JP2008535003A - 新規な感光性樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、(a)少なくとも1つのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマー;(b)少なくとも1つの、構造VI、式中、VはCH又はNであり;YはO又はNR3であり、ここで、R3は、H、CH3又はC25であり;R1及びR2は、それぞれ独立に、H、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル又はシクロヘキシルであり;或いは、R1及びR2は、縮合して置換又は非置換のベンゼン環を生成することができる;を有する化合物;及び(c)少なくとも1つの溶媒;を含む感光性樹脂組成物であって、ここで、組成物中に存在する構造VIの化合物の量は、組成物が基板に塗布され、引き続いて塗布された基板が基板上に画像を形成するように処理された場合、残留物の形成を阻害するのに有効な量であり、但し、ポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが、単に、ポリマー中に光活性な部分を含有しないポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーのみから成る場合は、(d)少なくとも1つの光活性な化合物も、又、組成物中に存在する;組成物に関する。本発明は、又、上記組成物を用いた、レリーフ・パターンを形成する方法及び電子部品に関する。
【化1】

Description

本発明は、バッファーコート用樹脂組成物に関する。より具体的には、本発明は、ポジ型及びネガ型感光性組成物の両者、該組成物の使用法、及び該使用法により製造される電子部品に関する。
マイクロエレクトロニクスの用途において、ポリイミド類やポリベンゾオキサゾール類のような高温耐久性を示すポリマーは公知である。そのようなポリマーの前躯体は、適切な添加剤を用いて光反応性にすることができる。前躯体は、高温に暴露するような公知の手法によって、所望するポリマーに転換される。ポリマー前躯体は、高耐熱性ポリマーの保護層、絶縁層、及びレリーフ構造を作るために使用される。
ウエハー上のフォトリソグラフィー・パターンの寸法は、0.18μmを下回って縮小を続けているので、リソグラフィーの装置及び材料に、より大きな要求が課せられている。この課題に応えるために、半導体産業は、チップを製造するために、アルミニウム系合金と二酸化ケイ素から金属銅と低誘電率(low-k)材料に変わりつつある。新しい低誘電率誘電体を使用する場合、電気容量の減少があり、これは、集積回路の性能の向上、特により高密度のメモリーチップのためには重大である。銅は、アルミニウムと比較して、40%も低い電気抵抗を有し、より高い電流密度を有し、そして改善されたエレクトロマイグレーション耐性を有することが知られている。それ故、銅による配線は、トランジスターのサイズを縮小し、配線を短縮することを可能にし、そのことは、より迅速な、より強力な素子をもたらす。銅は、より安価であり、素子を製造するための加工工程もより少なくて済むので、製作コストも、又、アルミニウムに比べて、より低い。
銅は触媒として作用し、アルミニウムへの塗布に最適化している系を不安定化するので、銅メタライゼーションは、塗布業界に対して課題を提供する。加えて、銅表面に存在する第一銅イオン及び第二銅イオンは、ある種のポリマーと強く結合し、一定のウエハー処理の間にポリマーを溶解除去する能力を低下させる。このことは、感光性組成物を塗布し、ソフトベークし、露光し、現像した後で、銅表面上にある種の残留物が存在する結果となる。半導体素子における銅メタライゼーションの使用が増大するにつれて、銅及び銅処理と相性がいい塗布システムを開発することは重要である。
従来のポジ型感光性ポリベンゾオキサゾール(PBO)組成物は、米国特許第4,339,521号、同第4,371,685号、同第4,849,051号、及び同第5,376,499号に開示されているように、アルカリ可溶性のPBO前躯体及びジアゾキノン光活性化合物(PAC)を含有する。ジアゾキノン化合物は、水性塩基中へのPBO前躯体の溶解性を阻害する。しかしながら、露光後、ジアゾキノン化合物は光分解してインデンカルボン酸に転換し、それが水性塩基中へのPBO前躯体の溶解性を促進する。米国特許第5,037,720号は、OH基の一部がジアゾキノン部分で置換されたアルカリ可溶性のPBO前躯体を含有するポジ型感光性ポリベンゾオキサゾール組成物を開示している。この場合、組成物中にPACは使われていなかった。米国特許第6,177,225号及び同第6,214,516号は、OH基の一部がジアゾキノン部分で置換されたPBO前躯体とPACの両者を含有する組成物を開示している。
本発明は、
(a)少なくとも1つのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマー;
(b)少なくとも1つの、構造VI:
Figure 2008535003
式中、Vは、CH又はNであり;Yは、O又はNR3であり、ここで、R3は、H、CH3又はC25であり;R1及びR2は、それぞれ独立に、H、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル、又はシクロヘキシルであり、或いは、R1及びR2は、縮合して置換又は無置換のベンゼン環を形成することができる;
を有する化合物;及び
(c)少なくとも1つの溶媒;
を含み、
ここで、組成物中に存在する構造VIの化合物の量は、組成物が基板に塗布され、引き続いて塗布された基板が基板上に画像を形成するように処理された場合、残留物の形成を阻害するのに有効な量であり、
但し、ポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが、単に、ポリマー中に光活性な部分を含有しないポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーのみから成る場合は、
(d)少なくとも1つの光活性な化合物も、又、組成物中に存在する;
感光性樹脂組成物を対象とする。
本発明は、又、該組成物を用いて、レリーフ・パターン及び電子部品を形成する方法に関する。
本発明は、
(a)少なくとも1つのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマー;
(b)少なくとも1つの、構造VI:
Figure 2008535003
式中、Vは、CH又はNであり;Yは、O又はNR3であり、ここで、R3は、H、CH3又はC25であり;R1及びR2は、それぞれ独立に、H、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル、又はシクロヘキシルであり、或いは、R1及びR2は、縮合して置換又は非置換のベンゼン環を形成することができる;
を有する化合物;及び
(c)少なくとも1つの溶媒;
を含み、
ここで、組成物中に存在する構造VIの化合物の量は、組成物が基板上に塗布され、引き続いて塗布された基板が基板上に画像を形成するように処理された場合、残留物の形成を阻害するのに有効な量であり、
但し、ポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが、単に、ポリマー中に光活性な部分を含有しないポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーのみから成る場合は、
(d)少なくとも1つの光活性な化合物も、又、組成物中に存在する;
感光性樹脂組成物を対象とする。
本発明の1つの実施態様は、
(a)構造I、II、III、III*、IV、IV*又はV:
Figure 2008535003
Figure 2008535003
式中、Ar1は、4価の芳香族基、4価の複素環基、又はそれらの混合物であり;Ar2は、2価の芳香族基、2価の複素環基、2価の脂環式基、又はシリコンを含有してもよい2価の脂肪族基であり;Ar3は、2価の芳香族基、2価の脂肪族基、2価の複素環基、又はそれらの混合物であり;Ar4は、Ar1(OH)2又はAr2であり;xは、約10から約1,000であり;yは、0から約900であり;Dは、以下の部分構造:
Figure 2008535003
式中、Rは、H、ハロゲン、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル又はシクロヘキシルである;
の1つであり;k1は、約0.5までのいずれかの正の値であり;k2は、約1.5から約2までのいずれかの値であり;但し、(k1+k2)=2であり;Gは、カルボニル、カルボニルオキシ又はスルホニル基を有する1価の有機基であり;G*は、少なくとも1つのカルボニル又はスルホニル基を有する2価の有機基であり;Ar7は、少なくとも2個の炭素原子を有する2価から8価の有機基を表し;Ar8は、少なくとも2個の炭素原子を有する2価から6価の有機基を表し;そして、R4は、水素又は1個から10個の炭素原子を有する有機基を表し;m1及びm3は、0から4までの範囲の整数であって、m1とm3は、同時に0にはなり得ず;そして、m2は、0から2までの範囲の整数である;
を有する少なくとも1つのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマー;
(b)少なくとも1つの、構造VI:
Figure 2008535003
式中、Vは、CH又はNであり;Yは、O又はNR3であり、ここで、R3は、H、CH3又はC25であり;R1及びR2は、それぞれ独立に、H、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル、又はシクロヘキシルであり、或いは、R1及びR2は、縮合して置換又は非置換のベンゼン環を形成することができる;
から選択される成分;
(c)少なくとも1つの溶媒;
を含み、
但し、ポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが、単に、構造I又はIII又はV又はその3つのいずれかを含有する混合物のみから成る場合は、
(d)少なくとも1つの光活性な化合物が加えられる;
ポジ型感光性樹脂組成物を対象とする。
構造Iのポリマーは、構造X、XI及びXIIを有するモノマーから製造することができる。構造X、XI及びXIIを有するモノマーを、塩基の存在下で反応させて、構造Iのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが合成される。
Figure 2008535003
式中、Ar1、Ar2、Ar3は、前に定義した通りであり;Wは、C(O)Cl、COOH又はC(O)OR12であり、ここで、R12は、直鎖状若しくは分枝鎖状のC1−C7アルキル基又はC5−C8シクロアルキル基である。
構造I、II、III、III*、IV、IV*及びXにおいて、Ar1は、4価の芳香族基又は4価の複素環基である。Ar1の例としては、以下の部分構造:
Figure 2008535003
式中、X1は、−O−、−S−、−C(CF32−、−C(CH32−、−CH2−、−SO2−、−NHCO−又は−SiR13 2−であり、R13は、それぞれ独立に、直鎖状若しくは分枝鎖状のC1−C7アルキル基又はC5−C8シクロアルキル基である;
が挙げられるが、これらに限定されない。R13の例としては、−CH3−、−C25−、n−C37−、i−C37−、n−C49−、t−C49−及びシクロヘキシルが挙げられるが、これらに限定されない。
Ar1を含有する構造Xを有するモノマーの例としては、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、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジヒドロキシベンチジン、4,6−ジアミノレゾルシノール及び2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンが挙げられるが、これらに限定されない。構造Xのモノマーにおける2つのヒドロキシ基及び2つのアミノ基の置換のパターンは、可能な置換パターンのいずれでもよいが、但し、それぞれのアミノ基は、ベンゾオキサゾール環を形成することができるようにヒドロキシ基とオルトの関係にある。更に、ポリベンゾオキサゾール前躯体の基本ポリマーは、一般構造Xで記載される2つ又はそれ以上のモノマーの混合物を用いて合成することができる。
構造I、II、III、III*、IV、IV*及びXIにおいて、Ar2は、2価の芳香族基、2価の複素環基、2価の脂環式基又はシリコンを含有してよい2価の脂肪族基である。Ar2の例としては、以下の部分構造:
Figure 2008535003
式中、X1は、−O−、−S−、−C(CF32−、−C(CH32−、−CH2−、−SO2−、−NHCO−又は−SiR13 2−であり、R13は、それぞれ独立に、直鎖状若しくは分枝鎖状のC1−C7アルキル基又はC5−C8シクロアルキル基であり;X2は、−O−、−S−、−C(CF32−、−C(CH32−、−CH2−、−SO2−又は−NHCO−であり;Z=H又は直鎖状、分枝鎖状若しくは環状のC1−C8アルキル基であり;pは1から6までの整数である;
が挙げられるが、これらに限定されない。適切なZ基の例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、n−オクチル、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロオクチルが挙げられるが、これらに限定されない。
