JP2008292799A - Developer for photosensitive polyimide and pattern forming method using the same - Google Patents

Developer for photosensitive polyimide and pattern forming method using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2008292799A
JP2008292799A JP2007138719A JP2007138719A JP2008292799A JP 2008292799 A JP2008292799 A JP 2008292799A JP 2007138719 A JP2007138719 A JP 2007138719A JP 2007138719 A JP2007138719 A JP 2007138719A JP 2008292799 A JP2008292799 A JP 2008292799A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
photosensitive polyimide
general formula
developer
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007138719A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Yumiba
智之 弓場
Masao Tomikawa
真佐夫 富川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2007138719A priority Critical patent/JP2008292799A/en
Publication of JP2008292799A publication Critical patent/JP2008292799A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developer for photosensitive polyimide which has little harmful effect on the human body, suppresses the generation of residues on and cracks in a pattern edge after development, and can achieve a high resolution and a high residual film ratio, and a pattern forming method using the same. <P>SOLUTION: The developer for photosensitive polyimide comprises: (a) 40-90 wt.% of a compound represented by general formula (1); (b) 5-50 wt.% of a ≤6C aliphatic alcohol; and (c) 5-20 wt.% of water, wherein R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>each represent hydrogen or a 1-10C organic group, provided that at least one of them is a 1-10C organic group in general formula (1). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、感光性ポリイミド用現像液と、それを用いたパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a photosensitive polyimide developer and a pattern forming method using the same.

ポリイミドはその優れた耐熱性、電気特性、機械特性のため、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、ストレスバッファーコートなどの電気・電子材料に広く用いられている。その中でも感光性ポリイミドは、それ自身がパターン加工性を有するため、非感光性ポリイミドをレジスト等を用いてパターン加工する場合と比べて、プロセスの簡略化が可能である。   Due to its excellent heat resistance, electrical properties, and mechanical properties, polyimide is widely used in electrical and electronic materials such as surface protective films for semiconductor elements and wiring, interlayer insulating films for multilayer wiring boards, and stress buffer coatings. Among these, photosensitive polyimide itself has pattern processability, so that the process can be simplified as compared with the case where non-photosensitive polyimide is patterned using a resist or the like.

感光性ポリイミド、とりわけネガ型感光性ポリイミドの場合、パターン加工する際に用いられる現像液は、有機現像液系が主流であった。これまでに、例えば、N−メチル−2−ピロリドンなどの双極性非プロトン性溶剤と水を含有するもの(例えば、特許文献1参照)、N−メチル−2−ピロリドンなどの双極性非プロトン性溶剤、メタノールおよびジエチレングリコール系溶剤を含有するもの(例えば、特許文献2参照)、N−メチル−2−ピロリドンなどの双極性非プロトン性溶剤、芳香族炭化水素及び水を含有するもの(例えば、特許文献3参照)、N−メチル−2−ピロリドンなどの双極性非プロトン性溶剤、炭酸プロピレン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化合物および水を含有するもの(例えば、特許文献4参照)などが提案されている。しかしながら、近年、双極性非プロトン性溶剤の人体への有害性についての関心が高まりつつあり、感光性ポリイミド用現像液としても、これら双極性非プロトン性溶剤を極力使用しないものが求められている。また、これらの有機現像液は、ポリイミド前駆体を用いた感光性ポリイミドに対しては十分な現像性を示すものの、既閉環ポリイミドを用いた感光性ポリイミドに用いた場合には、残膜率が低下し、パターンが形成できない課題があった。   In the case of photosensitive polyimides, particularly negative photosensitive polyimides, organic developers are the mainstream of developers used for pattern processing. So far, for example, those containing dipolar aprotic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and water (see, for example, Patent Document 1), dipolar aprotic such as N-methyl-2-pyrrolidone Solvents, those containing methanol and diethylene glycol solvents (for example, see Patent Document 2), dipolar aprotic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, aromatic hydrocarbons and water (for example, patents) Document 3), dipolar aprotic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, ester compounds such as propylene carbonate and propylene glycol monomethyl ether acetate, and water (for example, see Patent Document 4) are proposed. Has been. However, in recent years, there has been an increasing interest in the harmfulness of dipolar aprotic solvents to the human body, and as a developing solution for photosensitive polyimide, one that does not use these dipolar aprotic solvents as much as possible is required. . In addition, these organic developers show sufficient developability for photosensitive polyimide using a polyimide precursor, but when used for a photosensitive polyimide using a closed ring polyimide, the remaining film ratio is low. There was a problem that the pattern could not be formed.

一方、双極性非プロトン性溶剤を含有しない有機現像液として、例えば、シクロヘキサノンやシクロペンタノンを含有するもの(例えば、特許文献5−6参照)が開示されている。しかしながら、これらは溶解性が十分でないため現像後にパターンエッジに残渣、クラックが発生するといった課題があった。
特開昭58−66940号公報(第1頁) 特開昭58−223149号公報(第1頁) 特開平4−133062号公報(第1頁) 特開平7−271053号公報(第1−2頁) 特開平5−224419号公報(実施例1) 特開2002−214801号公報
On the other hand, as an organic developer not containing a dipolar aprotic solvent, for example, an organic developer containing cyclohexanone or cyclopentanone (for example, see Patent Documents 5-6) is disclosed. However, since these are not sufficiently soluble, there is a problem that residues and cracks are generated at the pattern edge after development.
JP 58-66940 A (first page) JP 58-223149 A (first page) Japanese Patent Laid-Open No. 4-133062 (first page) Japanese Patent Laid-Open No. 7-271053 (page 1-2) Japanese Patent Laid-Open No. 5-224419 (Example 1) Japanese Patent Laid-Open No. 2002-214801

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、既閉環ポリイミドを用いた感光性ポリイミドに対して、現像後のパターンエッジの残渣、クラックを低減し、かつ、高い解像度と残膜率を達成することができる感光性ポリイミド用現像液を提供することを目的とする。   In view of the problems of the prior art, the present invention reduces pattern edge residues and cracks after development and achieves high resolution and a remaining film ratio with respect to a photosensitive polyimide using a closed ring polyimide. An object of the present invention is to provide a developer for photosensitive polyimide that can be used.

