JP2005316096A - Method for manufacturing patterned polyimide precursor film - Google Patents

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JP2005316096A JP2004133428A JP2004133428A JP2005316096A JP 2005316096 A JP2005316096 A JP 2005316096A JP 2004133428 A JP2004133428 A JP 2004133428A JP 2004133428 A JP2004133428 A JP 2004133428A JP 2005316096 A JP2005316096 A JP 2005316096A
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Yoshie Oyamaguchi
美枝 大山口
Katsuhiro Niwa
勝弘 丹羽
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a patterned polyimide precursor film which is peelable, without producing a portion of a photoresist as residue or dissolving remainder and will not give rise to cracking. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the patterned polyimide precursur film comprises subjecting the photoresist film on a polyimide pattern to a heat treatment for 30 seconds to 30 minutes at a temperature ranging from 40 to 100°C within 30 minutes, before a process of peeling the photoresist film with a peeling liquid after patterning the polyimide precursur film formed on a semiconductor wafer, having a difference in level of ≥2 microns with the photoresist. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子材料分野などで好適に用いられるパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法に関するものであり、詳しくは、フォトレジスト被膜の一部が残渣や溶け残りとして生ずることなく剥離可能で、クラックの発生しないパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a patterned polyimide precursor film that is suitably used in the field of electronic materials, and more specifically, it can be peeled off without causing a portion of the photoresist film as a residue or undissolved residue. The present invention relates to a method for producing a patterned polyimide precursor film in which cracks do not occur.

ポリイミドは、優れた耐熱性、電気特性および機械特性を有することから、半導体素子や配線の表面保護膜、多層配線基板の層間絶縁膜、およびストレスバッファーコートなどの用途に広く用いられている。これらのポリイミドからなるパターン形成方法において、フォトレジストをマスクにしてパターン加工した後、該ポリイミド上のフォトレジスト被膜を剥離液で剥離する工程がある。そして、フォトジストとしては、ナフトキノンジアジド系感光剤とノボラック系樹脂からなるフォトレジストが市販されており、その剥離液として、酢酸ブチル/キシレン(特許文献1参照)や酢酸エチル(特許文献2参照)が一般的に使用されていた。しかしながら、酢酸エチルと酢酸ブチルは、揮発性が高く刺激臭があり、しかも引火点がそれぞれ−4℃および22℃と低いため、クリーンルームに高価な防爆設備を設けなければならいという問題がある。また、剥離液に、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートやジエチレングリコールモノエチルエーテル(エチルカルビトール)を用いることも提案されている(特許文献3参照)が、これらの剥離液については安全性の点で問題がある。また、ポリイミド前駆体をフォトレジストでパターン加工し、基板を加熱した後に酢酸ブチルで剥離することにより、フォトレジストを安定性高く短時間で剥離することが可能であるとする提案がなされている(特許文献4参照)。   Since polyimide has excellent heat resistance, electrical properties, and mechanical properties, it is widely used in applications such as semiconductor device and wiring surface protective films, interlayer insulating films of multilayer wiring boards, and stress buffer coatings. In the pattern forming method made of these polyimides, there is a step of patterning with a photoresist as a mask and then stripping the photoresist film on the polyimide with a stripping solution. And as a photoist, the photoresist which consists of a naphthoquinone diazide type photosensitizer and a novolak-type resin is marketed, and butyl acetate / xylene (refer patent document 1) and ethyl acetate (refer patent document 2) as the peeling liquid. Was commonly used. However, ethyl acetate and butyl acetate have high volatility and an irritating odor, and have low flash points of −4 ° C. and 22 ° C., respectively. Therefore, there is a problem that expensive explosion-proof equipment must be provided in a clean room. In addition, it has also been proposed to use ethylene glycol monoethyl ether acetate or diethylene glycol monoethyl ether (ethyl carbitol) as the stripping solution (see Patent Document 3), but these stripping solutions are problematic in terms of safety. There is. In addition, it has been proposed that the polyimide precursor can be patterned with a photoresist, and the substrate can be heated and then peeled off with butyl acetate, whereby the photoresist can be peeled off in a short time with high stability ( (See Patent Document 4).