Ar2を含有する構造XIを有するモノマーの例としては、5(6)−ジアミノ−1−(4−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン(DAPI)、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、2,4−トルエンジアミン、3,3’−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ホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、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ケトン、3,3’−ジアミノジフェニルケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(γ−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、2,3,5,6−テトラメチル−p−フェニレンジアミン、m−キシレンジアミン、p−キシレンジアミン、メチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン、3−メトキシヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘプタメチレンジアミン、3−メチルヘプタメチレンジアミン、4,4−ジメチルヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、2,5−ジメチルノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、2,2−ジメチルプロピレンジアミン、1,10−ジアミノ−1,10−ジメチルデカン、2,11−ジアミノドデカン、1,12−ジアミノオクタデカン、2,17−ジアミノエイコサン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、3,3’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、2,6−ジアミノピリジン、2,5−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノ−4−トリフルオロメチルピリジン、2,5−ジアミノ−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンジアニリン、4,4’−メチレン−ビス(o−クロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(3−メチルアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−エチルアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−メトキシアニリン)、4,4’−オキシ−ジアニリン、4,4’−オキシ−ビス(2−メトキシアニリン)、4,4’−オキシ−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−チオ−ジアニリン、4,4’−チオ−ビス(2−メチルアニリン)、4,4’−チオ−ビス(2−メトキシアニリン)、4,4’−チオ−ビス(2−クロロアニリン)が挙げられるが、これらに限定されない。更に、ポリベンゾオキサゾール前躯体基本ポリマーは、一般構造XIで記載される2つ又はそれ以上のモノマーの混合物を用いて合成してもよい。
構造I、II、III、III*、IV、IV*及びXIIにおいて、Ar3は、2価の芳香族基、2価の脂肪族基又は2価の複素環基である。Ar3の例としては、以下の部分構造:
Figure 2008535003
式中、X2は、−O−、−S−、−C(CF32−、−C(CH32−、−CH2−、−SO2−又は−NHCO−である;
が挙げられるが、これらに限定されない。
構造XIIにおいて、Wは、C(O)Cl、COOH又はC(O)OR12であり、ここで、R12は、直鎖状若しくは分枝鎖状のC1−C7アルキル基又はC5−C8シクロアルキル基である。R12の例としては、−CH3−、−C25−、n−C37−、i−C37−、n−C49−、t−C49−及びシクロヘキシルが挙げられるが、これらに限定されない。
構造XIIを有するモノマーは、二塩基酸、二塩基酸ジクロリド及び二塩基酸ジエステルである。適切なジカルボン酸(W=COOH)の例としては、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸及びそれらの混合物であるが、これらに限定されない。適切な二塩基酸クロリド(W=COCl)の例としては、イソフタロイルジクロリド、フタロイルジクロリド、テレフタロイルジクロリド、1,4−オキシジベンゾイルクロリド及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。適切なジカルボン酸エステル(W=C(O)OR12)の例としては、イソフタル酸ジメチル、フタル酸ジメチル、テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジエチル、フタル酸ジエチル、テレフタル酸ジエチル及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
構造X、XI及びXIIを有するモノマーは、反応して構造Iのポリベンゾオキサゾール前躯体基本ポリマーを生成する。二塩基酸又はそのジクロリド若しくはジエステルを、少なくとも1つの芳香族又は複素環ジヒドロキシジアミンと、そして場合により、少なくとも1つのジアミンと反応させるためには、いかなる従来法を用いてもよい。一般的に、二塩基酸ジクロリド(W=COCl)のための反応は、ほぼ化学量論量のアミン塩基の存在下に、約−10℃から約30℃で約6から約48時間の条件で行われる。適切なアミン塩基の例としては、ピリジン、トリエチルアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(DBN)、ジメチルピリジン及びジメチルアニリンが挙げられるが、これらに限定されない。構造Iのポリベンゾオキサゾール前躯体基本ポリマーは、水中への沈殿により単離し、濾過により回収し、乾燥してよい。ジエステル又は二塩基酸を用いる適切な合成の記載は、米国特許第4,395,482号、同第4,622,285号及び同第5,096,999号(これらは、参照により本明細書に取り込まれている)に見られる。
好ましい反応溶媒は、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、γ−ブチロラクトン(GBL)、N,N−ジメチルフォルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチル−2−ピペリドン、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン及びジグライムである。最も好ましい溶媒は、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)及びγ−ブチロラクトン(GBL)である。
構造X、XI及びXIIを有するモノマーは、[X+XI]/XIIの比が一般に約1から約1.2になるように用いられる。好ましくは、[X+XI]/XIIの比は、一般に約1から約1.1である。構造Xを有するモノマーは、[X+XI]の約10から約100モル%用いられ、構造XIを有するモノマーは、[X+XI]の約0から約90モル%用いられる。ポリベンゾオキサゾール前躯体基本ポリマー中における、構造X及びXIを有するモノマーから生じるポリマー単位の分布は、その中でランダム又はブロック状でよい。
構造I、II、III、III*、IV又はIV*において、xは約10から約1,000までの整数であり、yは約0から約900までの整数であり、そして(x+y)は概略1,000未満である。xの好ましい範囲は、約10から約300であり、yの好ましい範囲は、約0から約250である。xのより好ましい範囲は、約10から約100であり、yのより好ましい範囲は、約0から約100である。xの最も好ましい範囲は、約10から約50であり、yの最も好ましい範囲は、約0から約5である。
(x+y)の量は、構造Iのポリマーの数平均分子量(Mn)を繰り返し単位の平均分子量で割ることによって、計算することができる。Mnの値は、例えば、Jan Rabek, Experimental Methods in Polymer Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 1983.に記載されているように、膜浸透圧法又はゲル透過クロマトグラフィーのような標準的な方法によって、測定することができる。
ポリマーの分子量及び固有粘度、そしてそれ故に、一定の化学量論におけるx及びyは、溶媒の純度、湿度、窒素又はアルゴンガス雰囲気の有無、反応温度、反応時間、及び他の変数等の、選択された反応条件及び配慮に依存して、広い範囲を持ち得る。
構造IIのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーは、構造Iのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーを、塩基の存在下で、約1モル%から約40モル%(構造IのモノマーからのOH基の数を基準にして)のジアゾキノンと反応させることにより合成することができ、反応1に従って、構造IIのポリベンゾオキサゾール前躯体を生成する。
Figure 2008535003
式中、Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、D、k1、k2、x及びyは、前に定義した通りである。
PBOポリマーIと反応し得るジアゾキノン化合物DClの例としては、以下の化合物:
Figure 2008535003
式中、Rは、H、ハロゲン、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル又はシクロヘキシルである;
の1つが挙げられるが、これらに限定されない。適切なR基の例としては、メチル、エチル、プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、シクロペンチル又はシクロヘキシルが挙げられるが、これらに限定されない。
一般的に、反応は、溶媒中、塩基の存在下で、約0℃から約30℃で約3から約24時間の条件で行われる。一般的に、DClに対して、僅かに過剰の塩基が用いられる。塩基の例としては、ピリジン、トリアルキルアミン、メチルピリジン、ルチジン、n−メチルモルホリン等のアミン塩基が挙げられるが、これらに限定されない。最も好ましい塩基は、トリエチルアミンである。好ましい反応溶媒は、テトラヒドロフラン、アセトン、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、γ−ブチロラクトン(GBL)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチル−2−ピペリドン、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホン及びジグライムである。最も好ましい反応溶媒は、テトラヒドロフラン及びアセトンである。反応混合物は、化学線から保護されるべきである。
DClのモル量は、構造XのモノマーからのOH基の量の約1%から約40%の範囲でよく、k1は0.01から約0.4となる。好ましいDClの量は、構造XのモノマーからのOH基の量の約1%から約20%であり、k1は約0.01から約0.20となる。より好ましいDClの量は、構造XのモノマーからのOH基の量の約1%から約10%であり、k1は約0.01から約0.10となる。最も好ましいDClの量は、構造XのモノマーからのOH基の量の約1%から約5%であり、k1は約0.01から約0.05となる。
構造IIIのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマー:
Figure 2008535003
式中、Ar1は、4価の芳香族基、4価の複素環基、又はそれらの混合物であり;Ar2は、2価の芳香族基、2価の複素環基、2価の脂環式基、又はシリコンを含有してもよい2価の脂肪族基であり;Ar3は、2価の芳香族基、2価の脂肪族基、2価の複素環基、又はそれらの混合物であり;Ar4は、Ar1(OH)2又はAr2であり;Gは、カルボニル、カルボニルオキシ、又はスルホニル基を有する1価の有機基である;
は、構造Iのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーを、G−Mと反応させることにより構成することができ、ここで、Gは、カルボニル、カルボニルオキシ又はスルホニル基を有する1価の有機基であり、そしてMは、反応性の脱離基である。Gの例としては、以下の構造が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2008535003
Figure 2008535003
M基の例としては、Cl、Br、メシラート、トリフラート、置換カルボニルオキシ基及び置換カルボナート基が挙げられるが、これらに限定されない。