すなわち本発明は、(a)下記一般式(1)で表される化合物 40〜90重量%、(b)炭素数6以下の脂肪族アルコール 5〜50重量%および(c)水 5〜20重量%を含有することを特徴とする感光性ポリイミド用現像液である。   That is, the present invention relates to (a) a compound represented by the following general formula (1): 40 to 90% by weight, (b) an aliphatic alcohol having 6 or less carbon atoms, 5 to 50% by weight, and (c) water 5 to 20% by weight. %, A developer for photosensitive polyimide.

Figure 2008292799
Figure 2008292799

一般式(1)中、RおよびRはそれぞれ水素原子または炭素数1〜10の有機基を表す。ただし、少なくとも一方は炭素数1〜10の有機基である。 In general formula (1), R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms. However, at least one is an organic group having 1 to 10 carbon atoms.

本発明によれば、人体への有害性が少なく、かつ、現像後のパターンエッジの残渣、クラックを低減し、高い解像度と残膜率を与えることができる優れたポリイミド用現像液を提供することができる。   According to the present invention, there is provided an excellent developer for polyimide that has little harm to the human body, reduces residue and cracks on the pattern edge after development, and can provide high resolution and a residual film ratio. Can do.

本発明の感光性ポリイミド用現像液(以下、現像液ということもある)は、(a)前記一般式(1)で表される化合物、(b)炭素数6以下の脂肪族アルコールおよび(c)水の3成分を特定量含有することを特徴とする。これらの成分を特定量含有することにより、有害性が指摘されている双極性非プロトン性溶剤を使用することなく十分な溶解力を有し、現像後のパターンエッジの残渣、クラックを低減し、高い解像度と残膜率を与えることができる。本発明の現像液は、後述する既閉環ポリイミドを含む感光性ポリイミドに特に有効である。   The developer for photosensitive polyimide of the present invention (hereinafter sometimes referred to as developer) includes (a) a compound represented by the general formula (1), (b) an aliphatic alcohol having 6 or less carbon atoms, and (c ) It contains a specific amount of three components of water. By containing a specific amount of these components, it has sufficient dissolving power without using a dipolar aprotic solvent that has been pointed out to be harmful, reducing pattern edge residue after development, cracks, High resolution and residual film rate can be given. The developer of the present invention is particularly effective for a photosensitive polyimide containing a closed ring polyimide described later.

本発明の現像液は、(a)下記一般式(1)で表される化合物を、現像液中40〜90重量%含有する。40重量%より少ないと、溶解性が不足し、パターンエッジに残渣が発生する。また、90重量%より多いと溶解性が高すぎて残膜率が低下する。好ましくは60〜90重量%であり、パターンエッジの残渣を低減しつつ、残膜率をより向上させることができる。   The developer of the present invention contains (a) a compound represented by the following general formula (1) in an amount of 40 to 90% by weight in the developer. When it is less than 40% by weight, the solubility is insufficient and a residue is generated at the pattern edge. On the other hand, if it is more than 90% by weight, the solubility is too high and the remaining film ratio is lowered. Preferably, it is 60 to 90% by weight, and the residual film ratio can be further improved while reducing the residue at the pattern edge.

Figure 2008292799
Figure 2008292799

上記一般式(1)中、RおよびRはそれぞれ水素原子または炭素数1〜10の有機基を表す。ただし、少なくとも一方は炭素数1〜10の有機基である。炭素数1〜10の有機基としては、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素、および脂肪族炭化水素がエーテルやカルボニルで連結したものなどが挙げられるがこれらに限定されない。炭素数1〜10の有機基として、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、シクロヘキシル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ブチルカルボニル基などが挙げられるがこれらに限定されない。 In the general formula (1), R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms. However, at least one is an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the organic group having 1 to 10 carbon atoms include, but are not limited to, aliphatic hydrocarbons having 1 to 10 carbon atoms, and aliphatic hydrocarbons linked by ether or carbonyl. The organic group having 1 to 10 carbon atoms is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a cyclohexyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, an ethoxyethyl group, an acetyl group, or an ethylcarbonyl group. Group, propylcarbonyl group, butylcarbonyl group and the like, but are not limited thereto.

一般式(1)で表される化合物の好ましい具体例として、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどが挙げられるがこれらに限定されない。これらの中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートは残膜率をより向上させることができ、より好ましい。これら化合物を使用することで高い残膜率が得られる利点がある。また、一般式(1)で表される化合物は1種のみであってもよいし、2種以上用いてもよい。   Preferred specific examples of the compound represented by the general formula (1) include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate. , Propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, and the like, but are not limited thereto. Among these, propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate are more preferable because they can improve the remaining film rate. By using these compounds, there is an advantage that a high residual film ratio can be obtained. Moreover, only 1 type may be sufficient as the compound represented by General formula (1), and 2 or more types may be used for it.

本発明の現像液は、(b)炭素数6以下の脂肪族アルコールを現像液中5〜50重量%含有する。5重量%より少ないと現像液が相分離を起こしたり、溶解性が高すぎて残膜率が低下する。また、50重量%より多いとパターン解像度が低下する。好ましくは5〜20重量%であり、残膜率とパターン解像度をより高いレベルで両立することができる。   The developer of the present invention contains (b) 5 to 50% by weight of an aliphatic alcohol having 6 or less carbon atoms in the developer. If it is less than 5% by weight, the developer causes phase separation or the solubility is too high, resulting in a decrease in the remaining film ratio. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, the pattern resolution is lowered. Preferably, it is 5 to 20% by weight, and the remaining film ratio and the pattern resolution can be compatible at a higher level.

(b)炭素数6以下の脂肪族アルコールの好ましい具体例として、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、イソブタノール、シクロヘキサノール、ペンタノールなどが挙げられるがこれらに限定されない。また、脂肪族アルコールは1種のみであってもよいし、2種以上用いても良い。これらのなかで、パターン解像度の観点からメタノール、エタノールがより好ましい。   (B) Preferable specific examples of the aliphatic alcohol having 6 or less carbon atoms include, but are not limited to, methanol, ethanol, propanol, butanol, isopropanol, isobutanol, cyclohexanol, pentanol and the like. Moreover, only one type of aliphatic alcohol may be used, or two or more types may be used. Among these, methanol and ethanol are more preferable from the viewpoint of pattern resolution.

