジエステルを得、その
後ジアミンを添加し、その後、縮合剤を加えて反応させ
る方法、テトラカルボン酸2無水物とアルコールとによ
りジエステルを得、その後残りのジカルボン酸を酸クロ
リド化し、ジアミンを添加し、反応させる方法などの方
法を利用して合成することができる。
(4)、一般式(5)のR5は酸二無水物の構造成分を
表しており、この酸二無水物は芳香族環又は脂肪族環を
含有する炭素原子数5〜40の4価の有機基であること
が好ましい。
ット酸ニ無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテト
ラカルボン酸ニ無水物、2,3,3’,4’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸ニ無水物、2,2’,3,3’−ビ
フェニルテトラカルボン酸ニ無水物、3,3’,4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ニ無水物、2,
2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ニ無
水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
プロパンニ無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキ
シフェニル)プロパンニ無水物、1,1−ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物、1,1−ビ
ス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物、
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタンニ無水
物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタンニ無
水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン
ニ無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エー
テルニ無水物、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル)プロパン、1,2,5,6−ナフタレ
ンテトラカルボン酸ニ無水物、2,3,6,7−ナフタ
レンテトラカルボン酸ニ無水物、2,3,5,6−ピリ
ジンテトラカルボン酸ニ無水物、3,4,9,10−ペ
リレンテトラカルボン酸ニ無水物、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ニ
無水物などの芳香族テトラカルボン酸ニ無水物や、ブタ
ンテトラカルボン酸ニ無水物、1,2,3,4−シクロ
ペンタンテトラカルボン酸ニ無水物などの脂肪族のテト
ラカルボン酸ニ無水物などを挙げることができる。これ
らのうち、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカル
ボン酸ニ無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテト
ラカルボン酸ニ無水物、2,2’,3,3’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸ニ無水物、3,3’,4,4’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸ニ無水物、2,2’,
3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ニ無水物、
2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパ
ンニ無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェ
ニル)プロパンニ無水物、1,1−ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)エタンニ無水物、1,1−ビス
(2,3−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物、ビ
ス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタンニ無水物、
ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタンニ無水
物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホンニ
無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテ
ルニ無水物、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル)プロパン、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ニ無水物が
好ましい。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。
(4)、一般式(5)のR6は、ジアミンの構造成分を
表しており、このジアミンとしては、芳香族環又は脂肪
族環を含有する炭素原子数5〜40の2〜4価の有機基
であることが好ましい。
−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジ
フェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルメタ
ン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−
ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフ
ェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルヒ
ド、4,4’−ジアミノジフェニルスルヒド、1,4−
ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ベンジン、m
−フェニレンジアミン、P−フェニレンジアミン、1,
5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミ
ン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、
ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス
(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス{4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル}エーテル、1,4−ビ
ス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’−ジメ
チル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジエ
チル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメ
チル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジエ
チル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,3,
3’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、
3,3’,4,4’−テトラメチル−4,4’−ジアミ
ノビフェニル、2,2’−ジ(トリフルオロメチル)−
4,4’−ジアミノビフェニル、あるいはこれらの芳香
族環にアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物や、
脂肪族のシクロヘキシルジアミン、メチレンビスシクロ
ヘキシルアミンなどが挙げられる。
ニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテ
ル、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−
ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェ
ニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホ
ン、3,4’−ジアミノジフェニルスルヒド、4,4’
−ジアミノジフェニルスルヒド、m−フェニレンジアミ
ン、P−フェニレンジアミン、1,4−ビス(4−アミ
ノフェノキシ)ベンゼン等が好ましい。特に好ましくは
3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジ
アミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェ
ニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、