適切な種類のG−M化合物の例としては、炭素とスルホン酸クロリド、炭素とスルホン酸ブロミド、直鎖状及び環状の炭素とスルホン酸無水物、及びアルコキシ又はアリールオキシ置換酸クロリドが挙げられるが、これらに限定されない。適切なG−M化合物の例としては、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水酢酸、プロピオン酸無水物、ノルボルネン無水物、無水フタール酸、カンファースルホン酸無水物、トリフルオロメタンスルホン酸無水物、メタンスルホン酸無水物、p−トルエンスルホン酸無水物、エタンスルホン酸無水物、ブタンスルホン酸無水物、パーフルオロブタンスルホン酸無水物、アセチルクロリド、メタンスルホニルクロリド、トリフルオロメタンスルホニルクロリド、ベンゾイルクロリド、ノルボルネンカルボン酸クロリド、ジ(t−ブチル)ジカルボナート、ジメチルジカルボナート、ジエチルジカルボナート、ジブチルジカルボナート、クロロギ酸t−ブチル、クロロギ酸エチル、クロロギ酸n−ブチル及びクロロギ酸メチルが挙げられる。更なる例としては、以下に示す構造を有する化合物が挙げられる。
Figure 2008535003
反応は、適切な溶媒中で、ポリベンゾオキサゾール前躯体基本ポリマーの乾燥溶液に、約−25℃から約40℃の温度で、G−Mを添加することにより行われる。より好ましい温度は、約0℃から約25℃である。最も好ましい温度は、約5℃から約10℃である。反応時間は、約1時間から約24時間である。用いられるG−Mのモル量は、構造X及びXIのモノマーのモル量の合計より僅かに過剰(3〜6%)であって、構造XIIのモノマーのモル量より少ない量である。有機又は無機の塩基の添加も、又、用いられてよい。適切な有機アミン塩基の例としては、ピリジン、トリエチルアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(DBN)、ジメチルピリジン及びジメチルアニリンが挙げられるが、これらに限定されない。他の適切な塩基の例としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム及びケイ酸ナトリウムが挙げられる。
好ましい反応溶媒は、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、γ−ブチロラクトン(GBL)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチル−2−ピペリドン、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、スルホラン及びジグライムである。最も好ましい溶媒は、ジグライム及びPGMEAである。
ある場合には、環状無水物のようなある種の末端封止剤との末端封止反応は、封止反応の後停止しないことがある。その後の脱水工程も、又、起こり、2価の末端封止体(構造III*及びIV*におけるG*)を形成することがある。この追加の反応を行う可能性のある環状無水物の例としては、無水マレイン酸、無水コハク酸、ノルボルナン無水物、ノルボルネン無水物及びカンファー無水物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2008535003
構造IVのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーは、構造IIIのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーを、塩基の存在下で、約1モル%から約40モル%のジアゾキノン(構造XのモノマーからのOH基の数を基準にして)と反応することにより合成することができ、反応2に従ってポリベンゾオキサゾール前躯体IVを生成する。
Figure 2008535003
式中、Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、D、k1、k2、x、y及びGは、前に定義した通りである。同様に、構造IV*を有するポリマーは、構造III*を有するポリマーから構成することができる。
PBOポリマーIII(III*)と反応し得るジアゾキノン化合物DClの例としては、以下の化合物:
Figure 2008535003
式中、Rは、H、ハロゲン、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル又はシクロヘキシルである;
の1つが挙げられるが、これらに限定されない。適切なR基の例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、シクロペンチル又はシクロヘキシルが挙げられるが、これらに限定されない。
DClのモル量は、構造XのモノマーからのOH基の量の約1%から約40%の範囲でよく、k1は0.01から約0.4となる。好ましいDClの量は、構造XのモノマーからのOH基の量の約1%から約20%であり、k1は約0.01から約0.20となる。より好ましいDClの量は、構造XのモノマーからのOH基の量の約1%から約10%であり、k1は約0.01から約0.10となる。最も好ましいDClの量は、構造XのモノマーからのOH基の量の約1%から約5%であり、k1は約0.01から約0.05となる。
反応条件は、構造IIのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの合成に対する記載と同一である。
構造IV(IV*)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーも、又、構造IIのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーをG−Mと反応させることによって製造することができる。G及びMの定義は、前に定義した通りであり、反応条件は、構造III(III*)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの製造に対する記載と同じである。
構造Vのポリマーは、米国特許第6,524,764号(参照により、本明細書に取り込まれている)に記載されているように、ヒドロキシ置換ジアミンをジ無水物と反応させることによって、合成することができる。構造Vのポリマーは、ヒドロキシ置換ジアミンの混合物、ジ無水物の混合物、又はその両者によって合成してもよい。構造Vのポリマーは、硬化した場合、イミド環、オキサゾール環、又は他の環状構造を有するポリマーを形成することができる。
本発明のポジ型に作用する感光性樹脂組成物は、少なくとも1つの、構造VI:
Figure 2008535003
式中、Vは、CH又はNであり;Yは、O又はNR3であり、ここで、R3は、H、CH3又はC25であり;R1及びR2は、それぞれ独立に、H、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル、又はシクロヘキシルであり;或いは、R1及びR2は、縮合して置換又は非置換のベンゼン環を形成することができる;
を有する化合物を含む。
構造VIにより一般的に記載される化合物は、又、ある状況下では互変異性型VI*として存在することができる(優先的に存在することができる)。本発明を説明する目的のためには、構造VIによって両者の互変異性型が表されるものと考えられる。
Figure 2008535003
構造VIを有する好ましい化合物としては、構造VI−a、VI−b、VI−c又はVI−d:
Figure 2008535003
式中、V、Y及びR3の定義は前に定義した通りであり、R5はH又は電子供与基である;が挙げられるが、これらに限定されない。電子供与基の例としては、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル及びシクロヘキシルが挙げられるが、これらに限定されない。代わりの互変異性型においては、好ましい化合物VI−a〜VI−dは以下の構造であろう。
Figure 2008535003
構造VIを有する化合物の例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2008535003
この感光性組成物の適切な溶媒は、極性の有機溶媒である。極性の有機溶媒の適切な例としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、γ−ブチロラクトン(GBL)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチル−2−ピペリドン、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい溶媒は、γ−ブチロラクトン及びN−メチル−2−ピロリドンである。最も好ましい溶媒は、γ−ブチロラクトンである。
感光性樹脂組成物の光活性化合物(d)は、約2個から約9個の芳香族ヒドロキシル基を含有する化合物と、1つ又はそれ以上の構造Dの化合物(前に記載)との縮合生成物である、1つ又はそれ以上のジアゾナフトキノン光活性化合物を含む。好ましくは、構造Dは、5−ナフトキノンジアジドスルホニル化合物、及び/又は、4−ナフトキノンジアジドスルホニル化合物である。光活性化合物の例は、構造XIIIa−rに示される。
光活性化合物の製造に典型的に使用されるフェノール化合物(即ち、骨格)は、いかなる適切な方法で製造してもよい。通常の合成方法は、メタノールのような溶媒の存在下で、適切なフェノール誘導体を適切なアルデヒド又はケトンと反応させることによる。反応は、殆んどの場合、強酸(例えば、硫酸又はp−トルエンスルホン酸)によって触媒される。一般的に、反応は、約15℃から約80℃で約3時間から約48時間の条件で行われる。
光活性化合物XIIIは、骨格とDClとの反応により合成される。一般的に、反応は、溶媒中、塩基の存在下で、約0℃から約30℃で約4から約36時間の条件で行われる。一般的に、DClに対して僅かに過剰の塩基が使用される。塩基の例としては、ピリジン、トリアルキルアミン、メチルピリジン、ルチジン、n−メチルモルホリン等のようなアミン塩基が挙げられるが、これらに限定されない。最も好ましい塩基は、トリエチルアミンである。好ましい反応溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)、γ−ブチロラクトン(GBL)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトン、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチル−2−ピペリドン、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン及びジグライムである。最も好ましい溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン及びγ−ブチロラクトン(GBL)である。反応混合物は、化学線から保護されるべきである。
化合物XIIIの例としては、1つ又はそれ以上の以下の化合物:
Figure 2008535003
Figure 2008535003
Figure 2008535003
Figure 2008535003
Figure 2008535003
式中、Qは、それぞれ独立に、水素原子又はDであるが、但し、少なくとも1つのQはDであり、ここで、Dは前に定義した通りである;
が挙げられるが、これらに限定されない。
感光性組成物中の構造I、II、III、III*、IV、IV*又はVのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマー(類)の量は、約5質量%から約50質量%である。構造I、II、III、III*、IV、IV*又はVのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマー類のより好ましい量は、約20質量%から約45質量%であり、構造I、II、III、III*、IV、IV*又はVのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマー類の最も好ましい量は、約30質量%から約40質量%である。構造I、II、III、III*、IV、IV*又はVのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマー類は、単独で使用することができ、又はいかなる比率で組み合わせて使用してもよい。構造I、II、III、III*、IV、IV*又はVのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの量の25%まで、有機溶媒可溶性の、水性塩基可溶性の、他の芳香族基若しくは複素環基のポリマー又はコポリマーで置き換えてもよい。有機溶媒可溶性の、水性塩基可溶性の、芳香族基若しくは複素環基のポリマー又はコポリマーの例として、ポリイミド類、ポリベンゾイミダゾール類、ポリベンゾチアゾール類、ポリトリアゾール類、ポリキナゾロン類、ポリキナゾリンジオン類、ポリキナクリドン類、ポリベンゾオキサジノン類、ポリアントラゾリン類、ポリオキサジアゾール類、ポリヒダントイン類、ポリインドフェナジン類又はポリチアジアゾール類を挙げることができる。
本組成物に使用される、構造VIから選択される成分の量は、組成物の総質量の約0.02質量%から約3質量%、好ましくは約0.05質量%から2質量%、最も好ましくは約0.06質量%から約1質量%である。
溶媒成分(c)は、感光性組成物の約40質量%から約80質量%を含む。好ましい溶媒の範囲は、約45質量%から約70質量%である。より好ましい溶媒の範囲は、約50質量%から約65質量%である。