しかしながら、2ミクロン以上の段差を有する半導体ウエハ上に、ポリイミド前駆体をフォトレジストでパターン加工しフォトレジストを剥離すると、ポリイミド膜表面にクラックが生じ良好なパターン形成ができなくなるという課題があった。
特開昭60−247603号公報(6頁) 特開昭63−85602号公報(5頁) 特開平7−318725号公報(4〜5頁) 特開平6−275511号公報(4頁)
However, when a polyimide precursor is patterned with a photoresist on a semiconductor wafer having a level difference of 2 microns or more and the photoresist is peeled off, there is a problem in that a good pattern cannot be formed due to cracks on the surface of the polyimide film.
JP 60-247603 A (page 6) JP 63-85602 A (page 5) JP 7-318725 A (4-5 pages) JP-A-6-275511 (page 4)

そこで本発明の目的は、ポリイミド前駆体被膜にクラックが発生せず、フォトレジスト残渣やフォトレジスト溶け残りが生じないパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a patterned polyimide precursor film in which cracks do not occur in the polyimide precursor film, and no photoresist residue or photoresist remains undissolved.

すなわち、本発明のパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法は、2ミクロン以上の段差を有する半導体ウエハ上に形成されたポリイミド前駆体被膜をフォトレジストでパターン加工した後、ポリイミドパターン上のフォトレジスト被膜を剥離液で剥離する工程の前60分以内に、40〜100℃の範囲の温度で30秒〜30分間の加熱処理を施すことを特徴とするパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法である。   That is, the method for producing a patterned polyimide precursor coating according to the present invention includes patterning a polyimide precursor coating formed on a semiconductor wafer having a level difference of 2 microns or more with a photoresist, Production of a patterned polyimide precursor film characterized by performing a heat treatment for 30 seconds to 30 minutes at a temperature in the range of 40 to 100 ° C. within 60 minutes before the step of stripping the resist film with a stripper. Is the method.

また、本発明のパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法においては、剥離液が乳酸エチルを主成分とする剥離液であること、剥離液が乳酸エチル100%からなる剥離液であること、および、剥離液が乳酸エチルとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートからなり乳酸エチルが50%以上からなる剥離液であることが好ましい態様として含まれている。   In the method for producing a patterned polyimide precursor film of the present invention, the stripping solution is a stripping solution mainly composed of ethyl lactate, and the stripping solution is a stripping solution composed of 100% ethyl lactate, In addition, it is included as a preferred embodiment that the stripping solution is a stripping solution composed of ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate and composed of 50% or more of ethyl lactate.

本発明のポリイミドのパターン形成方法によれば、クラックのない良好なポリイミドパターンを、生産性良く得ることができる。   According to the polyimide pattern forming method of the present invention, a good polyimide pattern free of cracks can be obtained with high productivity.

本発明は、ポリイミドパターン上に形成されたフォトレジスト被膜を剥離する前に、所定の加熱処理を施すことにより、ポリイミド膜表面にクラックのない良好な非感光ポリイミド前駆体被膜を製造する方法である。以下、本発明のパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法について詳細に説明する。   The present invention is a method for producing a good non-photosensitive polyimide precursor film without cracks on the surface of a polyimide film by performing a predetermined heat treatment before peeling off the photoresist film formed on the polyimide pattern. . Hereinafter, the manufacturing method of the patterned polyimide precursor film of this invention is demonstrated in detail.

本発明で用いられる半導体ウエハは、2ミクロン以上の段差を有するもので、その代表例は半導体ウエハである。段差の上限は特には限定されないが20μm程度である。モーターやブレーキの制御や、インバーターに用いられる半導体は、パワー半導体として数量を延ばしている。半導体ウエハにおいては、微細化が進み高耐圧かつ高電流に耐えるようにするために、ウエハ上部に形成される電極は厚さが増大し2ミクロン以上の厚さを有するようになってきている。このため、電極と半導体を保護し、また、電極と信号線の接触部分を確保する材料とその加工プロセスについても、この段差に対して十分な信頼性を確保するために、より高度な特性が求められる。   The semiconductor wafer used in the present invention has a step of 2 microns or more, and a typical example is a semiconductor wafer. The upper limit of the step is not particularly limited, but is about 20 μm. Semiconductors used in motor and brake control and inverters are increasing in quantity as power semiconductors. In semiconductor wafers, the electrodes formed on the top of the wafer have increased in thickness and have a thickness of 2 microns or more in order to make the semiconductor wafer finer and withstand a high breakdown voltage and a high current. For this reason, the materials that protect the electrodes and the semiconductor, and the materials and processing processes that secure the contact portions between the electrodes and the signal lines also have more advanced characteristics in order to ensure sufficient reliability against this step. Desired.