本発明の現像液は、(c)水を現像液中5〜20重量%含有する。5重量%より少ないと溶解性が高すぎて残膜率が低下したり、クラックが発生したりする。また、20重量%より多いと、現像液が相分離を起こしたり、現像後の膜の白化やパターンエッジに残渣が発生したり、解像度が低下したりする。   The developer of the present invention contains (c) 5 to 20% by weight of water in the developer. If the amount is less than 5% by weight, the solubility is too high and the remaining film ratio is lowered or cracks are generated. On the other hand, when the content is more than 20% by weight, the developer causes phase separation, whitening of the film after development, a residue occurs on the pattern edge, or the resolution decreases.

(c)水は、感光性ポリイミドの主用途である半導体分野の要求から、イオン交換水や蒸留水など、金属イオンや塩化物イオンなどを含まないものであることが好ましい。   (C) From the request | requirement of the semiconductor field | area which is the main use of photosensitive polyimide, it is preferable that water does not contain metal ions, chloride ions, etc., such as ion-exchange water and distilled water.

本発明の現像液は、上記(a)〜(c)以外の有機溶剤を含有してもよい。現像時間を調整するために好ましい有機溶剤としては、エーテル、エステルなどの極性の高いものが挙げられるがこれらに限定されない。好ましい具体例として、炭酸プロピレン、乳酸エチル、酢酸ブチルなどが挙げられるがこれらに限定されない。これら(a)〜(c)以外の有機溶剤の含有量は、残膜率をより向上させる観点から、現像液中30重量%以下であることが好ましい。   The developer of the present invention may contain an organic solvent other than the above (a) to (c). Preferred organic solvents for adjusting the development time include, but are not limited to, those having a high polarity such as ether and ester. Preferred specific examples include, but are not limited to, propylene carbonate, ethyl lactate, butyl acetate and the like. The content of the organic solvent other than (a) to (c) is preferably 30% by weight or less in the developer from the viewpoint of further improving the remaining film ratio.

本発明の現像液は、例えば、上記(a)〜(c)の成分、および必要に応じてそれ以外の成分を混合して調製されるがこの方法に限定されない。   The developer of the present invention is prepared, for example, by mixing the above components (a) to (c) and other components as necessary, but is not limited to this method.

本発明の現像液は、感光性ポリイミド用現像液として用いられる。ここで、感光性ポリイミドとは、熱処理によりポリイミドとすることができるポリイミド前駆体を含む感光性樹脂組成物や、それ自身が有機溶媒に可溶なポリイミドを含む感光性樹脂組成物を指す。ネガ型の感光性ポリイミドの好ましい具体例としては、酸二無水物とジアミンから合成されるポリイミド前駆体と光反応性の二重結合を有したアミン化合物を含むものや、光反応性の二重結合を、エステル基を介してポリマーと結合させたもの、ポリイミド前駆体やポリイミドと(メタ)アクリルモノマーを含むものなどが挙げられるが、これらに限定されない。特に、本発明の現像液は、(d)下記一般式(2)で表される繰り返し構造を有するポリマーを含有するネガ型感光性ポリイミドに対して高い溶解性を有する。   The developer of the present invention is used as a developer for photosensitive polyimide. Here, the photosensitive polyimide refers to a photosensitive resin composition containing a polyimide precursor that can be converted into a polyimide by heat treatment, or a photosensitive resin composition containing a polyimide that is soluble in an organic solvent. Preferred specific examples of the negative photosensitive polyimide include those containing a polyimide precursor synthesized from an acid dianhydride and a diamine and an amine compound having a photoreactive double bond, or a photoreactive double Although what couple | bonded the coupling | bonding with the polymer via the ester group, the thing containing a polyimide precursor, a polyimide, and a (meth) acryl monomer, etc. are mentioned, It is not limited to these. In particular, the developer of the present invention has high solubility in (d) a negative photosensitive polyimide containing a polymer having a repeating structure represented by the following general formula (2).

Figure 2008292799
Figure 2008292799

一般式(2)中、Rは4〜14価の有機基、Rは2〜12価の有機基を表す。RおよびRは、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基またはカルボキシル基を表し、それぞれ同じでも異なっていてもよい。αおよびβは0〜10の整数を表す。 In the general formula (2), R 3 represents a 4 to 14 valent organic group, and R 4 represents a 2 to 12 valent organic group. R 5 and R 6 represent a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, a thiol group, or a carboxyl group, and may be the same or different. α and β represent an integer of 0 to 10.

一般式(2)中、R−(Rαは酸二無水物の残基を表しており、Rは4価〜14価の有機基である。なかでも芳香族環又は環状脂肪族基を含有する炭素原子数5〜40の有機基であることが好ましい。 In general formula (2), R 3- (R 5 ) α represents a residue of an acid dianhydride, and R 3 is a tetravalent to 14-valent organic group. Especially, it is preferable that it is a C5-C40 organic group containing an aromatic ring or a cycloaliphatic group.

酸二無水物の好ましい具体例として、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物や、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族のテトラカルボン酸二無水物および下記一般式(3)で表される酸二無水物などを挙げることができるがこれらに限定されない。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。   Preferable specific examples of the acid dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid Anhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane Aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as dianhydrides, aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride Examples thereof include, but are not limited to, acid dianhydrides represented by the following general formula (3). These are used alone or in combination of two or more.

Figure 2008292799
Figure 2008292799

上記一般式(3)中、Rは酸素原子、C(CF、C(CHまたはSOを表す。RおよびRは水素原子、水酸基またはチオール基を表す。 In the general formula (3), R 7 represents an oxygen atom, C (CF 3 ) 2 , C (CH 3 ) 2 or SO 2 . R 8 and R 9 represent a hydrogen atom, a hydroxyl group or a thiol group.

上記一般式(2)において、R−(Rβはジアミンの残基を表しており、Rは2〜12価の有機基である。中でも芳香族環又は環状脂肪族基を含有する炭素原子数5〜40の有機基が好ましい。 In the general formula (2), R 4 - ( R 6) β represents the residue of a diamine, R 4 is 2 to 12 monovalent organic group. Among them, an organic group having 5 to 40 carbon atoms containing an aromatic ring or a cyclic aliphatic group is preferable.