3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジ
アミノジフェニルスルホン、1,4−ビス(4−アミノ
フェノキシ)ベンゼンである。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。
(1)のR4は水素、または炭素数1〜20の有機基を
表している。得られるポジ型感光性樹脂前駆体溶液の安
定性からは、R3、R4は有機基が好ましいが、アルカリ
水溶液の溶解性より見ると水素が好ましい。本発明にお
いては、水素原子とアルキル基を混在させることができ
る。このR3、R4の水素と有機基の量を制御すること
で、アルカリ水溶液に対する溶解速度が変化するので、
この調整により適度な溶解速度を有したポジ型感光性樹
脂前駆体組成物を得ることができる。好ましい範囲は、
R3、R4の10%〜90%が水素原子であることであ
る。R3、R4の炭素数が20を越えるとアルカリ水溶液
に溶解しなくなる。以上よりR3、R4は、炭素数1〜1
6までの炭化水素基を少なくとも1つ以上含有し、その
他は水素原子であることが好ましい。
分である−NH−(R7)m−Xは、下記一般式(6)で
示され、これらは、末端封止剤である1級モノアミンに
由来する成分である。
構造成分である−CO−(R7)m−Yは、下記一般式
(7)および/または下記一般式(8)で示され、これ
らは、末端封止剤である酸無水物、モノカルボン酸、モ
ノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物から選ば
れるものに由来する成分である。
式(8)中、R7は−CR13R14−、−CH2O−、−C
H2SO2−より選ばれる2価の基を示し、R13、R14は
水素原子、水酸基、炭素数1から10までの炭化水素基
より選ばれる1価の基を示す。R10は水素原子、炭素数
1から10までの炭化水素基より選ばれる1価の基を示
す。なかでも水素原子、炭素数1から4の炭化水素基が
好ましく、特に好ましくは水素原子、メチル基、t−ブ
チル基である。R11、R12は、水素原子、炭素数1から
4までの炭化水素基より選ばれる1価の基あるいは、R
11とR12が直接結合することを示す0価の基を示す。ま
た、R8、R9は水素原子、水酸基、カルボキシル基、ス
ルホン酸基、チオール基、炭素数1から10までの炭化
水素基より選ばれ、少なくとも一つは水酸基、カルボキ
シル基、スルホン酸基、チオール基を示す。A,B,C
は炭素原子または、窒素原子である。mは0から10ま
で整数であり、好ましくは0から4の整数である。lは
0または1であり、好ましくは0である。iは0または
1であり、好ましくは0である。jは1〜3までの整数
であり、好ましくは1及び2である。k、t、uは0ま
たは1である。
は、具体的には、5−アミノ−8−ヒドロキシキノリ
ン、4−アミノ−8−ヒドロキシキノリン、1−ヒドロ
キシ−8−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−7−ア
ミノナフタレン、1−ヒドロキシ−6−アミノナフタレ
ン、1−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、1−ヒド
ロキシ−4−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−3−
アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−2−アミノナフタ
レン、1−アミノ−7−ヒドロキシナフタレン、2−ヒ
ドロキシ−7−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−6
−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−5−アミノナフ
タレン、2−ヒドロキシ−4−アミノナフタレン、2−
ヒドロキシ−3−アミノナフタレン、1−アミノ−2−
ヒドロキシナフタレン、1−カルボキシ−8−アミノナ
フタレン、1−カルボキシ−7−アミノナフタレン、1
−カルボキシ−6−アミノナフタレン、1−カルボキシ
−5−アミノナフタレン、1−カルボキシ−4−アミノ
ナフタレン、1−カルボキシ−3−アミノナフタレン、
1−カルボキシ−2−アミノナフタレン、1−アミノ−
7−カルボキシナフタレン、2−カルボキシ−7−アミ
ノナフタレン、2−カルボキシ−6−アミノナフタレ
ン、2−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−カル
ボキシ−4−アミノナフタレン、2−カルボキシ−3−
アミノナフタレン、1−アミノ−2−カルボキシナフタ
レン、2−アミノニコチン酸、4−アミノニコチン酸、
5−アミノニコチン酸、6−アミノニコチン酸、4−ア
ミノサリチル酸、5−アミノサリチル酸、6−アミノサ
リチル酸、3−アミノ−O−トルイック酸、アメライ
ド、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−ア
ミノ安息香酸、2−アミノベンゼンスルホン酸、3−ア
ミノベンゼンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン
酸、3−アミノ−4,6−ジヒドロキシピリミジン、2
−アミノフェノール、3−アミノフェノール、4−アミ
ノフェノール、5−アミノ−8−メルカプトキノリン、
4−アミノ−8−メルカプトキノリン、1−メルカプト
−8−アミノナフタレン、1−メルカプト−7−アミノ
ナフタレン、1−メルカプト−6−アミノナフタレン、
1−メルカプト−5−アミノナフタレン、1−メルカプ
ト−4−アミノナフタレン、1−メルカプト−3−アミ
ノナフタレン、1−メルカプト−2−アミノナフタレ
ン、1−アミノ−7−メルカプトナフタレン、2−メル
カプト−7−アミノナフタレン、2−メルカプト−6−
アミノナフタレン、2−メルカプト−5−アミノナフタ
レン、2−メルカプト−4−アミノナフタレン、2−メ
ルカプト−3−アミノナフタレン、1−アミノ−2−メ
ルカプトナフタレン、3−アミノ−4,6−ジメルカプ
トピリミジン、2−アミノチオフェノール、3−アミノ
チオフェノール、4−アミノチオフェノール等が挙げら
れる。
シキノリン、1−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、
1−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、1−ヒドロキ
シ−5−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−4−アミ
ノナフタレン、2−ヒドロキシ−7−アミノナフタレ
ン、2−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、2−ヒド
ロキシ−5−アミノナフタレン、1−カルボキシ−7−
アミノナフタレン、1−カルボキシ−6−アミノナフタ
レン、1−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−カ
ルボキシ−7−アミノナフタレン、2−カルボキシ−6
−アミノナフタレン、2−カルボキシ−5−アミノナフ
タレン、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4
−アミノ安息香酸、4−アミノサリチル酸、5−アミノ
サリチル酸、6−アミノサリチル酸、2−アミノベンゼ
ンスルホン酸、3−アミノベンゼンスルホン酸、4−ア
ミノベンゼンスルホン酸、3−アミノ−4,6−ジヒド
ロキシピリミジン、2−アミノフェノール、3−アミノ
フェノール、4−アミノフェノール、2−アミノチオフ
ェノール、3−アミノチオフェノール、4−アミノチオ
フェノール等が好ましい。
無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ
活性エステル化合物から選ばれるものとは、具体的に
は、無水フタル酸、無水マレイン酸、ナジック酸、シク
ロヘキサンジカルボン酸無水物、3−ヒドロキシフタル
酸無水物等の酸無水物、2−カルボキシフェノール、3
−カルボキシフェノール、4−カルボキシフェノール、
2−カルボキシチオフェノール、3−カルボキシチオフ
ェノール、4−カルボキシチオフェノール、1−ヒドロ
キシ−8−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−7
−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−6−カルボ
キシナフタレン、1−ヒドロキシ−5−カルボキシナフ
タレン、1−ヒドロキシ−4−カルボキシナフタレン、
1−ヒドロキシ−3−カルボキシナフタレン、1−ヒド
ロキシ−2−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−
8−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−7−カル
ボキシナフタレン、1−メルカプト−6−カルボキシナ
フタレン、1−メルカプト−5−カルボキシナフタレ
ン、1−メルカプト−4−カルボキシナフタレン、1−