本組成物に使用されるジアゾキノン化合物(XIII)の量は、組成物の総質量の約0質量%から約25質量%、好ましくは約2質量%から12質量%、最も好ましくは約3質量%から約6質量%である。ジアゾキノン化合物の量は、構造II、IV又はIV*のポリマー(類)がより多く使用される程減少する。又、k1が大きくなる程、ジアゾキノン化合物の必要量は少なくなる。k1が大きい場合、ジアゾキノン化合物(XIII)を使う必要性はなくなる。何故なら、ポリマー中のジアゾキノン部分の量は、ポジ型光活性組成物を作るのに十分だからである。
場合により、接着促進剤が感光性組成物中に含まれてよい。もし使用する場合は、接着促進剤の量は、組成物の総質量の約0.1質量%から約2質量%の範囲である。好ましい接着促進剤の量は、約0.2質量%から約1.5質量%である。より好ましい接着促進剤の量は、約0.3質量%から約1質量%である。適切な接着促進剤は、例えば、アミノシラン類、及びそれらの混合物又は誘導体を包含する。本発明の中で使用されてよい適切な接着促進剤の例としては、構造XIV:
Figure 2008535003
式中、R14は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基又はC5−C7シクロアルキル基であり;R15は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、C5−C7シクロアルキル基又はC5−C7シクロアルコキシ基であり;dは、0から3までの整数であり;qは1から約6までの整数であり;R16は、以下の部分構造:
Figure 2008535003
式中、R17及びR18は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基又はC5−C7シクロアルキル基であり;R19は、C1−C4アルキル基又はC5−C7シクロアルキル基である;
の1つである;
によって記載することができる。
好ましい接着促進剤は、R16が以下の基:
Figure 2008535003
から選択されるものである。
より好ましい接着促進剤は、R16が以下の基であるものである。
Figure 2008535003
最も好ましい接着促進剤は、以下の化合物である。
Figure 2008535003
本発明の感光性組成物は、他の添加剤を更に包含してよい。適切な添加剤としては、例えば、平滑剤、溶解抑制剤等が挙げられる。そのような添加剤は、感光性組成物中に、組成物の総質量の約0.03質量%から約10質量%の量で含まれてよい。
本発明の別の実施態様は、ポジ型感光性組成物を用いた、レリーフ・パターンを形成する方法に関する。上記方法は、
(a)適切な基板上に、構造I、II、III、III*、IV、IV*若しくはV、又はそれらの混合物を有するポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの1つ又はそれ以上、少なくとも1つの構造VIを有する化合物、及び少なくとも1つの溶媒を含み、但し、ポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが、単に、I、III、III*若しくはV、又はそれらの4つのいずれかの混合物からのみ成る場合は、少なくとも1つの光活性化合物も、又、存在する、ポジ型の感光性組成物を塗布し、それにより塗布した基板を形成し;
(b)塗布した基板を予備焼成し;
(c)予備焼成した塗布基板を化学線で露光し;
(d)露光した塗布基板を水性の現像液を用いて現像し、それにより塗布基板上に未硬化のレリーフ画像を形成し;
(e)現像した塗布基板を昇温下で焼成し、それによりレリーフ画像を硬化する;
工程を含む。
上記方法は、場合により、接着促進剤を含有する溶媒で基板を予備塗布する工程を包含してよい。当業者に公知の、接着促進剤で基板を処理するいかなる適切な方法を用いてもよい。例としては、接着促進剤の蒸気、溶液、又は100%濃度を用いた基板の処理が挙げられる。処理の時間及び温度は、具体的な基板、接着促進剤、及び昇温を利用してもよい方法に依存するであろう。いかなる適切な外部接着促進剤も、使用してよい。適切な外部接着促進剤の種類には、ビニルアルコキシシラン類、メタクリルオキシアルコキシシラン類、メルカプトアルコキシシラン類、アミノアルコキシシラン類、エポキシアルコキシシラン類及びグリシドキシアルコキシシラン類が挙げられるが、これらに限定されない。アミノシラン類及びグリシドキシシラン類が、より好ましい。第1級アミノアルコキシシラン類が、より好ましい。適切な外部接着促進剤の例としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジヱトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルジメトキシメチルシラン及び3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランが挙げられるが、これらに限定されない。γ−アミノプロピルトリメトキシシランがより好ましい。更なる適切な接着促進剤は、“Silane Coupling Agent”,
Edwin P. Plueddemann, 1982, Plenum Press, New Yorkに記載されている。
ポジ型として作用する本発明の光活性組成物は、適切な基板に塗布される。基板は、例えば、シリコンウエハーのような半導体材料、化合物半導体(III−V)又は(II−VI)ウエハー、セラミック、ガラス又は石英基板であってよい。該基板は、又、有機又は無機の誘電体、銅又は他の配線金属のような、電子回路製作のために使用される膜又は構造体を包含してよい。本発明のための好ましい基板は、露出した銅を含有するウエハーである。
塗布方法としては、スプレー・コーティング、スピン・コーティング、オフセット印刷、ロール・コーティング、スクリーン印刷、押し出しコーティング、メニスカス・コーティング、カーテン・コーティング及び浸漬コーティングが挙げられるが、これらに限定されない。
得られる塗膜は、昇温下で予備焼成される。焼成は、残留溶媒を蒸発させる方法に依存して、約70℃から約130℃の温度焼成内の1つ又はそれ以上の温度で、数分から30分で完了してよい。いかなる適切な焼成手段を採用してもよい。適切な焼成手段の例としては、ホットプレート及び対流式オーブンが挙げられるが、これらに限定されない。得られた乾燥膜は、約3から約50μm、好ましくは約4から約20μm、最も好ましくは約5から約15μmの厚みを有する。
焼成工程の後、得られた乾燥膜は、マスクを通して好ましいパターンに化学線で露光される。化学線として、X線、電子ビーム、紫外線、可視光等が使用可能である。最も好ましい化学線は、436nm(g線)及び365nm(i線)の波長を有するものである。
化学線による露光に続いて、任意の工程において、露光した塗布基板を、約70℃と約130℃の間の温度に加熱することが有利であろう。露光した塗布基板は、この温度範囲で短時間の間、典型的には数秒から数分、加熱され、そして、この加熱は如何なる適切な加熱手段を用いて行ってもよい。好ましい手段としては、ホットプレート上又は対流式オーブン中での焼成が挙げられる。この処理工程は、当業界では通常、露光後焼成と呼ばれている。
次に、膜は水性の現像液を用いて現像され、レリーフ・パターンが形成される。水性の現像液は、水溶性の塩基を含有する。適切な塩基の例としては、無機アルカリ類(例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア水)、第一級アミン類(例えば、エチルアミン、n−プロピルアミン)、第二級アミン類(例えば、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン)、第三級アミン類(例えば、トリエチルアミン)、アルコールアミン類(例えば、トリエタノールアミン)、第四級アンモニウム塩類(例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム)、及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。使用される塩基の濃度は、使用するポリマーの塩基に対する溶解性及び使用される個々の塩基によって、変わるであろう。最も好ましい現像液は、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)を含有する現像液である。TMAHの好ましい濃度は、約1%から約5%の範囲である。更に、適量の界面活性剤を現像液に加えることができる。現像は、浸漬、スプレー、パドル、又は他の同様の現像法の手段を用い、約10℃から約40℃の温度で、約30秒から約5分の条件で行うことができる。現像後、レリーフ・パターンを、場合により、脱イオン水を用いてリンスし、回転、ホットプレート上での焼成、オーブン中、又は他の適切な手段により乾燥する。
次いで、未硬化のレリーフ・パターンの硬化により、ベンゾオキサゾール環を形成して、最終の高耐熱性パターンを得る。硬化は、現像された未硬化のレリーフ・パターンを、感光性組成物のガラス転移温度、Tg、又はそれ以上の温度で焼成することによって行われ、高耐熱性を与えるベンゾオキサゾール環を得る。典型的には、約200℃より高い温度が用いられる。
Figure 2008535003
好ましくは、約250℃から約400℃の温度が適用される。硬化時間は、使用される個々の加熱方法に依存して、約15分から約24時間である。硬化時間のより好ましい範囲は、約20分から約5時間であり、硬化時間の最も好ましい範囲は、約30分から約3時間である。硬化は、空気中、又は、好ましくは窒素雰囲気下で行うことができ、そして如何なる適切な加熱手段によって行ってもよい。好ましい手段としては、ホットプレート上での焼成、対流式オーブン、環状炉、垂直環状炉、又は過激な熱処理装置が挙げられる。或いは又、硬化は、マイクロ波又は赤外線輻射の作用で達成されてよい。
本発明の別の実施態様は、耐熱性のネガ型の感光性組成物であって、
(a)構造I、III又はIII*
Figure 2008535003
式中、Ar1は、4価の芳香族基、4価の複素環基、又はそれらの混合物であり;Ar2は、2価の芳香族基、2価の複素環基、2価の脂環式基、又はシリコンを含有してもよい2価の脂肪族基であり;Ar3は、2価の芳香族基、2価の脂肪族基、2価の複素環基、又はそれらの混合物であり;Ar4は、Ar1(OH)2又はAr2であり;xは、約10から約1,000であり;yは、0から約900であり;Gは、カルボニル、カルボニルオキシ、又はスルホニル基を有する1価の有機基であり;G*は、少なくとも1つのカルボニル又はスルホニル基を有する2価の有機基である;
のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの1つ又はそれ以上;
(b)少なくとも1つの、構造VI:
Figure 2008535003
式中、Vは、CH又はNであり;Yは、O又はNR3であり、ここで、R3は、H、CH3又はC25であり;R1及びR2は、それぞれ独立に、H、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル、又はシクロヘキシルであり;或いは、R1及びR2は、縮合して置換又は非置換のベンゼン環を形成することができる;
を有する化合物;
(c)少なくとも1つの溶媒;
(d)少なくとも1つの、照射により酸を放出する光活性化合物(PAG);及び、
(e)それぞれ少なくとも2つの〜N−(CH2OR29a単位を含有する少なくとも1つの潜在的架橋剤、ここで、a=1又は2であり;そしてR29は直鎖状又は分枝鎖状のC1−C8アルキル基である;
を含む組成物を対象とする。
上記ネガ型感光性組成物は、前記したような構造I、III又はIII*を含む、1つ又はそれ以上のポリベンゾオキサゾール前躯体を有する。
本発明のネガ型感光性組成物は、少なくとも1つの、構造VI:
Figure 2008535003
式中、Vは、CH又はNであり;Yは、O又はNR3であり、ここで、R3は、H、CH3又はC25であり;R1及びR2は、それぞれ独立に、H、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル、又はシクロヘキシルであり;或いは、R1及びR2は、縮合して置換又は非置換のベンゼン環を形成することができる;
を有する化合物を含む。
構造VIによって一般に記載される化合物は、又、ある状況においては、互変異性型VI’で存在することができる(そして、優先的に存在することができる)。本発明を説明する目的のためには、構造VIによって両者の互変異性型が表されるものと考えられる。
Figure 2008535003
構造VIを有する好ましい化合物としては、構造VI−a、VI−b、VI−c又はVI−d:
Figure 2008535003
式中、V、Y及びR3の定義は前記した通りであり;そしてR5は、H又は電子供与基である;
が挙げられるが、これらに限定されない。電子供与基の例としては、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル及びシクロヘキシルが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい化合物のVI−a〜VI−dに代わる互変異性型は、以下であろう。
Figure 2008535003
構造VIを有する化合物の例としては、以下の化合物:
Figure 2008535003
が挙げられるが、これらに限定されない。