ジアミンの好ましい具体例としては、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、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、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンおよび下記一般式(4)または(5)で表されるジアミンなどが挙げられるがこれらに限定されない。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。   Preferred examples of the diamine include 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylsulfone, 4 , 4′-diaminodiphenylsulfone, 3,4′-diaminodiphenylsulfide, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene and diamines represented by the following general formula (4) or (5), but are not limited thereto. These are used alone or in combination of two or more.

Figure 2008292799
Figure 2008292799

上記式中、Rは酸素原子、C(CF、C(CHまたはSOを表す。RおよびRは水素原子、水酸基またはチオール基を表す。 In the above formula, R 7 represents an oxygen atom, C (CF 3 ) 2 , C (CH 3 ) 2 or SO 2 . R 8 and R 9 represent a hydrogen atom, a hydroxyl group or a thiol group.

一般式(2)において、RおよびRはフェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基またはカルボキシル基を表している。現像液に対する溶解性より見ると活性水素を有する極性基であるフェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基が好ましい。 In the general formula (2), R 5 and R 6 represent a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, a thiol group, or a carboxyl group. From the viewpoint of solubility in a developer, a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, and a thiol group, which are polar groups having active hydrogen, are preferable.

一般式(2)において、α、βはそれぞれR、Rの数を表しており、0〜10の整数を表す。 In the general formula (2), alpha, beta denotes the number of R 5, R 6 each represent an integer of 0.

また、一般式(2)で表される構造単位を有するポリイミドは、主鎖末端にカルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有することが好ましい。これら活性水素含有極性基の主鎖末端への導入は、末端封止剤に活性水素含有極性基を持たせることにより行うことができる。末端封止剤は、モノアミン、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などを用いることができる。   The polyimide having the structural unit represented by the general formula (2) preferably has at least one group selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, and a thiol group at the end of the main chain. . These active hydrogen-containing polar groups can be introduced to the ends of the main chain by making the end-capping agent have an active hydrogen-containing polar group. As the end-capping agent, monoamine, acid anhydride, monocarboxylic acid, monoacid chloride compound, monoactive ester compound and the like can be used.

末端封止剤として用いられるモノアミンの好ましい例として、5−アミノ−8−ヒドロキシキノリン、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などが挙げられる。これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用される。   Preferred examples of monoamines used as end-capping agents include 5-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-7-aminonaphthalene, 1-hydroxy-6-aminonaphthalene, 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1 -Hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-7-aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-carboxy-7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6 Aminonaphthalene, 1-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminonaphthalene, 2-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid 4-aminobenzoic acid, 4-aminosalicylic acid 5-aminosalicylic acid, 6-aminosalicylic acid, 2-aminobenzenesulfonic acid, 3-aminobenzenesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, 3-amino-4,6-dihydroxypyrimidine, 2-aminophenol, 3-amino Examples include phenol, 4-aminophenol, 2-aminothiophenol, 3-aminothiophenol, and 4-aminothiophenol. These are used alone or in combination of two or more.

末端封止剤として用いられる酸無水物、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の好ましい例として、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などの酸無水物、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などのモノカルボン酸類およ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など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などが挙げられる。これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用される。   Preferred examples of acid anhydrides, monocarboxylic acids, monoacid chloride compounds, and monoactive ester compounds used as end-capping agents include phthalic anhydride, maleic anhydride, nadic acid, cyclohexanedicarboxylic anhydride, 3-hydroxyphthalic acid. Acid anhydrides such as acid anhydrides, 3-carboxyphenol, 4-carboxyphenol, 3-carboxythiophenol, 4-carboxythiophenol, 1-hydroxy-7-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-6-carboxynaphthalene, 1 -Hydroxy-5-carboxynaphthalene, 1-mercapto-7-carboxynaphthalene, 1-mercapto-6-carboxynaphthalene, 1-mercapto-5-carboxynaphthalene, 3-carboxybenzenesulfonic acid, 4-carboxybenzenesulfonic acid Which monocarboxylic acids and monoacid chloride compounds in which these carboxyl groups are acid chlorides and terephthalic acid, phthalic acid, maleic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, 1,5-dicarboxynaphthalene, 1,6-dicarboxynaphthalene, 1, Mono-acid chloride compounds in which only the monocarboxyl group of dicarboxylic acids such as 7-dicarboxynaphthalene and 2,6-dicarboxynaphthalene is acid chloride, monoacid chloride compounds and N-hydroxybenzotriazole and N-hydroxy-5-norbornene Examples include active ester compounds obtained by reaction with -2,3-dicarboximide. These are used alone or in combination of two or more.

末端封止剤に用いられるモノアミンの導入割合は、全アミン成分に対して、好ましくは0.1モル%以上、特に好ましくは5モル%以上であり、好ましくは60モル%以下、特に好ましくは50モル%以下である。末端封止剤として用いられる酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物またはモノ活性エステル化合物の導入割合は、ジアミン成分に対して、好ましくは0.1モル%以上、特に好ましくは5モル%以上であり、好ましくは100モル%以下、特に好ましくは90モル%以下である。複数の末端封止剤を反応させることにより、複数の異なる末端基を導入してもよい。   The introduction ratio of the monoamine used for the terminal blocking agent is preferably 0.1 mol% or more, particularly preferably 5 mol% or more, preferably 60 mol% or less, particularly preferably 50, based on the total amine component. It is less than mol%. The introduction ratio of the acid anhydride, monocarboxylic acid, monoacid chloride compound or monoactive ester compound used as the end-capping agent is preferably 0.1 mol% or more, particularly preferably 5 mol%, relative to the diamine component. Or more, preferably 100 mol% or less, particularly preferably 90 mol% or less. A plurality of different end groups may be introduced by reacting a plurality of end-capping agents.

さらに、基板との接着性を向上させるために、耐熱性を低下させない範囲で、R、R、Rにシロキサン構造を有する脂肪族の基を用いてもよい。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挙げられる。 Furthermore, in order to improve the adhesion to the substrate, an aliphatic group having a siloxane structure may be used for R 3 , R 4 , and R 7 as long as the heat resistance is not lowered. Specific examples of the diamine component include those obtained by copolymerizing 1 to 10 mol% of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, bis (p-amino-phenyl) octamethylpentasiloxane, and the like.