本発明において、段差は、ポリイミド前駆体被膜を塗布しようとする下地における段差のことであり、具体的には、下地上に設けられたアルミニウムや銅などの金属で形成される電極、信号線の厚み分、および酸化ケイ素や窒化ケイ素などの無機化合物からなる絶縁層などの厚み分が段差の原因となる。   In the present invention, a level difference is a level difference in a base on which a polyimide precursor film is to be applied. Specifically, an electrode formed of a metal such as aluminum or copper provided on the base, a signal line The thickness and the thickness of the insulating layer made of an inorganic compound such as silicon oxide or silicon nitride cause the step.

また、本発明で用いられる半導体ウエハの材質としては、例えば、シリコンウエハー、金属、ガラス、金属酸化絶縁膜および窒化ケイ素などが挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of the material of the semiconductor wafer used in the present invention include, but are not limited to, a silicon wafer, metal, glass, a metal oxide insulating film, and silicon nitride.

本発明で用いられる半導体ウエハとしては、例えば、シリコンやゲルマニウム、ガリウム砒素などを結晶化させた円柱(インゴットと呼ぶ)をスライスして、薄く切り出した円盤状の板を挙げることができ、シリコンを原料とするものを特にシリコン・ウエハを挙げることができる。直径は、通常5インチや8インチ、12インチであり、ICなどの材料として使用される、基板の厚みは、通常0.5mm〜1.5mmである。これに回路パターンの露光やエッチングなど各種処理を施した後、個別に切り出したものがICチップになる。   Examples of the semiconductor wafer used in the present invention include a disk-shaped plate obtained by slicing a cylinder (called an ingot) crystallized from silicon, germanium, gallium arsenide, or the like. Examples of raw materials include silicon wafers. The diameter is usually 5 inches, 8 inches, or 12 inches, and the thickness of the substrate used as a material such as an IC is usually 0.5 mm to 1.5 mm. After various processing such as exposure and etching of the circuit pattern is performed on this, IC chips are individually cut out.

本発明で用いられるポリイミド前駆体としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、およびシクロブタンテトラカルボン酸二無水物などのテトラカルボン酸二無水物と、4,4´−ジアミノジフェニルエーテル、3,3´−ジアミノジフェニルスルホン、4,4´−ジアミノジフェニルメタン、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、メタフェニレンジアミン、およびパラフェニレンジアミンなどのジアミンとを、非プロトン性極性溶媒中で反応させて得られるポリイミド前駆体などが挙げられるが、これらに限定されない。非プロトン性極性溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトンなどが好ましく用いられるが、これらに限定されない。代表的な反応条件は、25℃から150℃の温度で行われる。   Examples of the polyimide precursor used in the present invention include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetra. Tetracarboxylic dianhydrides such as carboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, and cyclobutane tetracarboxylic dianhydride; and 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3, Reaction with diamines such as 3′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylmethane, bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, metaphenylenediamine, and paraphenylenediamine in an aprotic polar solvent. Examples thereof include, but are not limited to, polyimide precursors obtained. As the aprotic polar solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, γ-butyrolactone and the like are preferably used, but are not limited thereto. Typical reaction conditions are performed at temperatures from 25 ° C to 150 ° C.

本発明において、フォトレジストとしては、ポジ型のフォトレジストが好ましく用いられる。一般に、ナフトキノンジアジド系感光剤とノボラック系樹脂を主成分としており、市販品としては、東京応化製「OFPR」(登録商標)シリーズ、ヘキスト社製「AZ」シリーズなどが挙げられる。   In the present invention, a positive photoresist is preferably used as the photoresist. In general, a naphthoquinone diazide-based photosensitizer and a novolac-based resin are the main components, and commercially available products include “OFPR” (registered trademark) series manufactured by Tokyo Ohka, “AZ” series manufactured by Hoechst, and the like.

また、本発明において用いられるフォトレジスト剥離液は、乳酸エチルを主成分とする剥離液である。乳酸エチルは、一般にフォトレジスト溶媒としては用いられるが、ポリイミド前駆体を膨潤させる性質が強いため、これまでポリイミドを加工する工程での剥離液として用いられていなかった。本発明は、生産性高くクラックのないポリイミドのパターンを得るプロセスを提供するものである。   Further, the photoresist stripping solution used in the present invention is a stripping solution mainly composed of ethyl lactate. Ethyl lactate is generally used as a photoresist solvent, but has not been used as a stripping solution in the process of processing a polyimide because of its strong property of swelling a polyimide precursor. The present invention provides a process for obtaining a highly productive and crack-free polyimide pattern.