メルカプト−3−カルボキシナフタレン、1−メルカプ
ト−2−カルボキシナフタレン、2−カルボキシベンゼ
ンスルホン酸、3−カルボキシベンゼンスルホン酸、4
−カルボキシベンゼンスルホン酸等のモノカルボン酸類
及びこれらのカルボキシル基が酸クロリド化したモノ酸
クロリド化合物及び、テレフタル酸、フタル酸、マレイ
ン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、3−ヒドロキシフ
タル酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、
1,2−ジカルボキシナフタレン、1,3−ジカルボキ
シナフタレン、1,4−ジカルボキシナフタレン、1,
5−ジカルボキシナフタレン、1,6−ジカルボキシナ
フタレン、1,7−ジカルボキシナフタレン、1,8−
ジカルボキシナフタレン、2,3−ジカルボキシナフタ
レン、2,6−ジカルボキシナフタレン、2,7−ジカ
ルボキシナフタレン等のジカルボン酸類のモノカルボキ
シル基だけが酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、
モノ酸クロリド化合物とN−ヒドロキシベンゾトリアゾ
ールやN−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジ
カルボキシイミドとの反応により得られる活性エステル
化合物、が挙げられる。
ン酸、ナジック酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水
物、3−ヒドロキシフタル酸無水物等の酸無水物、3−
カルボキシフェノール、4−カルボキシフェノール、3
−カルボキシチオフェノール、4−カルボキシチオフェ
ノール、1−ヒドロキシ−7−カルボキシナフタレン、
1−ヒドロキシ−6−カルボキシナフタレン、1−ヒド
ロキシ−5−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−
7−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−6−カル
ボキシナフタレン、1−メルカプト−5−カルボキシナ
フタレン、3−カルボキシベンゼンスルホン酸、4−カ
ルボキシベンゼンスルホン酸等のモノカルボン酸類及び
これらのカルボキシル基が酸クロリド化したモノ酸クロ
リド化合物及びテレフタル酸、フタル酸、マレイン酸、
シクロヘキサンジカルボン酸、1,5−ジカルボキシナ
フタレン、1,6−ジカルボキシナフタレン、1,7−
ジカルボキシナフタレン、2,6−ジカルボキシナフタ
レン等のジカルボン酸類のモノカルボキシル基だけが酸
クロリド化したモノ酸クロリド化合物、モノ酸クロリド
化合物とN−ヒドロキシベンゾトリアゾールやN−ヒド
ロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミ
ドとの反応により得られる活性エステル化合物等が好ま
しい。
は、全アミン成分に対して、0.1〜60モル%の範囲
が好ましく、特に好ましくは5〜50モル%である。
成分の導入割合は、ジアミン成分に対して、0.1〜1
00モル%の範囲が好ましく、特に好ましくは5〜90
モル%である。
(4)、一般式(5)のnは本発明のポリマーの構造単
位の繰り返し数を示しており、10〜100000の範
囲であることが好ましい。
に、耐熱性を低下させない範囲でR1、R2にシロキサン
構造を有する脂肪族の基を共重合してもよい。具体的に
は、ジアミン成分として、ビス(3−アミノプロピル)
テトラメチルジシロキサン、ビス(p−アミノ−フェニ
ル)オクタメチルペンタシロキサンなどを1〜10モル
%共重合したものなどがあげられる。
耐熱性樹脂前駆体は、ジアミンの一部をモノアミンであ
る末端封止剤に置き換えてまたは、酸ニ無水物を、モノ
カルボン酸、酸無水物、モノ酸クロリド化合物、モノ活
性エステル化合物である末端封止剤に置き換えて、合成
される。例えば、低温中でテトラカルボン酸2無水物と
ジアミン化合物(一部をモノアミンである末端封止剤に
置換)を反応させる方法、低温中でテトラカルボン酸ニ
無水物(一部を酸無水物またはモノ酸クロリド化合物あ
るいはモノ活性エステル化合物である末端封止剤に置
換)とジアミン化合物を反応させる方法、テトラカルボ
ン酸2無水物とアルコールとによりジエステルを得、そ
の後ジアミン(一部をモノアミンである末端封止剤に置
換)と縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボ
ン酸2無水物とアルコールとによりジエステルを得、そ
の後残りのジカルボン酸を酸クロリド化し、ジアミン
(一部をモノアミンである末端封止剤に置換)と反応さ
せる方法などの方法を利用して合成することができる。
使用の末端封止剤は、以下の方法で容易に検出できる。
例えば、末端封止剤が導入されたポリマーを、酸性溶液
に溶解し、ポリマーの構成単位であるアミン成分と酸無
水成分に分解、これをガスクロマトグラフィー(GC)
や、NMR測定することにより、本発明に使用の末端封
止剤を容易に検出できる。これとは別に、末端封止剤が
導入されたポリマー成分を直接、熱分解ガスクロクロマ
トグラフ(PGC)や赤外スペクトル及びC13NMR
スペクトル測定でも、容易に検出可能である。
(1)〜(5)のいずれかで表される構造単位のみから
なるものであっても良いし、他の構造単位との共重合体
あるいはブレンド体であっても良い。その際、一般式
(1)〜(5)のいずれかで表される構造単位を50モ
ル%以上含有していることが好ましい。共重合あるいは
ブレンドに用いられる構造単位の種類および量は最終加
熱処理によって得られるポリイミド系ポリマの耐熱性を
損なわない範囲で選択することが好ましい。
化合物としては、25℃における塩基解離定数(pK
b)が7以上であるものが好ましい。さらにエチレン性
不飽和結合を含む有機基を有さないものが好ましい。エ
チレン性不飽和結合を含む塩基性含窒素化合物を用いる
と露光部が架橋反応を起こし、アルカリ現像液に対する
溶解性が低下し、ポジ型パターンを得ることが困難にな
ることがある。ここで使用されるPKbは塩基性含窒素
化合物の酸解離定数PKaから容易に算出される。本発
明に用いる塩基性含窒素化合物は好ましくは下記一般式
(9)で示されるものである。
たは異なっていてもよく、無置換または水素または炭素
数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6の窒素を1つ以上
含むアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル
基、シクロヘキシル基、t-ブチルシクロヘキシル基、炭
素数2〜6のアシル基、炭素数6〜20の置換もしくは
非置換のアリール基または炭素数5〜20の置換もしく
は非置換の窒素を1つ以上含むアリール基を示す。ここ
でR15とR16とR17の3つのうち2つまたは3つすべて
は結合して脂肪族環または芳香族環を形成してもよい。
物としては、環状アミンまたは環状置換基を有するもの
が好ましい。このような化合物としては具体的にはジフ
ェニルアミン、トリフェニルアミン、N−メチル−ピロ
リドン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、1,1
0−フェナントロリン、置換もしくは未置換のアニリ
ン、置換もしくは未置換のピラジン、置換もしくは未置
換のピリダジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置
換もしくは未置換のピリジン、置換もしくは未置換のキ
ノリン、置換もしくは未置換のイソキノリン、置換もし
くは未置換のキノキサリン、置換もしくは未置換のシノ
リン、置換もしくは未置換のナフチルアミンなどが挙げ
られる。好ましい置換基は、アルキル基、アルコキシ
基、アシル基、アリール基、ニトロ基、水酸基、シアノ
基である。
としては、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、N
−シクロヘキシル−2−ピロリドン、1,10−フェナ
ントロリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエ
チルアニリン、N−シクロヘキシルアニリン、o−フェ
ネチジン、p−フェネチジン、m−フェネチジン、o−ト
ルイジン、p−トルイジン、m−トルイジン、2,3−ル
チジン、2,4−ルチジン、3,5−ルチジン、2,6
−ルチジン、2−メチルピラジン、2−アミノピリミジ
ン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、シノリン
等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。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。
これらの塩基性含窒素化合物を添加することで、得られ
る樹脂組成物は露光前はアルカリ現像液にほとんど溶解
せず、露光すると容易にアルカリ現像液に溶解するため
に、現像による膜減りが少なく、かつ微細パターンを解
像することができる。
しては、ポリマー100重量部に対して、好ましくは
0.01から10重量部であり、さらに好ましくは0.