本発明に用いられるポリイミドは、一般式(2)で表される繰り返し構造のみからなるものであってもよいし、他の繰り返し構造との共重合体あるいは混合体であってもよい。その際、一般式(2)で表される繰り返し構造をポリイミド全体の10重量%以上、好ましくは50重量%以上含有していることが好ましい。この範囲であれば、より高い残膜率を得られる利点がある。共重合あるいは混合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の耐熱性を損なわない範囲で選択することが好ましい。   The polyimide used in the present invention may be composed only of the repeating structure represented by the general formula (2), or may be a copolymer or a mixture with other repeating structures. At that time, the repeating structure represented by the general formula (2) is preferably contained in an amount of 10% by weight or more, preferably 50% by weight or more of the whole polyimide. If it is this range, there exists an advantage which can obtain a higher residual film rate. The type and amount of structural units used for copolymerization or mixing are preferably selected within a range that does not impair the heat resistance of the polyimide obtained by the final heat treatment.

本発明に用いられるポリイミドは、公知の方法を利用して合成される。例えば、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物(一部をモノアミンに置換)を反応させる方法、低温中でテトラカルボン酸二無水物(一部を酸無水物、モノ酸クロリド化合物またはモノ活性エステル化合物に置換)とジアミン化合物を反応させる方法、テトラカルボン酸二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、テトラカルボン酸二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(一部をモノアミンに置換)と反応させる方法などの方法によって得られたポリマーを公知のイミド化反応法を用いて完全イミド化させる方法、または、途中でイミド化反応を停止し、一部イミド構造を導入する方法、さらには、完全イミド化したポリマーと、前記ポリイミド前駆体を混合することによって、一部イミド構造を導入する方法を利用して合成することができる。   The polyimide used in the present invention is synthesized using a known method. For example, a method of reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound (partially substituted with a monoamine) at a low temperature, a tetracarboxylic dianhydride (partially an acid anhydride, a monoacid chloride compound, or a mono A method of reacting an active ester compound) with a diamine compound, a diester obtained by tetracarboxylic dianhydride and an alcohol, and then reacting in the presence of a diamine (partially substituted with a monoamine) and a condensing agent, tetra Diester is obtained with carboxylic dianhydride and alcohol, then the remaining dicarboxylic acid is converted to acid chloride, and the polymer obtained by a method such as a method of reacting with diamine (partially substituted with monoamine) is used for known imidization reaction. Method to completely imidize using the method, or stop the imidization reaction in the middle, partially imide structure How to enter, and further, a fully imidized polymer, by mixing the polyimide precursor can be synthesized by utilizing a method of introducing a portion imide structure.

本発明で用いられるネガ型感光性ポリイミドは光重合性化合物を含有することが好ましい。ここで言う光重合性化合物とは、重合性不飽和官能基を含有するものである。重合性不飽和官能基としては、例えば、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等の不飽和二重結合官能基および/またプロパルギル等の不飽和三重結合官能基が挙げられ、これらの中でも共役型のビニル基やアクリロイル基、メタクリロイル基が重合性の面で好ましい。またその官能基が含有される数としては安定性の点から1〜4であることが好ましく、それぞれは同一の基でなくとも構わない。また、ここで言う化合物は、分子量30〜800のものが好ましい。分子量が30〜800の範囲であれば、ポリイミドとの相溶性がよく、感光性ポリイミド溶液の安定性がよい。   The negative photosensitive polyimide used in the present invention preferably contains a photopolymerizable compound. The photopolymerizable compound referred to here contains a polymerizable unsaturated functional group. Examples of the polymerizable unsaturated functional group include unsaturated double bond functional groups such as vinyl group, allyl group, acryloyl group, methacryloyl group and / or unsaturated triple bond functional groups such as propargyl. Conjugated vinyl groups, acryloyl groups, and methacryloyl groups are preferred in terms of polymerizability. Moreover, it is preferable that it is 1-4 from the point of stability as the number which the functional group contains, and it does not need to be the same group, respectively. Further, the compound referred to here preferably has a molecular weight of 30 to 800. When the molecular weight is in the range of 30 to 800, the compatibility with the polyimide is good, and the stability of the photosensitive polyimide solution is good.

光重合性化合物としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、1,2−ジヒドロナフタレン、1,3−ジイソプロペニルベンゼン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−ビニルナフタレン、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、1,10−デカンジオールジメタクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、1,3−ジアクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、1,3−ジメタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、 2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルメタクリレート、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルアクリレート、N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルメタクリレート、N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルアクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジアクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジメタクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。   Examples of the photopolymerizable compound include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, and trimethylolpropane. Triacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, styrene, α-methylstyrene, 1,2-dihydronaphthalene, 1,3-diisopropenylbenzene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2- Vinyl naphthalene, butyl acrylate, butyl methacrylate, isobutyl acrylate, hexyl acrylate Isooctyl acrylate, isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, 1,9-nonanediol dimethacrylate, 1,10-decanediol dimethacrylate, dimethylol-tricyclode Candiacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate Rate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 1,3-diacryloyloxy-2-hydroxypropane, 1,3-dimethacryloyloxy-2-hydroxy Propane, methylenebisacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylolacrylamide, 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl methacrylate, 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl acrylate, N- Methyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl methacrylate, N-methyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl acrylate, ethylene oxide-modified bisphenol A diacrylate, ethyl Oxide-modified bisphenol A dimethacrylate, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

これらのうち、特に好ましくは、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、1,10−デカンジオールジメタクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、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、 2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルメタクリレート、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルアクリレート、N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルメタクリレート、N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルアクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジアクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジメタクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム等が挙げられる。   Of these, 1,9-nonanediol dimethacrylate, 1,10-decanediol dimethacrylate, dimethylol-tricyclodecane diacrylate, isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, pentaerythritol triacrylate, penta Erythritol tetraacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, methylenebisacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylolacrylamide, 2,2,6,6- Tetramethylpiperidinyl methacrylate, 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl acrylate, N-methyl -2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl methacrylate, N-methyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl acrylate, ethylene oxide modified bisphenol A diacrylate, ethylene oxide modified bisphenol A dimethacrylate, N-vinyl pyrrolidone, N-vinyl caprolactam, etc. are mentioned.