上記ネガ型感光性組成物は、1つ又はそれ以上の溶媒を有する。溶媒は、PAGからの光酸の発生を妨害してはならず又は酸で触媒される架橋反応を妨害してはならず、全ての成分を溶解し、そして良好な膜を形成する必要がある。適切な溶媒としては、γ−ブチロラクトン(GBL)、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)、メトキシエチルエーテル、又はそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい溶媒は、γ−ブチロラクトンである。
本発明のネガ型感光性組成物は、照射により酸を放出する光活性化合物を使用する。そのような物質は、通常、光酸発生剤(PAG)と呼ばれる。本発明のPAGは、好ましくは約300nmから約460nmまでの間の波長を有する放射線に活性である。それらの化合物は、感光性組成物の中で均一な溶液を形成し、照射により強酸を生成しなければならない。そのような酸の例としては、ハロゲン化水素又はスルホン酸が挙げられる。そのようなPAGの種類としては、スルホン酸オキシム、トリアジド、スルホン酸ジアゾキノン、又はスルホン酸のスルホニウム塩若しくはヨードニウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。適切なPAGの例としては、以下の化合物:
Figure 2008535003
式中、R20及びR21は、それぞれ独立に、直鎖状、分枝鎖状若しくは環状の、1〜20個の炭素原子を有するアルキル又はアリール基であり;X−はR27SO3 であり、ここで、R27は、置換又は非置換の、直鎖状、分枝鎖状又は環状のC1−C25アルキル基、又は合計で6〜25個の炭素原子を有する単環若しくは多環アリール基であり;R22、R23、R24及びR25は、それぞれ独立に、直鎖状、分枝鎖状又は環状のアルキル基であり;R26は、直鎖状又は分枝鎖状のC1−C28アルキル、C5−C8シクロアルキル、カンフォロイル又はトルイルである;
が挙げられるが、これらに限定されない。
或いは又、酸は、PAGと増感剤との組み合わせによって発生させることができる。そのような系においては、放射線のエネルギーは増感剤によって吸収され、何らかの方法でPAGへ伝達される。伝達されたエネルギーは、PAGの分解を惹起し、光酸を発生する。如何なる適切な光酸発生化合物も、使用することができる。スルホン酸を発生する適切な光酸発生剤の種類としては、スルホニウム塩又はヨードニウム塩、スルホン酸オキシイミド(oximidosulfonates)、ビススルホニルジアゾメタン化合物、及びニトロベンジルスルホネート・エステルが挙げられるが、これらに限定されない。適切な光酸発生化合物は、例えば、米国特許第5,558,978号及び同第5,468,589号(これらは、参照により本明細書に取り込まれている)に開示されている。他の適切な光酸発生剤は、米国特許第5,554,664号に開示されているように、パーフルオロアルキルスルホニルメチド(perfluoroalkyl sulfonyl methides)及びパーフルオロアルキルスルホニルイミドである。
光酸発生剤の更に他の適切な例は、トリフェニルスルホニウムブロミド、トリフェニルスルホニウムクロリド、トリフェニルスルホニウムヨージド、ヘキサフルオロリン酸トリフェニルスルホニウム、ヘキサフルオロヒ酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ジフェニルエチルスルホニウムクロリド、フェナシルジメチルスルホニウムクロリド、フェナシルテトラヒドロチオフェニウムクロリド、4−ニトロフェナシルテトラヒドロチオフェニウムクロリド及び4−ヒドロキシ−2−メチルフェニルヘキサヒドロチオピリリウムクロリドである。
本発明で使用する適切な光酸発生剤の更なる例は、パーフルオロオクタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、パーフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、パーフルオロオクタンスルホン酸メチルフェニルジフェニルスルホニウム、パーフルオロブタンスルホン酸4−n−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウム、パーフルオロブタンスルホン酸2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウム、ベンゼンスルホン酸2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウム、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホン酸2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウム、4−ドデシルベンゼンスルホン酸フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウム、パーフルオロオクタンスルホン酸トリス(−t−ブチルフェニル)スルホニウム、パーフルオロブタンスルホン酸トリス(−t−ブチルフェニル)スルホニウム、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホン酸トリス(−t−ブチルフェニル)スルホニウム、ベンゼンスルホン酸トリス(−t−ブチルフェニル)スルホニウム、及びパーフルオロオクタンスルホン酸フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムである。
本発明で使用される適切なヨードニウム塩の例としては、パーフルオロブタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、パーフルオロブタンスルホン酸ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウム、パーフルオロオクタンスルホン酸ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウム、パーフルオロオクタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、ベンゼンスルホン酸ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウム、2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホン酸ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウム、及び4−メトキシベンゼンスルホン酸ジフェニルヨードニウムが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明で使用される適切な光酸発生剤の更なる例は、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、メチルスルホニルp−トルエンスルホニルジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1−メチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、1−p−トルエンスルホニル−1−シクロヘキシルカルボニルジアゾメタン、2−メチル−2−(p−トルエンスルホニル)プロピオフェノン、2−メタンスルホニル−2−メチル−(4−メチルチオ)プロピオフェノン、2,4−メチル−1−2−(p−トルエンスルホニル)ペンタ−3−オン、1−ジアゾ−1−メチルスルホニル−4−フェニル−2−ブタノン、2−(シクロヘキシルカルボニル)−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−シクロヘキシルカルボニルジアゾメタン、1−ジアゾ−1−シクロヘキシルスルホニル−3,3−ジメチル−2−ブタノン、1−ジアゾ−1−(1,1−ジメチルエチルスルホニル)−3,3−ジメチル−2−ブタノン、1−アセチル−1−(1−メチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、1−ジアゾ−1−(p−トルエンスルホニル)−3,3−ジメチル−2−ブタノン、1−ジアゾ−1−ベンゼンスルホニル−3,3−ジメチル−2−ブタノン、1−ジアゾ−1−(p−トルエンスルホニル)−3−メチル−2−ブタノン、2−ジアゾ−2−(p−トルエンスルホニル)酢酸シクロヘキシル、2−ジアゾ−2−ベンゼンスルホニル酢酸tert−ブチル、2−ジアゾ−2−メタンスルホニル酢酸イソプロピル、2−ジアゾ−2−ベンゼンスルホニル酢酸シクロヘキシル、2−ジアゾ−2−(p−トルエンスルホニル)酢酸tert−ブチル、p−トルエンスルホン酸2−ニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、及びp−トリフルオロメチルベンゼンスルホン酸2,4−ジニトロベンジルである。
増感剤の例としては、9−メチルアントラセン、アントラセンメタノール、アセナフテン、チオキサントン、メチル−2−ナフチルケトン、4−アセチルビフェニル及び1,2−ベンゾフルオレンが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の潜在的架橋剤は、少なくとも2つの−N−(CH2−OR29a単位を含有する必要がある。ここで、a=1又は2であり、そしてR29は、直鎖状又は分枝鎖状のC1−C8アルキル基である。そのような構造がPAGへの照射の後で形成される酸と相互作用する場合、カルボカチオンが生成されると信じられている(米国特許第5,512,422号)。
Figure 2008535003
架橋剤から形成されるカルボカチオンは、次いで、ポリマー鎖中のOH基と反応し、又は芳香環とフリーデル・クラフト反応を行う。架橋剤の2つ又はそれ以上のそのような部位と2つ又はそれ以上のポリマー鎖との反応は、R29=Meの場合の下記のスキームに示されるように、架橋をもたらす。架橋は、ポリマーを現像液に対してより溶解しにくくし、画像形成に必要な未露光部との溶解性の差を生み出す。架橋剤が十分あれば、ポリマーを不溶性にする。
Figure 2008535003
本発明の潜在的な架橋剤は、単一化合物、オリゴマー、ポリマー、又はそれらの混合物でよく、いずれも少なくとも2つの−N−(CH2−OR29a基を含有する。そのような架橋剤は、メタノール若しくはブタノールのようなアルコールの存在下、又は他の溶媒中で、各種のポリアミノ化合物をホルムアルデヒドと反応させ、その後エステル化工程を行うことによって製造することができる。適切なポリアミノ化合物の例としては、米国特許第5,545,702号に記載されているような、尿素、メラミン、ベンゾグアナミン、グリコールウリル及びジグアナミン、並びにグアニジンが挙げられる。
そのような潜在的な架橋剤の適切な種類の例としては、米国特許第5,545,702号に記載されているような、アルコキシメチルメラミン、アルコキシメチルグリコールウリル、アルコキシメチルベンゾグアナミン及びジグアナミン由来のアルコキシメチルジグアナミン、並びに米国特許第6,524,708号に記載されているような、メラミン又はベンゾグアナミンポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。複数の−N−(CH2−OR29a単位を有する化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2008535003
−N−(CH2−OR29a単位を有する物質は、Cytec Industries 及びSolutiaから、Cymel (商標)、Powderlink (商標)、及びResimene (商標) シリーズの製品として市販されている。
開示された組成物は、場合により、溶解速度調整剤を有する。潜在的な架橋剤の反応性が高い場合は、溶解速度調整剤は、カルボン酸基を含有してはいけない。カルボン酸基は、溶媒を除去するための初期焼成の間、好ましくない架橋反応を触媒し助長する。このことは、リソグラフィー処理の後の、未露光部における低い溶解速度と劣った画像形成特性をもたらす。ここで、高い反応性の架橋剤は、初期焼成の間に十分架橋し、ホットプレート上100℃で60秒間焼成した場合、溶解速度を1μm/分未満まで低下させるものと定義される。メラミン型の架橋剤のあるもの、例えば、Cymel 303 は、高い反応性の架橋剤の典型的な例である。
本発明の他の実施態様では、低い反応性の架橋剤を用いてもよい。貧弱な感光速度及びリソグラフィー特性を避けるために、より高い焼成温度が好ましい。しかしながら、PAGの熱分解から発生する酸に起因するリソグラフィー特性の劣化を避けるために、適正な熱安定性を有するPAGが選択されなければならないということを、当業者は認識するであろう。好ましい実施態様においては、低い反応性の架橋剤を使用する感光性組成物は、又、カルボン酸を含有する溶解速度調整剤も使用する。ここで、低い反応性の架橋剤の例としては、グリコールウラシル、例えば、Powderlink (商標) 製品、が挙げられる。
溶解調整剤は、未露光部における溶解速度を増大し、架橋を促進して組成物の全体性能を向上させるために添加される。溶解調整剤の例としては、ポリオール、少なくとも2つの水酸基を有するフェノール性化合物、及びカルボン酸を含有する化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