1から5重量部の範囲である。
たキノンジアジド化合物としては、フェノール性水酸基
を有する化合物にナフトキノンジアジドのスルホン酸が
エステルで結合した化合物が好ましい。ここで用いられ
るフェノール性水酸基を有する化合物としては、Bis
−Z、BisP−EZ、TekP−4HBPA、Tri
sP−HAP、TrisP−PA、BisOCHP−
Z、BisP−MZ、BisP−PZ、BisP−IP
Z、BisOCP−IPZ、BisP−CP、BisR
S−2P、BisRS−3P、BisP−OCHP、メ
チレントリス−FR−CR、BisRS−26X、Bi
s−PFP−PC(以上商品名、本州化学工業(株)
製)、BIR−OC、BIP−PC、BIR−PC、B
IR−PTBP、BIR−PCHP、BIP−BIOC
−F、4PC、BIR−BIPC−F、TEP−BIP
−A(以上、商品名、旭有機材工業(株)製)、ナフト
ール、テトラヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸メチ
ルエステル、ビスフェノールA、メチレンビスフェノー
ル、BisP−AP(商品名、本州化学工業(株)製)
などの化合物に4−ナフトキノンジアジドスルホン酸あ
るいは5−ナフトキノンジアジドスルホン酸をエステル
結合で導入したものが好ましいものとして例示すること
が出来るが、これ以外の化合物を使用することもでき
る。
ド化合物の分子量が1000以上になると、その後の熱
処理においてナフトキノンジアジド化合物が十分に熱分
解しないために、得られる膜の耐熱性が低下する、機械
特性が低下する、接着性が低下するなどの問題が生じる
可能性がある。このような観点より見ると、好ましいナ
フトキノンジアジド化合物の分子量は300から100
0である。さらに好ましくは、350から800であ
る。このようなナフトキノンジアジド化合物の添加量と
しては、ポリマー100重量部に対して、好ましくは1
から50重量部である。
成物のアルカリ現像性を補う目的で、上記フェノール性
水酸基を有する化合物をナフトキノンジアジドでエステ
ル化せずそのまま用いても構わない。このフェノール性
水酸基を有する化合物を添加することで得られる樹脂組
成物は、露光前はアルカリ現像液にほとんど溶解せず、
露光すると容易にアルカリ現像液に溶解するために、現
像による膜減りが少なく、かつ短時間で現像が容易にな
る。この場合、フェノール性水酸基を有する化合物の添
加量としては、ポリマー100重量部に対して、好まし
くは1から50重量部であり、さらに好ましくは3から
40重量部の範囲である。
駆体組成物と基板との塗れ性を向上させる目的で界面活
性剤、乳酸エチルやプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートなどのエステル類、エタノールなどの
アルコール類、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケ
トンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン
などのエーテル類を混合しても良い。また、2酸化ケイ
素、2酸化チタンなどの無機粒子、あるいはポリイミド
の粉末などを添加することもできる。
接着性を高めるために、シランカップリング剤、チタン
キレート剤などを感光性耐熱性樹脂前駆体組成物のワニ
スに0.5から10重量%添加したり、下地基板をこの
ような薬液で前処理したりすることもできる。
キシジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、などのシランカップリング剤、チタンキレー
ト剤、アルミキレート剤をワニス中のポリマーに対して
0.5から10重量%添加する。
リング剤をイソプロパノール、エタノール、メタノー
ル、水、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、乳酸エチル、アジピン酸ジエチルな
どの溶媒に0.5から20重量%溶解させた溶液をスピ
ンコート、浸漬、スプレー塗布、蒸気処理などで表面処
理をする。場合によっては、その後50℃から300℃
までの温度をかけることで、基板と上記カップリング剤
との反応を進行させる。
を用いて耐熱性樹脂パターンを形成する方法について説
明する。
する。基板としてはシリコンウエハ、セラミックス類、
ガリウムヒ素、ソーダ硝子、石英硝子などが用いられる
が、これらに限定されない。塗布方法としてはスピンナ
を用いた回転塗布、スプレー塗布、ロールコーティング
などの方法がある。また、塗布膜厚は、塗布手法、組成
物の固形分濃度、粘度などによって異なるが通常、乾燥
後の膜厚が、0.1から10μmになるように塗布され
る。
基板を乾燥して、感光性耐熱性前駆体組成物皮膜を得
る。乾燥はオーブン、ホットプレート、赤外線などを使
用し、50度から180度の範囲で1分から数時間行う
のが好ましい。
上に所望のパターンを有するマスクを通して化学線を照
射し、露光する。露光に用いられる化学線としては紫外
線、可視光線、電子線、X線などがあるが、本発明では
水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g
線(436nm)を用いるのが好ましい。
光後、現像液を用いて露光部を除去することによって達
成される。現像液としては、テトラメチルアンモニウム
の水溶液、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノ
ール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミ
ン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミ
ノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノ
エチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルカリ性
を示す化合物の水溶液が好ましい。また場合によって
は、これらのアルカリ水溶液に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、γ−ブチロラ
クロン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶媒、メタ
ノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコー
ル類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートなどのエステル類、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソ
ブチルケトンなどのケトン類などを単独あるいは数種を
組み合わせたものを添加してもよい。現像後は水にてリ
ンス処理をする。ここでもエタノール、イソプロピルア
ルコールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステ
ル類などを水に加えてリンス処理をしても良い。
えて耐熱性樹脂皮膜に変換する。この加熱処理は温度を
選び、段階的に昇温するか、ある温度範囲を選び連続的
に昇温しながら5分から5時間実施する。一例として
は、130度、200度、350度で各30分づつ熱処
理する。あるいは室温より250度まで2時間かけてま
たは、400度まで2時間かけて直線的に昇温するなど
の方法が挙げられる。
より形成した耐熱性樹脂皮膜は、半導体のパッシベーシ
ョン膜、半導体素子の保護膜、有機電界発光素子の絶縁
層などの用途に用いられる。
するが、本発明はこれらの例によって限定されるもので
はない。なお、実施例中の感光性耐熱性樹脂前駆体組成
物の評価は以下の方法により行った。
組成物(以下ワニスと呼ぶ)をプリベーク後の膜厚が2
μmとなるように塗布し、ついでホットプレ−ト(大日
本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて、
120℃で2分プリベークすることにより、感光性ポリ
イミド前駆体膜を得た。
02を使用し、屈折率1.64で測定を行った。
501F)に、ニコンテストパターンをセットし、紫外
線強度10mW/cm2(365nm換算)で、所定の
時間、紫外線全波長露光を行った。
らなる現像液を用い、23℃60秒間浸漬現像を実施し
た。次いで水にて30秒間リンス処理後、乾燥した。
00 感度の算出 露光、現像後、20μmのライン・アンド・スペースパ
ターン(1L/1S)を1対1の幅に形成する露光量
(以下、これを最適露光量という)を求めた。
ターン(1L/1S)を1対1の幅に形成する最適露光
量における最小のパターン寸法を解像度とした。
値は文献「CRC Handbook of Chem
istry and Physics」及び「丸善 化
学便覧」から引用した。また公知の文献に記載の無い塩
基性含窒素化合物のPKa値を求める場合には、0.1
規定の塩基性含窒素化合物水溶液を25℃で調製し、市
販のPHメーターでPH測定を行うことによりPKa値
は容易に推定される。トリエチルアミン0.1規定水溶
液を調製し、新電元工業(株)製PHBOY−P1を用
いて測定した結果、PH=11.8となりPKa=PH
+log0.1=10.8と算出された。トリエチルア
ミンの前記文献値は10.72であり、ほぼ同じ値が得
られた。
成 乾燥窒素気流下、4−カルボキシ安息香酸クロリド1
8.5g(0.1モル)とヒドロキシベンゾトリアゾー
ル13.5g(0.1モル)をテトラヒドロフラン(T
HF)100gに溶解させ、−15℃に冷却した。ここ
にTHF50gに溶解させたトリエチルアミン10g
(0.1モル)を反応液の温度が0℃を越えないように
滴下した。滴下終了後、25℃で4時間反応させた。こ
の溶液をロータリーエバポレーターで濃縮して、活性エ
ステル化合物(a)を得た。
ルジクロリド溶液(b)の合成 乾燥窒素気流下、ピロメリット酸ニ無水物17.4g
(0.08モル)、エチルアルコール36.9g(0.
8モル)を95℃6時間攪拌反応させた。余剰のエタノ
ールを減圧下、留去して、ピロメリット酸ジエチルエス
テルを得た。ついで塩化チオニルを95.17g(0.
8モル)、テトラヒドロフラン(THF)70gを仕込
み40℃で3時間反応させた。つづいて、N−メチル−
ピロリドン200gを添加し、減圧により、余剰の塩化
チオニル及びTHFを除去し、ピロメリット酸ジエチル
エステルジクロリド溶液(b)227.8g(0.08
モル)を得た。
ェノンテトラカルボン酸ジエチルエステルジクロリド溶
液(c)の合成 乾燥窒素気流下、3,3’,4,4’−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸ニ無水物25.78g(0.08モ
ル)、エタノール36.90g(0.8モル)を95℃
6時間攪拌反応させた。余剰のエタノールを減圧下、留
去して、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸ジエチルエステルを得た。ついで塩化チオニル
を95.17g(0.8モル)、テトラヒドロフラン
(THF)70gを仕込み40℃で3時間反応させた。
つづいて、N−メチルピロピドン200gを添加し、減
圧により、余剰の塩化チオニル及びTHFを除去し、
3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
ジエチルエステルジクロリド溶液(c)233.15g
(0.08モル)を得た。
合成 乾燥窒素気流下、TrisP−PA(商品名、本州化学
工業(株)製)21.23g(0.05モル)と5−ナ
フトキノンジアジドスルホニル酸クロリド33.58g
(0.125モル)を1,4−ジオキサン450gに溶
解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50
gと混合させたトリエチルアミン12.65g(0.1
25モル)を系内が35℃以上にならないように滴下し
た。滴下後30℃で2時間攪拌した。トリエチルアミン
塩を濾過し、ろ液を水に投入させた。その後、析出した
沈殿をろ過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥さ
せ、キノンジアジド化合物(1)を得た。
合成 乾燥窒素気流下、TrisP−HAP(商品名、本州化
学工業(株)製)、15.31g(0.05モル)と5
−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド40.2
8g(0.15モル)を1,4−ジオキサン450gに
溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン5
0gと混合させたトリエチルアミン15.18g(0.