本発明において、光重合性化合物の含有量は、現像時の露光部の溶出を防ぎ、現像後の残膜率をより向上させるために、(d)のポリマー100重量部に対して5重量部以上が好ましい。また、膜形成時の膜の白化を抑制する観点から、200重量部以下が好ましく、150重量部以下がより好ましい。   In the present invention, the content of the photopolymerizable compound is 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer (d) in order to prevent elution of the exposed part during development and to further improve the residual film ratio after development. The above is preferable. Moreover, from a viewpoint of suppressing the whitening of the film | membrane at the time of film formation, 200 weight part or less is preferable and 150 weight part or less is more preferable.

次に、本発明の現像液を用いたパターン形成方法について説明する。本発明の現像液を用いてパターン形成される感光性ポリイミドは特に限定されるものではないが、本発明の現像液は、前述の(d)下記一般式(2)で表される繰り返し構造を有するポリマーを含有するネガ型感光性ポリイミドを用いた場合に、特に優れた効果を奏する。以下、かかるネガ型感光性ポリイミドを用いたパターン形成方法について説明する。   Next, a pattern forming method using the developer of the present invention will be described. Although the photosensitive polyimide pattern-formed using the developing solution of the present invention is not particularly limited, the developing solution of the present invention has a repeating structure represented by (d) the following general formula (2). In particular, when a negative photosensitive polyimide containing the polymer is used, an excellent effect is obtained. Hereinafter, a pattern forming method using such a negative photosensitive polyimide will be described.

本発明のパターン形成方法は、少なくとも(1)基材上に形成された前記ネガ型感光性ポリイミド被膜を、フォトマスクを用いて選択的に露光する工程、および(2)請求項1または2記載の感光性ポリイミド用現像液を用いて感光性ポリイミド被膜を現像する工程をこの順に有する。   The pattern forming method of the present invention comprises at least (1) a step of selectively exposing the negative photosensitive polyimide film formed on a substrate using a photomask, and (2) claim 1 or 2. The process which develops a photosensitive polyimide film using the developing solution for photosensitive polyimides in this order is provided.

基材上に前記ネガ型感光性ポリイミド被膜を形成する方法としては、感光性ポリイミドを適当な基板の上に塗布するなどの方法が挙げられるがこれに限定されない。かかる基板の材質としては、例えば金属、ガラス、半導体、金属酸化絶縁膜、窒化ケイ素などを使用することができるが、これらに限定されない。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、浸漬、印刷、ロールコーティングなどの手段を採用することができる。前記感光性ポリイミド組成物の塗布には、フォトレジスト用の回転塗布装置をそのまま用いることができる。感光性ポリイミドを塗布した基板を必要に応じて乾燥してもよい。乾燥は、オーブン、ホットプレート、赤外線などを利用し、好ましくは15〜150℃、より好ましくは40〜100℃の範囲で行うのがよい。乾燥時間は、10秒〜数時間行うのが好ましい。また、塗布直後に、膜が既に乾燥している場合は、乾燥工程を省略することができる。   Examples of the method for forming the negative photosensitive polyimide film on the substrate include, but are not limited to, a method of applying photosensitive polyimide on a suitable substrate. Examples of the material for the substrate include, but are not limited to, metal, glass, semiconductor, metal oxide insulating film, silicon nitride, and the like. As a coating method, means such as spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, dipping, printing, roll coating, and the like can be employed. For the application of the photosensitive polyimide composition, a spin coater for photoresist can be used as it is. You may dry the board | substrate which apply | coated photosensitive polyimide as needed. Drying is performed using an oven, a hot plate, infrared rays, or the like, preferably at 15 to 150 ° C, more preferably at 40 to 100 ° C. The drying time is preferably 10 seconds to several hours. Also, if the film is already dried immediately after application, the drying step can be omitted.

次に、(1)フォトマスクを用いて感光性ポリイミド被膜を選択的に露光する。前記方法で得られた感光性ポリイミド被膜に、所望のパターンを有するマスクを用い、露光を行う。露光量としては、好ましくは50〜1000mJ/cm、より好ましくは100〜600mJ/cmの範囲がよい。適当な増感剤を用いることによって、i線ステッパー、g線ステッパー、マスクアライナー、ミラープロジェクションアライナーなどの露光機を用いて露光することができる。 Next, (1) the photosensitive polyimide film is selectively exposed using a photomask. The photosensitive polyimide film obtained by the above method is exposed using a mask having a desired pattern. The exposure amount is preferably 50 to 1000 mJ / cm 2 , more preferably 100 to 600 mJ / cm 2 . By using an appropriate sensitizer, exposure can be performed using an exposure machine such as an i-line stepper, a g-line stepper, a mask aligner, or a mirror projection aligner.

現像時のパターンの解像度が向上したり、現像条件の許容幅が増大する場合には、現像前にベーク処理をする工程を取り入れても差し支えない。この温度としては、好ましくは30〜150℃、より好ましくは40〜100℃の範囲がよい。時間は、10秒〜数時間が好ましい。これらの条件範囲を外れると、反応が進行しなかったり、全ての領域が溶解しなくなるなどの恐れがあるので注意を要する。   If the resolution of the pattern at the time of development is improved or the allowable range of development conditions is increased, a baking process may be incorporated before development. This temperature is preferably in the range of 30 to 150 ° C, more preferably 40 to 100 ° C. The time is preferably 10 seconds to several hours. If these conditions are not met, there is a risk that the reaction will not proceed or the entire region will not dissolve, so care must be taken.

ついで、(2)請求項1または2記載の感光性ポリイミド用現像液を用いて感光性ポリイミド被膜を現像し、未照射部を現像液で溶解除去することにより、レリーフパターンを得る。現像は、本発明の現像液を塗膜面に、そのまま、あるいは、霧状にして放射する、現像液中に浸漬する、あるいは、浸漬しながら超音波をかけるなどの方法によって行うことができる。   Next, (2) the photosensitive polyimide film is developed using the developer for photosensitive polyimide according to claim 1 or 2, and the non-irradiated portion is dissolved and removed with the developer to obtain a relief pattern. Development can be carried out by a method such as irradiating the developer of the present invention directly or in the form of a mist on the coating film surface, immersing in the developer, or applying ultrasonic waves while immersing.