ポリオールは、2つ以上の水酸基を有する、直鎖状の、環状の、又は脂環式の脂肪族物質である。更に、そのような物質は、又、酸素又は窒素のようなヘテロ原子も含有する。ポリオールの例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセロール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ソルビトール、シクロヘキサンジオール、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)−トリシクロ(5.2.1.0/2,6)デカン及び2−エチル−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオールとの2−オキセパノン・コポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。
少なくとも2つのヒドロキシル基を有するフェノール性化合物は、同一の又は異なる芳香環に結合する少なくとも2つのヒドロキシル基を含有する物質である。芳香環同士は、縮合し、直接結合し、又は1個若しくは数個の炭素原子を介して結合することができる。ヒドロキシル基に加えて、これらの芳香環は、アルキル、エーテル又はエステル基のような他の置換基を持つことができる。これ等の物質の分子量は、約100から30,000の範囲に亘ることができる。そのような物質の例としては、ヒドロキノン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、アントラロビン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、4,4−ビフェノール、3−メトキシカテコール、ポリ(ヒドロキシスチレン)、ノボラック及びカリクサレンが挙げられるが、これらに限定されない。
溶解速度調整剤は、カルボン酸基を含有する化合物を含有してよい。そのような化合物は、事実上、モノマー又はポリマーでよく、芳香族又は脂肪族部分を含有することができる。そのような化合物の例としては、以下の構造が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2008535003
本発明において、カルボン酸の好ましい種類はポリアミド酸である。好ましいポリアミド酸は、構造XV:
Figure 2008535003
式中、bは、約5から約200の範囲に亘る整数であり;そしてAr5及びAr6は、独立に、芳香族又は脂肪族であることができ、好ましくは、Ar6は、2価の芳香族基、2価の複素環基、2価の脂環式基、シリコンを含有してもよい2価の脂肪族基、又はそれらの混合物であり、そしてAr5は、4価の芳香族基、4価の複素環基、又は4価の脂環式基であって、但し、各々の結合価は、それに対してオルトである、少なくとも1つの他の結合価を有する基である;
を有する。bの好ましい範囲は、約25から約175である。bのより好ましい範囲は、約50から約150である。ポリマーXVは、ネガ型感光性組成物の他の成分と相溶性を有し、水性の現像液に溶解性を有する必要がある。
構造XVを有するポリマーの例は、モノマーXVI及びXVII:
Figure 2008535003
式中、Ar5及びAr6は、独立に、ヘテロ原子を有する又は有しない、芳香族又は脂肪族部分構造であることができ、好ましくは、Ar6は、2価の芳香族基、2価の複素環基、2価の脂環式基、シリコンを含有してもよい2価の脂肪族基、又はそれらの混合物であり、そしてAr5は、4価の芳香族基、4価の複素環基、又は4価の脂環式基であって、但し、各々の結合価は、それに対してオルトである、少なくとも1つの他の結合価を有する基である;
を反応させることにより製造される。XVIは、1つの種類の二酸無水物でもよく、又はいくつかの二酸無水物の混合物でもよいが、但し、最終ポリマーは、感光性組成物の溶媒に可溶である。XVIの例としては、以下の二酸無水物が挙げられるが、これらに限定されない:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、特に、3,3’,4,4’−ジフェニルオキシドテトラカルボン酸二無水物(4,4’−オキシジフタル酸二無水物)、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、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、1,3−ジフェニルヘキサフルオロプロパン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、1,4,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,8,9,10−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物及び1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物。名前を挙げた化合物のような二酸無水物の混合物も、又、使用してよい。
好ましい実施態様においては、二酸無水物XVIは、構造XVIII〜XX:
Figure 2008535003
式中、Zは、−O−、−S−、−C(CF32−、−CH2−、−SO2−、−NHCO−又は−Si(R112−であり、R11は、8個までの炭素原子を含有する、直鎖状、分枝鎖状又は環状のアルキル基である;
の1つを有する、少なくとも1つの物質を含む。
もう1つの好ましい実施態様はZ=−O−である。
より好ましい実施態様においては、式XVIの二酸無水物の総量の少なくとも80%は、構造式XVIII〜XX、ここで、Z=−O−である、によって記載される無水物を含む。最も好ましい実施態様においては、XVIIIの二酸無水物は、3,3’,4,4’−ジフェニルオキシドテトラカルボン酸二無水物(4,4’−オキシジフタル酸二無水物、ODPA)、又は95〜85%のODPAと5〜15%の1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(PMDA)との混合物である。
構造XVIIのジアミンモノマーは、単一のジアミン又は2種又はそれ以上のジアミンの混合物であってよく、但し、最終ポリマーは感光性組成物の溶媒に可溶性である。XVIIの例としては、以下のジアミンが挙げられるが、これらに限定されない。これらは、個々に使用されるか、又は混合物の一部として使用される:5(6)−ジアミノ−1−(4−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン(DAPI)、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル、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、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、2,4−トリレンジアミン、3,3’−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ホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−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メタン、4,4’−ジアミノジフェニルケトン、3,3’−ジアミノジフェニルケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(γ―アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、2,3,5,6−テトラメチル−p−フェニレンジアミン、m−キシレンジアミン、p−キシレンジアミン、メチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン、3−メトキシヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘプタメチレンジアミン、3−メチルヘプタメチレンジアミン、4,4−ジメチルヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、2,5−ジメチルノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、2,2−ジメチルプロピレンジアミン、1,10−ジアミノ−1,10−ジメチルデカン、2,11−ジアミノドデカン、1,12−ジアミノオクタデカン、2,17−ジアミノエイコサン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3−アミノノルボルニル)メタン、3,3’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、及び4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、2,6−ジアミノピリジン、2,5−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノ−4−トリフルオロメチルピリジン、2,5−ジアミノ−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ジアミノシクロヘキサン、ピペラジン、4,4’−メチレンジアニリン、4,4’−メチレン−ビス(o−クロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(3−メチルアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−エチルアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−メトキシアニリン)、4,4’−オキシ−ジアニリン、4,4’−オキシ−ビス(2−メトキシアニリン)、4,4’−オキシ−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−チオ−ジアニリン、4,4’−チオ−ビス(2−メチルアニリン)、4,4’−チオ−ビス(2−メトキシアニリン)、4,4’−チオ−ビス(2−クロロアニリン)、3,3’−スルホニル−ジアニリン、及びそれらの混合物。
より好ましい実施態様において、ジアミンXVIIは、構造XXI:
Figure 2008535003
式中、Eは、−O−、−S−、−C(CF32−、−CH2−、−SO2−、−NHCO−又は−Si(R282−であり、R28は、8個までの炭素原子を含有する、直鎖状、分枝鎖状又は環状のアルキル基である;
を有する少なくとも1つの化合物を含む。
EがOである構造XXIで記載されるジアミンは、好ましいジアミンである、より好ましい実施態様においては、このジアミンは、ジアミンXVIIの総量の80%を超えて含む。最も好ましいジアミンXVIIは、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルである。
構造XVの好ましいポリアミド酸ポリマーは、構造XVIII、XIX又はXXの二酸無水物又は二酸無水物類、及び構造XVIIのジアミン又はジアミン類から合成されるポリマーを含む。より好ましいポリアミド酸ポリマーは、Zが−O−である構造XVIII、XIX若しくはXXの二酸無水物又は二酸無水物類、及びEが−O−である構造XXIのジアミン又はジアミン類から合成されるポリマーを含む。本発明の好ましいポリマーの例としては、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル及び3,3’,4,4’−ジフェニルオキシドテトラカルボン酸二無水物(4,4’−オキシジフタル酸二無水物、ODPA)から合成されるポリアミド酸ポリマー類、並びに4,4’−ジアミノジフェニルエーテル及び95〜85%のODPAと5〜15%の1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(PMDA)との混合物から合成されるポリアミド酸ポリマーである。
構造XVを有するポリマーは、モノマーXVI及びXVIIを反応させて製造される。XVII/XVIの比は、約0.9から約1でよい。好ましいXVII/XVIの比は、約0.92から約0.99である。より好ましいXVII/XVIの比は、約0.95から約0.98である。反応時間は、約1時間から約48時間である。好ましい反応時間は、約2時間から約24時間である。より好ましい反応時間は、約6時間から約20時間である。反応温度は、約−20℃から約60℃である。好ましい反応温度は、約−10℃から約50℃である。より好ましい反応温度は、約0℃から約45℃である。ポリアミド酸は、その場で製造することができ、その溶液は組成物に加えられ、又は、先ず非溶媒中で沈殿することによって単離することができる。好ましい非溶媒の例としては、脱イオン水、又は脱イオン水とメタノール若しくはイソプロピルアルコールのようなアルコールとの混合液が挙げられる。脱イオン水対アルコールの比は、約99/1から約10/90まで変わり得る。脱イオン水対アルコールの好ましい比は、約90/10から約25/75である。より好ましい比は、約75/25から約25/75である。
本発明の感光性組成物における、ポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーI及び/又はIII及び/又はIII*の量は、総配合物量の約10質量%から約50質量%の範囲であり得る。好ましい実施態様においては、I及び/又はIII及び/又はIII*の含有量は、約25質量%から約40質量%である。より好ましい実施態様においては、I及び/又はIII及び/又はIII*の含有量は、総配合物量の約25質量%から約35質量%である。