15モル)を用い、合成例4と同様にしてキノンジアジ
ド化合物(2)を得た。
合成 乾燥窒素気流下、4−イソプロピルフェノール6.81
g(0.05モル)と5−ナフトキノンジアジドスルホ
ニル酸クロリド13.43g(0.05モル)を1,4
−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここ
に、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチル
アミン5.06gを用い、合成例4と同様にしてを用
い、キノンジアジド化合物(3)を得た。
合成 乾燥窒素気流下、ビスフェノールA 11.41g
(0.05モル)と4−ナフトキノンジアジドスルホニ
ル酸クロリド26.86g(0.1モル)を1,4−ジ
オキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、
1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミ
ン10.12gを用い、合成例4と同様にしてキノンジ
アジド化合物(4)を得た。
フェニル)プロパン6.57g(0.016モル)をN
−メチル−2−ピロリドン(NMP)50gに溶解させ
た。ここにビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スル
ホン二無水物5.73g(0.016モル)をNMP1
4gとともに加えて、20℃で1時間反応させ、次いで
50℃で4時間反応させた。その後、N,N−ジメチル
ホルムアミドジメチルアセタール7.14g(0.06
モル)をNMP5gで希釈した溶液を10分かけて滴下
した。滴下後、50℃で3時間攪拌した。反応終了後、
溶液を水1lに投入して、ポリマー固体の沈殿をろ過で
集めた。ポリマー固体を80℃の真空乾燥機で40時間
乾燥した。
0gを計り、上記に示したナフトキノンジアジド化合物
(1)2.4g、塩基性含窒素化合物としてメチルアミ
ノピラジン0.2gをN−メチル−2−ピロリドン30
gに加えて感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスAを
得た。得られたワニスを用いて前記のように、シリコン
ウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現
像し、ワニスの感度、解像度について評価を行った。
製)22.38g(0.075モル)、1,3−ビス
(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.
86g(0.0075モル)、ピリジン11.93g
(0.151モル)をN−メチル−2−ピロリドン(N
MP)50gに溶解させた。ここに、ピロメリット酸ジ
エチルエステルジクロリド溶液(a)216.8g
(0.151モル)を、系内が10℃以上にならないよ
うに滴下した。滴下後、室温で6時間攪拌した。反応終
了後、溶液を水2lに投入して、ポリマー固体の沈殿を
ろ過で集めた。ポリマー固体を80℃の真空乾燥機で2
0時間乾燥した。
を計り、上記に示したナフトキノンジアジド化合物
(2)2.9g、塩基性含窒素化合物としてジフェニル
アミン0.4g、ビニルトリメトキシシラン0.3gと
をガンマブチロラクトン70gに溶解させて感光性ポリ
イミド前駆体組成物のワニスBを得た。得られたワニス
を用いて前記のように、シリコンウエハ上に感光性ポリ
イミド前駆体膜を作製、露光、現像し、ワニスの感度、
残膜率、解像度について評価を行った。
ル10.89g(0.054モル)、1,3−ビス(3
−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.86
g(0.0075モル)、末端封止剤として、3−アミ
ノフェノール(東京化成工業(株)製)2.05g
(0.019モル)をN−メチル−2−ピロリドン(N
MP)20gに溶解させた。ここにビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)エーテルニ無水物23.27g
(0.075モル)をNMP15gとともに加えて、2
0℃で1時間反応させ、次いで50℃で4時間反応させ
た。その後、N,N−ジメチルホルムアミドジメチルア
セタール15.19g(0.127モル)をNMP4g
で希釈した溶液を10分かけて滴下した。滴下後、50
℃で3時間攪拌した。続いて、NMP123.9gを加
えた。
ジアジド化合物(1)7.0g、塩基性含窒素化合物と
してN,N−ジメチルアニリン2.0gを加えて感光性
ポリイミド前駆体組成物のワニスCを得た。得られたワ
ニスを用いて前記のように、シリコンウエハ上に感光性
ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像し、ワニスの感
度、残膜率、解像度について評価を行った。
ル10.14g(0.051モル)、1,3−ビス(3
−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.86
g(0.0075モル)、末端封止剤として、1−カル
ボキシ−5−アミノナフタレン(東京化成工業(株)
製)6.31g(0.034モル)、ピリジン11.9
3g(0.151モル)をN−メチル−2−ピロリドン
(NMP)50gに溶解させた。ここに、ピロメリット
酸ジエチルエステルジクロリド溶液(a)216.8g
(0.076モル)を、系内が10℃以上にならないよ
うに滴下した。滴下後、室温で6時間攪拌した。反応終
了後、溶液を水2lに投入して、ポリマー固体の沈殿を
ろ過で集めた。ポリマー固体を80℃の真空乾燥機で2
0時間乾燥した。
を計り、上記に示したナフトキノンジアジド化合物
(2)2.9g、塩基性含窒素化合物として2−ナフチ
ルアミン0.4g、ビニルトリメトキシシラン0.3g
とをガンマブチロラクトン70gに溶解させて感光性ポ
リイミド前駆体組成物のワニスDを得た。得られたワニ
スを用いて前記のように、シリコンウエハ上に感光性ポ
リイミド前駆体膜を作製、露光、現像し、ワニスの感
度、残膜率、解像度について評価を行った。
ン12.42g(0.016モル)、1,3−ビス(3
−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.39
g(0.0056モル)、末端封止剤として、活性エス
テル化合物(a)5.38g(0.019モル)、ピリ
ジン7.03g(0.089モル)をN−メチル−2−
ピロリドン(NMP)50gに溶解させ、室温で2時間
反応した。ここに、3,3’、4,4’−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸ジエチルエステルジクロリド溶液
(c)128.2g(0.044モル)を、系内が10
℃以上にならないように滴下した。滴下後、室温で6時
間攪拌した。反応終了後、溶液を水2lに投入して、ポ