ついで、水や有機溶剤を用いて、現像によって形成したレリーフパターンを洗浄することが好ましい。洗浄液としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メ
チル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、酢酸エチルなどが好ましく用いられる。
Next, it is preferable to wash the relief pattern formed by development using water or an organic solvent. Examples of the cleaning liquid include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl lactate, ethyl pyruvate, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, 2-heptanone, and ethyl acetate. Preferably used.

上記の処理によって得られたレリーフパターンは、加熱処理により、残存溶剤や添加剤の脱離を経て耐熱性、耐薬品性に優れた耐熱性樹脂膜となる。熱処理温度としては、好ましくは200〜500℃、より好ましくは300〜400℃で行うのがよい。かかる熱処理は、好ましくは段階的にあるいは連続的に昇温しながら行われる。   The relief pattern obtained by the above treatment becomes a heat resistant resin film excellent in heat resistance and chemical resistance through the removal of residual solvent and additives by heat treatment. The heat treatment temperature is preferably 200 to 500 ° C, more preferably 300 to 400 ° C. Such heat treatment is preferably performed while raising the temperature stepwise or continuously.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.

合成例1
乾燥窒素気流下、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン30.03g(0.082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1.24g(0.005モル)、末端封止剤として、3−アミノフェノール2.73g(0.025モル)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)100gに溶解させた。ここにビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物31.02g(0.10モル)をNMP30gとともに加えて、20℃で1時間攪拌し、次いで水を除去しながら180℃で4時間攪拌した。反応終了後、溶液を水2Lに投入して、ポリマー粉体の沈殿をろ過で集めた。この沈殿をろ過で集めて、水で3回洗浄した後、ポリマー粉体を80℃の真空乾燥機で20時間乾燥した。
Synthesis example 1
Under a dry nitrogen stream, 2,032 g (0.082 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane 24 g (0.005 mol) and 2.73 g (0.025 mol) of 3-aminophenol as an end-capping agent were dissolved in 100 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). To this was added 31.02 g (0.10 mol) of bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride together with 30 g of NMP, stirred at 20 ° C. for 1 hour, and then at 180 ° C. for 4 hours while removing water. Stir. After completion of the reaction, the solution was poured into 2 L of water, and the precipitate of polymer powder was collected by filtration. The precipitate was collected by filtration and washed three times with water, and then the polymer powder was dried with a vacuum dryer at 80 ° C. for 20 hours.

次に、このポリマー粉体15.0gに光重合開始剤の一般式(6)で表されるオキシム化合物CGI−242(商品名、チバスペシャルティケミカルズ(株)製)0.5g、一般式(7)で表される熱架橋性化合物のMX−270(商品名、日本カーバイド(株)製)1.5g、トリメチロールプロパントリアクリレート7g、イソボルニルアクリレート3gを乳酸エチル10gに溶解させ、ネガ型感光性ポリイミド組成物のワニスAを得た。   Next, 0.5 g of the oxime compound CGI-242 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) represented by the general formula (6) of the photopolymerization initiator is added to 15.0 g of the polymer powder, and the general formula (7 ) MX-270 (trade name, manufactured by Nippon Carbide Co., Ltd.) 1.5 g, trimethylolpropane triacrylate 7 g, and isobornyl acrylate 3 g are dissolved in 10 g of ethyl lactate to obtain a negative type Varnish A of the photosensitive polyimide composition was obtained.

Figure 2008292799
Figure 2008292799

Figure 2008292799
Figure 2008292799

パターン評価は以下の方法により行った。   The pattern evaluation was performed by the following method.

1)残膜率、解像度
4インチのシリコンウエハ上にワニスAを3gを滴下して30秒回転塗布し、次いで、100℃のホットプレート(装置:大日本スクリーン製造(株)製SKW−636)で3分間ベークした。この時、ベーク後の膜厚が約8μmとなるよう塗布回転を調節した。次いで、マスクアライナー(キヤノン製PLA−501F)を用いて露光した。i線にて測定した露光量は300mJ/cmであった。
1) Residual film ratio, resolution 3 g of varnish A was dropped on a 4-inch silicon wafer and spin-coated for 30 seconds, and then a hot plate at 100 ° C. (apparatus: SKW-636 manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.) And baked for 3 minutes. At this time, the coating rotation was adjusted so that the film thickness after baking was about 8 μm. Subsequently, it exposed using the mask aligner (PLA-501F made from Canon). The exposure measured by i-line was 300 mJ / cm 2 .

露光後、120℃のホットプレート(装置:大日本スクリーン製造(株)製SKW−636)で1分間ベークした後、ベーク後の膜厚を測定した。その後、実施例1〜9および比較例1〜7記載の現像液で現像、次いでイソプロピルアルコールでリンスして乾燥した。   After exposure, the film was baked for 1 minute on a 120 ° C. hot plate (apparatus: SKW-636 manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.), and then the film thickness after baking was measured. Then, it developed with the developing solution of Examples 1-9 and Comparative Examples 1-7, and rinsed with isopropyl alcohol and dried.

現像後の膜厚を測定し、(現像後膜厚/ベーク後膜厚)×100の値を残膜率とし、この値が70%以上のものを合格、70%未満を不合格とした。また、正方形のビアホールパターンのうち解像している最小のものを解像度とし、50μm以下を合格、50μmを越えるものを不合格とした。   The film thickness after development was measured, and the value of (film thickness after development / film thickness after baking) × 100 was defined as the residual film ratio. Further, the smallest resolution of the square via-hole pattern was defined as the resolution, and 50 μm or less was accepted and those exceeding 50 μm were rejected.

2)パターンエッジ残渣、クラック
上記1)と同様の方法にてパターン加工を行い、まず、現像後の膜表面に異常がないかを目視で観察した。ついで光学顕微鏡で20μmの正方形のビアホールパターンを観察した。この時、パターンのコーナーにひびが入っている場合、クラックありとし、不合格とした。また、同パターンのパターンエッジを観察し、現像残りが発生しているものについて残渣ありとし、不合格とした。
2) Pattern edge residue and cracks Pattern processing was performed in the same manner as in 1) above, and first, it was visually observed whether there was any abnormality on the film surface after development. Then, a 20 μm square via hole pattern was observed with an optical microscope. At this time, if there was a crack in the corner of the pattern, it was considered as a crack and was rejected. Moreover, the pattern edge of the same pattern was observed, and the thing with the image development residue was considered to have a residue, and was rejected.