本発明において、フォトレジスト剥離液は、乳酸エチル100%の剥離液であってもよく、また、乳酸エチルに、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を50%以下加えた剥離液を用いることができる。この場合でも、乳酸エチルは50重量%以上とすることが好ましい。このように、乳酸エチルに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えることにより、フォトレジスト剥離液の乾燥を早めることが可能となる。   In the present invention, the photoresist stripping solution may be a 100% ethyl lactate stripping solution, or a stripping solution obtained by adding 50% or less of propylene glycol monomethyl ether acetate or the like to ethyl lactate can be used. Even in this case, ethyl lactate is preferably 50% by weight or more. Thus, by adding propylene glycol monomethyl ether acetate to ethyl lactate, it becomes possible to accelerate the drying of the photoresist stripping solution.

次に、本発明のパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法における加工方法について説明する。   Next, the processing method in the manufacturing method of the patterned polyimide precursor film of this invention is demonstrated.

まず、ポリイミド前駆体(組成物)を2μm以上の段差のある半導体ウエハ等の基板上に塗布する。ポリイミド前駆体の塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、およびロールコーティングなどの手段が可能であるが、本発明ではこれらに限定されない。ポリイミド前駆体の塗布膜厚は、塗布手段、組成物の固形分濃度、および粘度等によって調節することができるが、通常2〜30μmの範囲になるように塗布される。   First, a polyimide precursor (composition) is applied on a substrate such as a semiconductor wafer having a step of 2 μm or more. As a method for applying the polyimide precursor, means such as spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, and roll coating are possible, but the present invention is not limited to these. The coating thickness of the polyimide precursor can be adjusted by the coating means, the solid content concentration of the composition, the viscosity, and the like, but is usually applied in a range of 2 to 30 μm.

次に、ポリイミド前駆体を塗布した基板を乾燥して、ポリイミド前駆体被膜を得る。乾燥は、オーブン、ホットプレートおよび赤外線などを利用し、50〜180℃の範囲の温度で1分から数時間行うことが好ましい。   Next, the substrate coated with the polyimide precursor is dried to obtain a polyimide precursor film. Drying is preferably performed at a temperature in the range of 50 to 180 ° C. for 1 minute to several hours using an oven, a hot plate, infrared rays, and the like.

次に、フォトレジストをポリイミド前駆体被膜上に塗布し乾燥し、フォトレジスト被膜を形成する。フォトレジストの塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、およびロールコーティングなどの手段が可能であるが、本発明ではこれらに限定されない。乾燥は、オーブンやホットプレートなどを利用し、80〜120℃の範囲の温度で1分から数時間行うことが好ましい。   Next, a photoresist is applied on the polyimide precursor film and dried to form a photoresist film. As a method of applying the photoresist, means such as spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, and roll coating are possible, but the invention is not limited to these. Drying is preferably performed using an oven, a hot plate, or the like at a temperature in the range of 80 to 120 ° C. for 1 minute to several hours.

フォトレジスト被膜の膜厚は、好ましくは0.5〜10ミクロンであり、通常2〜5μmの範囲になるように塗布される。   The film thickness of the photoresist film is preferably 0.5 to 10 microns, and is usually applied in the range of 2 to 5 μm.

次に、所望のパターンを有するマスクを用い露光を行う。露光量は特に規定されないが、20〜500mJ/cmの範囲が好ましい。露光する波長は、感光する感度のある範囲であればいずれでもかまわないが、一般に超高圧水銀灯のg線(436nm)、h線(405nm)、i線(365nm)などが用いられる。 Next, exposure is performed using a mask having a desired pattern. Although the amount of exposure is not particularly defined, a range of 20 to 500 mJ / cm 2 is preferable. The exposure wavelength may be any as long as it has a sensitivity for photosensitivity, but g-line (436 nm), h-line (405 nm), i-line (365 nm), etc. of an ultrahigh pressure mercury lamp are generally used.

露光終了後、フォトレジストの現像液を用いてマスクパターンに従ってフォトレジストとともにポリイミド層を溶解させる。このとき用いられる現像液は、ポリイミド前駆体の構造に合わせて適当な現像液を選択することができるが、アンモニア、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、およびジエタノールアミンなどのアルカリ水溶液、あるいはアルコールなどの添加剤をアルカリ水溶液に加えたもの等を好ましく使用することができる。   After the exposure, the polyimide layer is dissolved together with the photoresist according to the mask pattern using a photoresist developer. As the developer used at this time, an appropriate developer can be selected in accordance with the structure of the polyimide precursor. However, an alkaline aqueous solution such as ammonia, tetramethylammonium hydroxide, and diethanolamine, or an additive such as alcohol can be used. What added to the aqueous alkali solution etc. can be used preferably.