この組成物中に用いられる構造VIを有する化合物(類)の量は、ポリベンゾオキサゾールの量を基準にして、約0.06質量%から約9質量%であり、好ましくは、約0.15質量%から約6質量%であり、最も好ましくは、ポリベンゾオキサゾールの量を基準にして、約0.18質量%から約3質量%である。
本発明の感光性組成物の処方における溶媒の量は、総質量の約45質量%から約87質量%であり得る。好ましい量は、約48質量%から約75質量%である。より好ましい量は、約50質量%から約65質量%である。
本発明の感光性組成物におけるPAGの量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約0.5質量%から約20質量%の範囲である。PAGの好ましい濃度範囲は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約2質量%から約15質量%の範囲である。PAGのより好ましい濃度範囲は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約2.5質量%から約10質量%の範囲である。PAGの最も好ましい濃度範囲は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約3質量%から約7質量%の範囲である。任意の増感剤の量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約0.1質量%から約5質量%であり得る。
本発明の感光性組成物における潜在的な架橋剤の量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約2質量%から約35質量%であり得る。架橋剤の好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約5質量%から約25質量%の範囲である。架橋剤のより好ましい濃度範囲は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約5質量%から約20質量%の範囲である。架橋剤の最も好ましい濃度範囲は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約5質量%から約15質量%の範囲である。
もし存在する場合は、溶解速度調整剤の量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約1質量%から約20質量%であり得る。もしポリオール化合物が使用される場合は、好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約5質量%から約20質量%である。ポリオール化合物のより好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約5質量%から約15質量%である。ポリオール化合物の最も好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約8質量%から約12質量%である。もしフェノール性化合物が使用される場合は、好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約5質量%から約20質量%でる。フェノール性化合物のより好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約5質量%から約15質量%である。フェノール性化合物の最も好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約8質量%から約12質量%である。もしカルボン酸基を含有する化合物が使用される場合は、好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約2質量%から約15質量%である。カルボン酸化合物のより好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約2質量%から約10質量%である。カルボン酸化合物の最も好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約2質量%から約5質量%である。
本発明のネガ型感光性組成物は、又、他の添加剤を含有することができる。適切な添加剤の例としては、色素、界面活性剤及び接着促進剤が挙げられるが、これらに限定されない。
もし使用する場合は、接着促進剤の量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約0.1質量%から約5質量%の範囲であってよい。接着促進剤の好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約1質量%から約5質量%である。接着促進剤のより好ましい量は、ポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーの量を基準にして、約2質量%から約4質量%である。適切な接着促進剤としては、例えば、アミノシラン類及びそれらの誘導体の混合物が挙げられる。本発明において使用してもよい適切な接着促進剤の例は、構造XIV:
Figure 2008535003
式中、R14は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基又はC5−C7シクロアルキル基であり;R15は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、C5−C7シクロアルキル基、又はC5−C7シクロアルコキシ基であり;dは、0から3までの整数であり;qは、1から約6までの整数であり;R16は、以下の部分構造:
Figure 2008535003
式中、R17及びR18は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基又はC5−C7シクロアルキル基であり;R19は、C1−C4アルキル基又はC5−C7シクロアルキル基である;
の1つである;
によって記載することができる。好ましい接着促進剤は、R16が以下の部分構造から選択されるものである。
Figure 2008535003
より好ましい接着促進剤は、R16が以下の部分構造であるものである。
Figure 2008535003
最も好ましい接着促進剤は、以下の化合物である。
Figure 2008535003
別の実施態様において、本発明は、ネガ型のレリーフ画像を形成するための方法を包含する。上記方法は、以下の工程:
(a)基板を用意し;
(b)該基板上に、1つ又はそれ以上の、構造I、III又はIII*を有するポリベンゾオキサゾール前躯体;少なくとも1つの、構造VIを有する化合物;少なくとも1つの溶媒;少なくとも1つの、照射により酸を放出する光活性化合物;それぞれ少なくとも2つの〜N−(CH2OR29a単位を含有する、少なくとも1つの潜在的な架橋剤、ここで、a=1又は2であり、R29は直鎖状又は分枝鎖状C1−C8アルキル基である;及び場合により、少なくとも1つの溶解速度調整剤(全ては、前記した通りである);但し、潜在的な架橋剤の反応性が高い場合は、溶解速度調整剤はカルボン酸基を含まない;を含むネガ型感光性組成物を塗布し、それにより塗布された基板を形成し;
(c)塗布された基板に化学線を照射し;
(d)塗布された基板を、昇温下で露光後焼成し;
(e)塗布された基板を、水性の現像液で現像し、それによりレリーフ画像を形成し;そして、
(f)基板を昇温下で焼成し、それによりレリーフ画像を硬化する;
を含む。
ネガ型として作用する本発明の光活性組成物は、適切な基板に塗布される。基板は、例えば、シリコン・ウエハー、化合物半導体(III〜V)又は(II〜VI)ウエハー、セラミック、ガラス又は石英の基板でよい。該基板は、又、有機又は無機の誘電体、銅又は他の配線金属のような電子回路加工のために使用される膜又は構造物を含有してよい。本発明のための好ましい基板は、露出した銅を含有するウエハーである。
基板に感光性樹脂組成物を塗布する方法としては、スプレー・コーティング、スピン・コーティング、オフセット印刷、ロール・コーティング、スクリーン印刷、押し出しコーティング、メニスカス・コーティング、カーテン・コーティング、及び浸漬コーティングが挙げられるが、これらに限定されない。
感光性組成物の基板への適正な接着を確実にするために、基板には、場合により、最初の塗布工程の前に、(外部)接着促進剤で塗布前処理を施すか、又は感光性組成物には、内部接着促進剤を採用してよい。当業者に公知の、基板を接着促進剤で処理する如何なる適切な方法も、採用することができる。例としては、基板の接着促進剤の蒸気、溶液、又は100%濃度での処理が挙げられる。処理の時間と温度は、個々の基板、接着促進剤、昇温を採用する方法に依存するであろう。如何なる適切な外部接着促進剤も、使用してよい。適切な外部接着促進剤の種類としては、ビニルアルコキシシラン類、メタクリルオキシアルコキシシラン類、メルカプトアルコキシシラン類、アミノアルコキシシラン類、エポキシアルコキシシラン類及びグリシドオキシアルコキシシラン類が挙げられるが、これらに限定されない。アミノシラン類及びグリシドオキシシラン類は、より好ましい。第一級アミノアルコキシシラン類は、より好ましい。適切な外部接着促進剤の例としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルジメトキシメチルシラン、及び3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランが挙げられるが、これらに限定されない。γ−アミノプロピルトリメトキシシランが、より好ましい。更なる適切な接着促進剤は、“Silane Coupling Agent” Edwin P. Plueddemann, 1982, Plenum Press, New York に記載されている。
得られた膜は、場合により、昇温下で予備焼成される。焼成は、残留溶媒を蒸発させるための方法に依存して、約70℃から約150℃の温度範囲の中の1つ又はそれ以上の温度で、数分から30分の間で完了してよい。如何なる適切な焼成手段を用いてもよい。適切な焼成手段の例としては、ホットプレート及び対流式オーブンが挙げられるが、これらに限定されない。
引き続いて、得られた膜は、マスクを通して、好ましいパターンに化学線で露光される。化学線としては、X線、電子ビーム、紫外線、可視光等を用いることができる。最も好ましい化学線は、436nm(g線)及び365nm(i線)の波長を有するものである。
化学線への露光の後、塗布され露光された基板は、約70℃と約150℃の間の温度に加熱される。塗布され露光された基板は、この温度範囲に短時間、典型的には、数秒から数分の間加熱され、そして如何なる適切な加熱手段を用いて行われてもよい。好ましい手段としては、ホットプレート上での又は対流式オーブン中での焼成が挙げられる。この処理工程は、一般に、業界では露光後焼成と呼ばれている。
次に、膜は、水性の現像液を用いて現像され、レリーフ・パターンが形成される。水性の現像液は、水性の塩基を含有する。適切な塩基の例としては、無機アルカリ類(例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア水)、第一級アミン類(例えば、エチルアミン、n−プロピルアミン)、第二級アミン類(例えば、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン)、第三級アミン類(例えば、トリエチルアミン)、アルコールアミン類(例えば、トリエタノールアミン)、第四級アンモニウム塩類(例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム)、及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。用いられる塩基の濃度は、用いられるポリマーの塩基への溶解性、及び用いられる個々の塩基により変わるであろう。最も好ましい現像液は、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)を含有するものである。適切なTMAHの濃度は、約1%から約5%の範囲である。現像は、浸漬、スプレー、パドリング、又は他の同様の現像方法により、約10℃から約40℃で、約30秒から約5分で行うことができる。現像後、レリーフ・パターンは、場合により、脱イオン水を用いてリンスし、回転により乾燥し、ホットプレート上、オーブン中又は他の適切な手段で焼成してよい。
次いで、未硬化のレリーフ・パターンを硬化して、ベンゾオキサゾール環を形成し、最終の高耐熱性パターンを得る。硬化は、現像された未硬化のレリーフ・パターンを、感光性組成物のガラス転移温度、Tg、で、又はそれより高温で焼成することにより行い、上記したような高耐熱性を提供するベンゾオキサゾール環を得る。
本発明を、以下の実施例で説明するが、これらに限定されない。これ等の中で、部及びパーセントは、特に断らない限り質量基準である。
〔合成例1〕
構造(Ia)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの合成
Figure 2008535003