リマー固体の沈殿をろ過で集めた。ポリマー固体を80
℃の真空乾燥機で20時間乾燥した。このようにして得
たポリマーの固体10gを計り、上記に示したナフトキ
ノンジアジド化合物(3)1.7g、塩基性含窒素化合
物として2,4−ルチジン0.1gをN−メチルピロリ
ドン70gに溶解させて感光性ポリイミド前駆体組成物
のワニスEを得た。得られたワニスを用いて前記のよう
に、シリコンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作
製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度につ
いて評価を行った。
9.91g(0.056モル)、1,3−ビス(3−ア
ミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.1.39
g(0.0056モル)、末端封止剤として、3−ヒド
ロキシフタル酸無水物(東京化成工業(株)製)3.1
2g(0.019モル)をN−メチル−2−ピロリドン
(NMP)50gに溶解させた。ここにビス(3,4−
ジカルボキシフェニル)エーテルニ無水物13.65g
(0.044モル)をNMP14gとともに加えて、2
0℃で1時間反応させ、次いで50℃で4時間反応させ
た。その後、N,N−ジメチルホルムアミドジメチルア
セタール16.09g(0.135モル)をNMP5g
で希釈した溶液を10分かけて滴下した。滴下後、50
℃で3時間攪拌した。続いて、NMP125gを加え
た。
フトキノンジアジド化合物(4)8.0g、塩基性含窒
素化合物としてジフェニルアミン0.7gを溶解させて
感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスFを得た。得ら
れたワニスを用いて前記のように、シリコンウエハ上に
感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像し、ワニ
スの感度、残膜率、解像度について評価を行った。
(0.016モル)、1,3−ビス(3−アミノプロピ
ル)テトラメチルジシロキサン1.39g(0.005
6モル)、ピリジン6.16g(0.078モル)をN
−メチル−2−ピロリドン(NMP)50gに溶解さ
せ、室温で2時間反応した。ここに、3,3’,4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジエチルエステ
ルジクロリド溶液(b)113.66g(0.039モ
ル)を、系内が10℃以上にならないように滴下した。
滴下後、室温で4時間攪拌した。つづいて、末端封止剤
として、無水マレイン酸1.47g(0.015モル)
を添加し、50℃で3時間攪拌反応した。反応終了後、
溶液を水2lに投入して、ポリマー固体の沈殿をろ過で
集めた。ポリマー固体を80℃の真空乾燥機で20時間
乾燥した。
gに上記に示したナフトキノンジアジド化合物(2)2
g、塩基性含窒素化合物として2,4−ルチジン0.1
gとジフェニルアミン0.1gとをNMP70gに溶解
させて感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスGを得
た。得られたワニスを用いて前記のように、シリコンウ
エハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像
し、ワニスの感度、残膜率、解像度について評価を行っ
た。
ル10.01g(0.05モル)、1,3−ビス(3−
アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン0.65g
(0.0026モル)、末端封止剤として、4−カルボ
キシ安息香酸クロリド5.82g(0.029モル)、
ピリジン8.11g(0.103モル)をN−メチル−
2−ピロリドン(NMP)50gに溶解させた。ここ
に、ピロメリット酸ジエチルエステルジクロリド溶液
(b)104.6g(0.037モル)を、系内が10
℃以上にならないように滴下した。滴下後、室温で6時
間攪拌した。反応終了後、溶液を水2lに投入して、ポ
リマー固体の沈殿をろ過で集めた。ポリマー固体を80
℃の真空乾燥機で20時間乾燥した。
を計り、上記に示したナフトキノンジアジド化合物
(1)2g、塩基性含窒素化合物としてN、N−ジメチ
ルアニリン0.1g、ビニルトリメトキシシラン0.3
g、フェノール性水酸基を有する化合物としてTris
P−PA1.0gとをガンマブチロラクトン70gに溶
解させて感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスHを得
た。得られたワニスを用いて前記のように、シリコンウ
エハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像
し、ワニスの感度、残膜率、解像度について評価を行っ
た。
89gを12.77g(0.064モル)に変更し、末
端封止剤を用いない他は、実施例3と同様に行い、感光
性ポリイミド前駆体組成物のワニスIを得た。得られた
ワニスを用いて前記のように、シリコンウエハ上に感光
性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像し、ワニスの
感度、残膜率、解像度について評価を行った。
に行い、感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスJを得
た。得られたワニスを用いて前記のように、シリコンウ
エハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像
し、ワニスの感度、残膜率、解像度について評価を行っ
た。
グ蒸着法によって厚さ130nmのITO透明電極膜が
形成されたガラス基板を120×100mmの大きさに
切断した。ITO基板上にフォトレジストを塗布して、
通常のフォトリソグラフィ法による露光・現像によって
パターニングした。ITOの不要部分をエッチングして
除去した後、フォトレジストを除去することで、ITO
膜をストライプ形状にパターニングした。このストライ
プ状第一電極は100μmピッチである。
調整をNMPを用いて行い、スピンコート法により第一
電極を形成した基板上に塗布し、ホットプレート上で1
20℃で3分間プリベークした。この膜にフォトマスク
を介してUV露光した後、2.38%TMAH水溶液で
露光部分のみを溶解させることで現像し、純水でリンス
した。得られたポリイミド前駆体パターンをクリーンオ
ーブン中の窒素雰囲下で180℃、30分、さらに32
0℃で60分間加熱してキュアし、絶縁層を第一電極の
エッジを覆うように形成した。絶縁層の厚さは約1μm
であった。
電界発光装置の作製を行った。発光層を含む薄膜層は、
抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって形成した。基