次に、フォトレジストを剥離する前に加熱処理を行う。加熱処理は、ホットプレートなどを利用し、40〜100℃の範囲の温度で30秒〜30分間行うことが好ましい。特に、60〜90℃の範囲の温度で1分〜2分間行うことが好ましい。本発明においては、このフォトレジスト被膜を剥離する前の加熱処理は、剥離する工程の前60分以内に行うことが重要である。換言すれば、加熱処理してから60分以内に、フォトレジスト被膜を剥離するのである。加熱処理して60分を超えてからフォトレジスト被膜を剥離をするときは、ポリイミド前駆体被膜にクラックが起こる。   Next, heat treatment is performed before the photoresist is peeled off. The heat treatment is preferably performed using a hot plate or the like at a temperature in the range of 40 to 100 ° C. for 30 seconds to 30 minutes. In particular, it is preferably performed at a temperature in the range of 60 to 90 ° C. for 1 to 2 minutes. In the present invention, it is important that the heat treatment before peeling the photoresist film is performed within 60 minutes before the peeling step. In other words, the photoresist film is peeled off within 60 minutes after the heat treatment. When the photoresist film is peeled after 60 minutes after the heat treatment, cracks occur in the polyimide precursor film.

次に、フォトレジスト被膜を、好適には乳酸エチルを主成分とする剥離液で剥離する。剥離温度は、10℃から50℃の範囲が好ましく、さらには15℃から35℃の範囲が好ましい。剥離温度が低いと剥離に時間がかかり、剥離温度が高いとポリイミド前駆体被膜にクラックや剥がれが起こることがある。フォトレジスト被膜の剥離方法は特に限定されないが、剥離方法としては、例えば、ディップ剥離、スピン剥離、スプレイ剥離、およびカーテンフロー剥離等が挙げられる。また、超音波印可により剥離効果を高めることも可能である。これにより、パターン化されたポリイミド前駆体皮膜を得ることが出来る。このように、本発明では、フォトレジスト被膜の剥離直前に所定の加熱処理を行うことに特徴があり、その際、剥離液として乳酸エチルを主成分とする剥離液を用いることが好ましい態様である。   Next, the photoresist film is preferably stripped with a stripper mainly composed of ethyl lactate. The peeling temperature is preferably in the range of 10 ° C to 50 ° C, more preferably in the range of 15 ° C to 35 ° C. When the peeling temperature is low, peeling takes time, and when the peeling temperature is high, the polyimide precursor film may be cracked or peeled off. The peeling method of the photoresist film is not particularly limited, and examples of the peeling method include dip peeling, spin peeling, spray peeling, curtain flow peeling, and the like. It is also possible to enhance the peeling effect by applying ultrasonic waves. Thereby, a patterned polyimide precursor film can be obtained. As described above, the present invention is characterized in that a predetermined heat treatment is performed immediately before peeling of the photoresist film, and in this case, it is preferable to use a stripping solution containing ethyl lactate as a main component as the stripping solution. .

上記処理により得られたパターンは、ポリイミド前駆体被膜であり、加熱処理により耐熱性ポリイミド膜となる。この場合、熱処理は250℃〜450℃の温度で行うことが好ましく、通常、段階的にあるいは連続的に昇温しながら行われる。   The pattern obtained by the above treatment is a polyimide precursor film, and becomes a heat resistant polyimide film by heat treatment. In this case, the heat treatment is preferably performed at a temperature of 250 ° C. to 450 ° C., and is usually performed while raising the temperature stepwise or continuously.

本発明で得られたポリイミド前駆体被膜を上記のように熱処理した後のポリイミド膜は、その熱処理後の100℃、5時間の処理における有機物由来の発生ガスが1ppm以下であることが好ましい。これらにより、段差を有する基板においても、生産性良く、特性の良好な耐熱性ポリイミド膜を得ることが可能となる。   It is preferable that the polyimide film after heat-treating the polyimide precursor film obtained in the present invention as described above has a generated gas derived from an organic substance of 1 ppm or less at 100 ° C. for 5 hours after the heat treatment. As a result, a heat-resistant polyimide film with good productivity and good characteristics can be obtained even on a substrate having a step.