実施例1〜9、比較例1〜9
表1に記載の成分表に従って作製した現像液を用いてパターン加工を行った。評価結果を表1に示す。
Examples 1-9, Comparative Examples 1-9
Pattern processing was performed using a developer prepared according to the composition table shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2008292799
Figure 2008292799

Claims (3)

(a)下記一般式(1)で表される化合物 40〜90重量%、(b)炭素数6以下の脂肪族アルコール 5〜50重量%および(c)水 5〜20重量%を含有することを特徴とする感光性ポリイミド用現像液。
Figure 2008292799
(一般式(1)中、RおよびRはそれぞれ水素原子または炭素数1〜10の有機基を表す。ただし、少なくとも一方は炭素数1〜10の有機基である。)
(A) containing 40 to 90% by weight of a compound represented by the following general formula (1), (b) 5 to 50% by weight of an aliphatic alcohol having 6 or less carbon atoms, and (c) 5 to 20% by weight of water. A developing solution for photosensitive polyimide.
Figure 2008292799
(In General Formula (1), R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms, provided that at least one is an organic group having 1 to 10 carbon atoms.)
前記(a)一般式(1)で表される化合物が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよび/またはプロピレングリコールモノメチルエーテルを含有することを特徴とする請求項1記載の感光性ポリイミド用現像液。 The developer for a photosensitive polyimide according to claim 1, wherein the compound represented by (a) the general formula (1) contains propylene glycol monomethyl ether acetate and / or propylene glycol monomethyl ether. 少なくとも(1)基材上に形成された(d)下記一般式(2)で表される繰り返し構造を有するポリマーを含有するネガ型感光性ポリイミド被膜を、フォトマスクを用いて選択的に露光する工程、および(2)請求項1または2記載の感光性ポリイミド用現像液を用いて、前記ネガ型感光性ポリイミド被膜を現像する工程をこの順に有することを特徴とするパターン形成方法。
Figure 2008292799
(一般式(2)中、Rは4〜14価の有機基、Rは2〜12価の有機基を表す。RおよびRは、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基またはカルボキシル基を表し、それぞれ同じでも異なっていてもよい。αおよびβは0〜10の整数を表す。)
At least (1) a negative photosensitive polyimide film containing a polymer having a repeating structure represented by the following general formula (2) formed on a substrate (d) is selectively exposed using a photomask. And (2) a pattern forming method comprising developing the negative photosensitive polyimide film in this order using the photosensitive polyimide developer according to claim 1 or 2.
Figure 2008292799
(In the general formula (2), R 3 represents a 4 to 14 valent organic group, R 4 represents a 2 to 12 valent organic group. R 5 and R 6 represent a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, a thiol group, or Represents a carboxyl group, which may be the same or different, and α and β each represent an integer of 0 to 10.)
JP2007138719A 2007-05-25 2007-05-25 Developer for photosensitive polyimide and pattern forming method using the same Pending JP2008292799A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007138719A JP2008292799A (en) 2007-05-25 2007-05-25 Developer for photosensitive polyimide and pattern forming method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007138719A JP2008292799A (en) 2007-05-25 2007-05-25 Developer for photosensitive polyimide and pattern forming method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008292799A true JP2008292799A (en) 2008-12-04

Family

ID=40167560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007138719A Pending JP2008292799A (en) 2007-05-25 2007-05-25 Developer for photosensitive polyimide and pattern forming method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008292799A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015129682A1 (en) * 2014-02-26 2017-03-30 東レ株式会社 Polyimide resin, resin composition and laminated film using the same
WO2022118618A1 (en) 2020-12-02 2022-06-09 三菱瓦斯化学株式会社 Method for producing patterned substrate

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015129682A1 (en) * 2014-02-26 2017-03-30 東レ株式会社 Polyimide resin, resin composition and laminated film using the same
WO2022118618A1 (en) 2020-12-02 2022-06-09 三菱瓦斯化学株式会社 Method for producing patterned substrate
KR20230114746A (en) 2020-12-02 2023-08-01 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 Manufacturing method of patterned board

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5125747B2 (en) Photosensitive resin composition
JP4826415B2 (en) Photosensitive resin composition
JP5593548B2 (en) POLYIMIDE POLYMER, COPOLYMER THEREOF, AND POSITIVE PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION CONTAINING THE SAME
WO2018159384A1 (en) Resin composition, resin sheet, curing pattern, and semiconductor electronic component or semiconductor device
JP5061435B2 (en) Heat-resistant resin precursor composition and semiconductor device using the same
TW200403532A (en) Highly heat-resistant negative-type photosensitive resin composition
WO2004008252A1 (en) Highly heat-resistant, negative-type photosensitive resin composition
JP2014208793A (en) Polyimide precursor resin composition, polyimide resin film, flexible printed wiring board, circuit-fitted suspension, and hard disc drive
JP2007264028A (en) Photosensitive resin composition and metal-resin complex using same
KR101969197B1 (en) Positive photosensitive resin composition
JP2010229210A (en) Resin composition
JP2008281597A (en) Photosensitive resin composition sheet
JPH04288365A (en) Photopolymer material
JP5115045B2 (en) Polyimide varnish
JP2010210851A (en) Photosensitive resin composition
JP5875209B2 (en) Thermosetting resin composition
JP4058873B2 (en) Imide type photosensitive resin composition, insulating film and method for forming the same
JP2002121382A (en) Polyimide precursor composition
WO2023080007A1 (en) Polyimide production method, polyimide, polyimide resin composition, and cured product thereof
JP2008292799A (en) Developer for photosensitive polyimide and pattern forming method using the same
JP3165024B2 (en) Photosensitive resin composition and method for forming patterned polyimide film using the same
JP4329182B2 (en) Alkali negative developing photosensitive resin composition, pattern manufacturing method and electronic component
JP4232297B2 (en) Plasma etching resist and etching method
JP2005062764A (en) Positive photosensitive resin composition
JP2003121997A (en) Negative photosensitive resin composition