板有効エリア全面に蒸着して正孔輸送層を形成し、シャ
ドーマスクを用いて発光層、第二電極のアルミニウムを
形成した。
基板と封止用ガラス板とを硬化性エポキシ樹脂を用いて
貼り合わせることで封止した。このようにしてITOス
トライプ状第一電極上に、パターニングされた発光層が
形成され、第一電極と直交するようにストライプ状第二
電極が配置された単純マトリクス型カラー有機電界発光
装置を作製した。本表示装置を線順次駆動したところ、
良好な表示特性を得ることができた。絶縁層の境界部分
で薄膜層や第二電極が、薄くなったり段切れを起こすよ
うなこともなく、スムーズに成膜されたので、発光領域
内での輝度ムラは認められず、安定な発光が得られた。
まだ断面は順テーパーになっていた。
0℃で30分にした他は、実施例11と同様にして、単
純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。本
表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラも認められ
ず良好な表示特性を得ることができた。
0℃で30分にした他は、実施例11と同様にして、単
純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。本
表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラも認められ
ず良好な表示特性を得ることができた。
0℃で30分にした他は、実施例11と同様にして、単
純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。本
表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラも認められ
ず良好な表示特性を得ることができた。
0℃で60分にした他は、実施例11と同様にして、単
純マトリクス型カラー有機電界発光装置を作製した。本
表示装置を線順次駆動したところ、輝度ムラも認められ
ず良好な表示特性を得ることができた。
トリエチルアミンに変更した他は、実施例1と同様に行
い、感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスKを得た。
得られたワニスを用いて前記のように、シリコンウエハ
上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露光、現像し、
ワニスの感度、残膜率、解像度について評価を行った。
2と同様に行い、感光性ポリイミド前駆体組成物のワニ
スLを得た。得られたワニスを用いて前記のように、シ
リコンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露
光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度について評
価を行った。
2,4−ルチジンをトリエタノールアミンに変更した他
は、実施例5と同様に行い、感光性ポリイミド前駆体組
成物のワニスMを得た。得られたワニスを用いて前記の
ように、シリコンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜
を作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度
について評価を行った。
ない他は、実施例6と同様に行い、感光性ポリイミド前
駆体組成物のワニスNを得た。得られたワニスを用いて
前記のように、シリコンウエハ上に感光性ポリイミド前
駆体膜を作製、露光、現像し、ワニスの感度、残膜率、
解像度について評価を行った。
2,4−ルチジンとジフェニルアミンをメタクリル酸ジ
メチルアミノエチル0.2gに変更した他は、実施例7
と同様に行い、感光性ポリイミド前駆体組成物のワニス
Oを得た。得られたワニスを用いて前記のように、シリ
コンウエハ上に感光性ポリイミド前駆体膜を作製、露
光、現像し、ワニスの感度、残膜率、解像度について評
価を行った。
については表1に示した。
でき、解像度、感度、残膜率の優れたポジ型の感光性樹
脂前駆体組成物を得ることができる。
Claims (6)
- 【請求項1】(a)アルカリ水溶液可溶性ポリイミド前
駆体またはポリイミドと、(b)25℃における塩基解
離定数(PKb)が7以上である塩基性含窒素化合物
と、(c)エステル化したキノンジアジド化合物を含有
することを特徴とするポジ型感光性樹脂前駆体組成物。 - 【請求項2】(a)成分のアルカリ水溶液可溶性ポリイ
ミド前駆体またはポリイミドが、一般式(1)で表され
る構造単位を主成分とすることを特徴とする請求項1記
載のポジ型感光性樹脂前駆体組成物。 【化1】 (式中R1は少なくとも2個以上の炭素原子を有する3価
から8価の有機基、R 2は、少なくとも2個以上の炭素
原子を有する2価から8価の有機基、R3およびR4は同
じでも異なっていてもよく水素、または炭素数1から2
0までの有機基を示す。nは10から100000まで
の整数、rは1または2の整数、p、q、sは0から2
までの整数を示す。p+q>0である。) - 【請求項3】(a)成分のアルカリ水溶液可溶性ポリイ
ミド前駆体またはポリイミドのポリマー主鎖末端が、カ
ルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チ
オール基より少なくとも一つ選ばれる基を有することを
特徴とする請求項1記載のポジ型感光性樹脂前駆体組成
物。 - 【請求項4】請求項3記載の(a)成分が、一般式
(2)および/または一般式(3)で表される構造単位
を主成分とすることを特徴とするポジ型感光性樹脂前駆
体組成物。 【化2】 (式中R5は4価の有機基、R6は2価の有機基、R3は水
素、または炭素数1から20までの有機基、R7は2価
の有機基、Xは、カルボキシル基、フェノール性水酸
基、スルホン酸基、チオール基より少なくとも一つ選ば
れる基を有する2から6価の有機基を示す。nは10か
ら100000までの整数、mは0から10までの整数
を示す。) - 【請求項5】請求項3記載の(a)成分が、一般式
(4)および/または一般式(5)で表される構造単位
を主成分とすることを特徴とするポジ型感光性樹脂前駆
体組成物。 【化3】 (式中R5は4価の有機基、R6は2価の有機基、R3は水
素、または炭素数1から20までの有機基、R7は2価
の有機基、Yは、カルボキシル基、フェノール性水酸
基、スルホン酸基、チオール基より少なくとも一つ選ば
れる基を有する2から6価の有機基を示す。nは10か
ら100000までの整数、mは0から10までの整数
を示す。) - 【請求項6】一般式(2)、一般式(3)、一般式
(4)、一般式(5)のいずれか一つがm=0であるこ
とを特徴とする請求項4または5記載のポジ型感光性樹
脂前駆体組成物。
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