本発明で得られたパターン化されたポリイミド前駆体被膜は、このように耐熱性ポリイミド膜として、半導体素子や配線の表面保護膜、多層配線基板の層間絶縁膜およびストレスバッファーコートなどの用途に好適である。   The patterned polyimide precursor coating obtained in the present invention is thus suitable as a heat-resistant polyimide film for applications such as surface protection films for semiconductor elements and wiring, interlayer insulating films for multilayer wiring boards, and stress buffer coatings. It is.

実施例1
ピロメリット酸二無水物、3.3’,4.4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4.4’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンからなる非感光性ポリイミド前駆体溶液(粘度17,000mPa・s/25℃、固形分濃度22.0wt%)を、厚さ2.5μm、線幅1mmの直線状のアルミニウム配線が1mm間隔で全面に形成されたシリコン基板に、16μmの膜厚になるように大日本スクリーン(株)製SKW−636でスピンコート塗布し、同装置のホットプレートで95℃×2.5分+125℃×2.5分の乾燥を行った。次に、その上に、東京応化(株)製フォトレジスト「OFPR(登録商標)−800」を2.5μmのフォトレジスト膜厚になるように上記装置でスピンコート塗布し、ホットプレートで100℃×2分の乾燥を行いフォトレジスト被膜を形成した。その後、キャノン(株)製マスクアライナーPLA−501Fを用いて、露光した。i線にて測定した露光量は、100mJ/cmであった。露光の後、東京応化(株)製アルカリ水溶液NMD−3でフォトレジスト被膜の現像を行い、同時にポリイミド前駆体被膜も現像してパターンを形成した。フォトレジストを剥離する前に、ホットプレートで80℃×1分の加熱を行った。加熱処理後、30分後に100%乳酸エチルにてフォトレジスト被膜を剥離した。フォトレジスト被膜の残渣や溶け残りがなくフォトレジスト被膜剥離することができ、得られたポリイミド前駆体被膜は、クラックの発生がなく良好なパターン形状であった。また、本発明のポリイミド前駆体被膜を熱処理した後のポリイミド皮膜は、その熱処理後の100℃、5時間の処理における有機物由来の発生ガスは1ppm以下であった。結果を表1に示す。
Example 1
Non-photosensitive polyimide comprising pyromellitic dianhydride, 3.3 ', 4.4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 4.4'-diaminodiphenyl ether, bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane A silicon substrate having a precursor solution (viscosity 17,000 mPa · s / 25 ° C., solid concentration 22.0 wt%) formed on the entire surface with linear aluminum wiring having a thickness of 2.5 μm and a line width of 1 mm at intervals of 1 mm In addition, spin coating was applied with SKW-636 manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd. to a film thickness of 16 μm, and drying was performed at 95 ° C. × 2.5 minutes + 125 ° C. × 2.5 minutes on the hot plate of the same apparatus. It was. Next, a photoresist “OFPR (registered trademark) -800” manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. is spin-coated with the above apparatus so as to have a photoresist film thickness of 2.5 μm, and 100 ° C. on a hot plate. × 2 minutes of drying was performed to form a photoresist film. Thereafter, exposure was performed using a mask aligner PLA-501F manufactured by Canon Inc. The exposure measured by i-line was 100 mJ / cm 2 . After the exposure, the photoresist film was developed with an alkaline aqueous solution NMD-3 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd., and at the same time, the polyimide precursor film was developed to form a pattern. Before removing the photoresist, heating was performed on a hot plate at 80 ° C. for 1 minute. 30 minutes after the heat treatment, the photoresist film was peeled off with 100% ethyl lactate. The photoresist film could be peeled off without any residue or undissolved photoresist film, and the obtained polyimide precursor film had a good pattern shape without cracks. Moreover, the polyimide film after heat-treating the polyimide precursor film of the present invention had a generated gas derived from organic matter of 1 ppm or less in the treatment at 100 ° C. for 5 hours after the heat treatment. The results are shown in Table 1.

実施例2
実施例1において、フォトレジストを剥離する前に、ホットプレートで50℃×1分の加熱処理した以外は全く同様にしてパターンを形成した。フォトレジスト被膜の残渣や溶け残りがなくフォトレジスト被膜を剥離することができ、得られたポリイミド前駆体被膜は、クラックの発生がなく良好なパターン形状であった。本発明のポリイミド前駆体被膜を熱処理した後のポリイミド皮膜は、その熱処理後の100℃、5時間の処理における有機物由来の発生ガスは1ppm以下であった。結果を表1に示す。
Example 2
In Example 1, before removing the photoresist, a pattern was formed in exactly the same manner except that the heat treatment was performed on a hot plate at 50 ° C. for 1 minute. There was no residue or undissolved residue of the photoresist film, and the photoresist film could be peeled off. The resulting polyimide precursor film had a good pattern shape with no cracks. In the polyimide film after heat-treating the polyimide precursor film of the present invention, the generated gas derived from organic matter in the treatment at 100 ° C. for 5 hours after the heat treatment was 1 ppm or less. The results are shown in Table 1.

実施例3
実施例1において、フォトレジストを剥離する前に、ホットプレートで80℃×1分の加熱処理をしてから50分後に剥離したこと以外は、全く同様にしてパターン形成をした。フォトレジスト被膜の残渣や溶け残りがなくフォトレジスト被膜を剥離することができ、得られたポリイミド前駆体被膜は、クラックの発生がなく良好なパターン形状であった。本発明のポリイミド前駆体被膜を熱処理した後のポリイミド皮膜は、その熱処理後の100℃、5時間の処理における有機物由来の発生ガスは1ppm以下であった。結果を表1に示す。
Example 3
In Example 1, the pattern was formed in exactly the same manner except that after the photoresist was peeled off, a heat treatment was performed at 80 ° C. for 1 minute on a hot plate and then peeled off after 50 minutes. There was no residue or undissolved residue of the photoresist film, and the photoresist film could be peeled off. The resulting polyimide precursor film had a good pattern shape with no cracks. In the polyimide film after heat-treating the polyimide precursor film of the present invention, the generated gas derived from organic matter in the treatment at 100 ° C. for 5 hours after the heat treatment was 1 ppm or less. The results are shown in Table 1.

実施例4
実施例1において、フォトレジストを剥離する前に、ホットプレートで80℃×1分の加熱処理をしてから3分後に剥離したこと以外は、全く同様にしてパターン形成をした。フォトレジスト被膜の残渣や溶け残りがなくフォトレジスト被膜を剥離することができ、得られたポリイミド前駆体被膜は、クラックの発生がなく良好なパターン形状であった。本発明のポリイミド前駆体被膜を熱処理した後のポリイミド皮膜は、その熱処理後の100℃、5時間の処理における有機物由来の発生ガスは1ppm以下であった。結果を表1に示す。
Example 4
In Example 1, the pattern was formed in exactly the same manner except that, after the photoresist was peeled off, the heat treatment was performed at 80 ° C. for 1 minute on a hot plate and the peeling was carried out 3 minutes later. There was no residue or undissolved residue of the photoresist film, and the photoresist film could be peeled off. The resulting polyimide precursor film had a good pattern shape with no cracks. In the polyimide film after heat-treating the polyimide precursor film of the present invention, the generated gas derived from organic matter in the treatment at 100 ° C. for 5 hours after the heat treatment was 1 ppm or less. The results are shown in Table 1.

実施例5
実施例1において、100%乳酸エチルのかわりに、乳酸エチル60重量%とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40重量%を混合した溶液を使用したこと以外は、全く同様にしてパターン形成した。フォトレジスト被膜の残渣や溶け残りがなくフォトレジスト被膜を剥離することができ、得られたポリイミド前駆体被膜は、クラックの発生がなく良好なパターン形状であった。本発明のポリイミド前駆体被膜を熱処理した後のポリイミド皮膜は、その熱処理後の100℃、5時間の処理における有機物由来の発生ガスは1ppm以下であった。結果を表1に示す。
Example 5
In Example 1, a pattern was formed in exactly the same manner except that a solution in which 60% by weight of ethyl lactate and 40% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate were used instead of 100% ethyl lactate was used. There was no residue or undissolved residue of the photoresist film, and the photoresist film could be peeled off. The resulting polyimide precursor film had a good pattern shape with no cracks. In the polyimide film after heat-treating the polyimide precursor film of the present invention, the generated gas derived from organic matter in the treatment at 100 ° C. for 5 hours after the heat treatment was 1 ppm or less. The results are shown in Table 1.

比較例1
実施例1において、フォトレジスト被膜を剥離する前に加熱処理をせずに100%乳酸エチルにてフォトレジストを剥離したこと以外は、全く同様にしてパターンを形成した。得られたポリイミド前駆体被膜は、全面にクラックが発生して良好なパターン形状が得られなかった。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
In Example 1, a pattern was formed in exactly the same manner except that the photoresist was peeled off with 100% ethyl lactate without heat treatment before peeling off the photoresist film. The obtained polyimide precursor film was cracked on the entire surface, and a good pattern shape could not be obtained. The results are shown in Table 1.

比較例2
実施例1において、フォトレジストを剥離する前に加熱処理をせずに100%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートにてフォトレジストを剥離したこと以外は、全く同様にしてパターンを形成した。得られたポリイミド前駆体被膜は、フォトレジスト被膜の一部が残っており、良好なフォトレジスト剥離ができなかった。結果を表1に示す。
Comparative Example 2
In Example 1, a pattern was formed in exactly the same manner except that the photoresist was peeled off with 100% propylene glycol monomethyl ether acetate without heat treatment before peeling off the photoresist. In the obtained polyimide precursor film, a part of the photoresist film remained and good photoresist peeling could not be performed. The results are shown in Table 1.

比較例3
実施例1において、フォトレジストを剥離する前に加熱処理をせずに100%酢酸ブチルにてフォトレジストを剥離したこと以外は、全く同様にしてパターンを形成した。得られたポリイミド前駆体被膜は、フォトレジスト被膜の一部が残っており、良好なフォトレジスト剥離ができなかった。結果を表1に示す。
Comparative Example 3
In Example 1, a pattern was formed in exactly the same manner except that the photoresist was stripped with 100% butyl acetate without heat treatment before stripping the photoresist. In the obtained polyimide precursor film, a part of the photoresist film remained and good photoresist peeling could not be performed. The results are shown in Table 1.

比較例4
実施例1において、フォトレジストを剥離する前に、ホットプレートで80℃×1分の加熱処理をしてから90分後に剥離したこと以外は、全く同様にしてパターン形成をした。得られたポリイミド前駆体被膜は、全面にクラックが発生して良好なパターン形状が得られなかった。結果を表1に示す。
Comparative Example 4
In Example 1, a pattern was formed in exactly the same manner except that, after the photoresist was peeled off, a heat treatment was performed at 80 ° C. for 1 minute on a hot plate and then peeled off after 90 minutes. The obtained polyimide precursor film was cracked on the entire surface, and a good pattern shape could not be obtained. The results are shown in Table 1.

Figure 2005316096
Figure 2005316096

本発明により得られたパターン化されたポリイミド前駆体被膜は、半導体素子や配線の表面保護膜、多層配線基板の層間絶縁膜およびストレスバッファーコートなどの用途に好適であり有用である。   The patterned polyimide precursor coating obtained by the present invention is suitable and useful for applications such as surface protection films for semiconductor devices and wiring, interlayer insulating films for multilayer wiring boards, and stress buffer coatings.

Claims (4)

2ミクロン以上の段差を有する半導体ウエハ上に形成されたポリイミド前駆体被膜をフォトレジストでパターン加工した後、ポリイミドパターン上のフォトレジスト被膜を剥離液で剥離する工程の前60分以内に、40〜100℃の範囲の温度で30秒〜30分間の加熱処理を施すことを特徴とするパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法。 After the polyimide precursor film formed on the semiconductor wafer having a step of 2 microns or more is patterned with a photoresist, within 40 minutes before the step of stripping the photoresist film on the polyimide pattern with a stripping solution, A method for producing a patterned polyimide precursor coating, comprising performing a heat treatment for 30 seconds to 30 minutes at a temperature in the range of 100 ° C. 剥離液が、乳酸エチルを主成分とする剥離液であることを特徴とする請求項1記載のパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法。 2. The method for producing a patterned polyimide precursor film according to claim 1, wherein the stripping solution is a stripping solution containing ethyl lactate as a main component. 剥離液が、乳酸エチル100%からなる剥離液であることを特徴とする請求項1または2記載のパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法。 The method for producing a patterned polyimide precursor film according to claim 1 or 2, wherein the stripper is a stripper composed of 100% ethyl lactate. 剥離液が、乳酸エチルとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートからなり乳酸エチルが50%以上からなる剥離液であることを特徴とする請求項1または2記載のパターン化されたポリイミド前駆体被膜の製造方法。 The method for producing a patterned polyimide precursor film according to claim 1 or 2, wherein the stripping solution is a stripping solution composed of ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate and comprising 50% or more of ethyl lactate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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