機械式攪拌装置、窒素導入口及び付加ロートを装備した2Lの三口丸底フラスコに、ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BisAPAf)(155.9g、426.0mmol)、ピリジン(64.3g、794.9mmol)、及びN−メチルピロリドン(NMP)(637.5g)を加えた。全ての固形物が溶解するまで溶液を室温で攪拌し、次いで、氷水浴中で0〜5℃で冷却した。この溶液に、NMP(427.5g)中に溶解したイソフタロイル・クロリド(39.3g、194mmol)及び1,4−オキシジベンゾイル・クロリド(56.9g、194mmol)を滴下しながら加えた。添加を終了した後、得られた混合液を室温で18時間攪拌した。粘稠な溶液を激しく攪拌する10リットルの脱イオン水中に注ぎ、沈殿を生成した。ポリマーを濾過により採集し、脱イオン水及び水/メタノール(50/50)混合液で洗浄した。ポリマーを、減圧下105℃で24時間乾燥した。
収率はほぼ定量的であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.20dL/gであった。
数平均分子量(Mn)を、細孔径104オングストローム、500オングストローム、100オングストローム及び50オングストロームを有する、4本のPhenogel 10カラムと溶離剤としてTHFを使用したゲル透過クロマトグラフィーにより測定した。キャリブレーションには、ポリスチレン標準を用いた。上記の手順で製造したポリマーの典型的なMnは5,800であった。
〔合成例2〕
構造(IIa)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの合成
機械式攪拌装置を装着した1Lの三口丸底フラスコに、合成例1で得られたポリマー(54.2g、100mmol)及びテトラヒドロフラン(THF、500mL)を加えた。混合物を10分間攪拌し、固形物を完全に溶解した。次いで、5−ナフトキノンジアジドスルホニルクロリド(S−215−Cl)(0.81g、3mmol)を添加し、混合液を更に10分間攪拌した。トリエチルアミン(0.3g、3mmol)を15分以内に徐々に加え、次いで反応混合液を5時間攪拌した。次いで、反応混合液を、激しく攪拌する5,000mLの脱イオン水に徐々に加えた。沈殿した生成物を濾過により分離し、2Lの脱イオン水で洗浄した。上記の生成物に、更に6Lの脱イオン水を加え、混合物を30分間激しく攪拌した。濾過した後、生成物を1Lの脱イオン水で洗浄した。単離した生成物を40℃で一夜乾燥した。収率は、ほぼ定量的であった。
ポリマーの固有粘度は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.21g/gであった。
〔合成例3〕
構造(XIIIp)の光活性化合物(PAC)の合成
Figure 2008535003
機械式攪拌装置、滴下ロート、pHプローブ、温度計及び窒素パージ装置を装着した500mLの三口フラスコに、THF(225mL)及び4,4’−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノール(Bisphenol)AP(30g)を加えた。Bisphenol APが完全に溶解するまで、混合物を攪拌した。これに4−ナフトキノンジアジドスルホニル・クロリド(S−214−Cl)(27.75g)及びTHF(25mL)を添加した。固形物が完全に溶解するまで反応混合液を攪拌した。この反応混合液に、THF(50mL)に溶解したトリエチルアミン(10.475g)を徐々に加え、この操作中、pHを8未満に維持した。この発熱反応の間、温度を30℃未満に維持した。添加終了後、反応混合液を48時間攪拌した。これに5−ナフトキノンジアジドスルホニル・クロリド(S−215−Cl)(27.75g)及びTHF(25mL)を添加し、反応混合液を30分攪拌した。THF(50mL)に溶解したトリエチルアミン(10.475g)を反応混合液に徐々に加え、この操作中、pHを8未満に維持した。再度、この発熱反応の間、温度を30℃未満に維持した。添加終了後、反応混合液を20時間攪拌した。次いで、反応混合液を、脱イオン水(6L)とHCL(10g)の混合液中に徐々に加えた。生成物を濾過し、脱イオン水(2L)で洗浄した。次いで、生成物を脱イオン水(3L)を用いて再びスラリー化し、濾過し、脱イオン水(1L)で洗浄した。次いで、生成物を、水分量が2%未満になるまで、真空オーブン中40℃で乾燥した。HPLCによる分析の結果、生成物は、表1に示すように、数種類のエステルの混合物であることが分かった。
Figure 2008535003
〔合成例4〕
構造(XIIIp’)の光活性化合物(PAC)の合成
Figure 2008535003
4−ナフトキノンジアジドスルホニルクロリド(S−214−Cl)を除いた以外は、合成例3と同様の反応を行った。HPLC分析の結果、生成物の約94%がジエステルであり、6%がモノエステルであることが分かった。
〔実施例1〕
合成例2で得られたポリマー(100部)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン(1.53部)、ジフェニルシランジオール(2.48部)、合成例3で合成したPAC(13.51部)及び2−メルカプトベンゾオキサゾール(7部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。上記配合物を銅ウエハー上にスピンコートし、次いで、ホットプレート上120℃で4分焼成して、11.22μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。2−メルカプトベンゾオキサゾールを除いた配合物は、露光部に残留するぼってりした残留物質を示した(比較例1参照)。
Figure 2008535003
〔実施例2〜7〕及び〔比較例1〜3〕
実施例2〜7及び比較例1〜3は、各配合で2−メルカプトベンゾオキサゾールの量を変化させた以外は、実施例1と同じ組成とした。各組成物に対して、実施例1に記載した方法と同様の方法を使用した。結果を表2に示す。
Figure 2008535003
実施例8〜11は、実施例4〜7の銅に相性の良い組成物が、シリコンのような他の基板上でも使用できることを実証した。各組成物は、良好な感光速度を維持していた。
〔実施例8〕
実施例4の組成物を、シリコン・ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成して、10.96μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初215mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、5mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。露光部から全ての物質を除去するのに必要な露光エネルギーを観測し、E0=263mJ/cm2と報告された。現像後の未露光部の膜厚は6.43μmであった。
〔実施例9〕
実施例5の組成物を、シリコン・ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成して、11.07μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初215mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、5mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。露光部から全ての物質を除去するのに必要な露光エネルギーを観測し、E0=294mJ/cm2と報告された。現像後の未露光部の膜厚は6.74μmであった。
〔実施例10〕
実施例6の組成物を、シリコン・ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成して、11.06μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初215mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、5mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。露光部から全ての物質を除去するのに必要な露光エネルギーを観測し、E0=315mJ/cm2と報告された。現像後の未露光部の膜厚は6.83μmであった。
〔実施例11〕
実施例7の組成物を、シリコン・ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成して、10.91μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初215mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、5mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。露光部から全ての物質を除去するのに必要な露光エネルギーを観測し、E0=312mJ/cm2と報告された。現像後の未露光部の膜厚は6.78μmであった。
〔比較例4〜7〕
比較例4〜7では、2−メルカプトベンゾオキサゾールの代わりに、いろいろな量の2−メルカプトベンゾチアゾールをこれらの配合に使用した以外は、実施例1と同じ組成とした。各組成物に対して、実施例1に記載した方法と同様の方法を使用した。結果を表3に示す。
Figure 2008535003
Figure 2008535003
2−メルカプトベンゾチアゾールが、全配合の2.66%という高いレベルでも残留物の形成を防ぐことができないのに対して、2−メルカプトベンゾオキサゾールは、全配合の0.07%という低い濃度で使用された場合でも、残留物を防ぐことができるということは、驚くべきことである。
〔実施例12〕
合成例2で得たポリマー(100部)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン(3部)、ジフェニルシランジオール(5部)、実施例4で合成したPAC(11.9部)、及び2−メルカプトベンゾオキサゾール(2部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、10.95μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。残留物は認められなかった。
〔実施例13〜15及び比較例8〜10〕
実施例13〜15及び比較例8〜10は、各配合で2−メルカプトベンゾオキサゾールの量を変化させた以外は、実施例12と同じ組成とした。各組成物に対して、実施例12に記載した方法と同様の方法を使用した。結果を表4に示す。
Figure 2008535003
〔実施例16〜19〕
実施例16〜19では、2−メルカプトベンゾオキサゾールの代わりに、異なった量の2−メルカプト−5−メチルベンゾイミダゾールを使用した以外は、実施例1と同じ組成とした。各組成物に対して、実施例1に記載した方法と同様の方法を使用した。結果を表5に示す。
Figure 2008535003
Figure 2008535003
実施例20〜21は、実施例16及び17の銅に相性の良い組成物が、シリコンのような他の基板上にも使用することができることを実証した。各レジストは、良好な感光速度と2〜3μmという抜群の解像度を有する。
〔実施例20〕
実施例16の組成物を、シリコン・ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成して、11.01μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初100mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、10mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。露光部から全ての物質を除去するのに必要な露光エネルギーを観測し、E0=240mJ/cm2と報告された。現像後の未露光部の膜厚は6.20μmであった。
〔実施例21〕
実施例17の組成物を、シリコン・ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成して、10.97μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初100mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、10mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。露光部から全ての物質を除去するのに必要な露光エネルギーを観測し、E0=254mJ/cm2と報告された。現像後の未露光部の膜厚は6.26μmであった。
〔実施例22〜26〕並びに〔比較例11及び12〕
実施例22〜26並びに比較例7及び8では、2−メルカプトベンゾオキサゾールの代わりに、異なった量の2−メルカプト−1−メチルイミダゾールを使用した以外は、実施例1と同じ組成とした。各組成物に対して、実施例1に記載した方法と同様の方法を使用した。結果を表6に示す。
Figure 2008535003
Figure 2008535003
実施例27〜29は、実施例22〜24の銅に相性の良い組成物が、シリコンのような他の基板上にも使用することができることを実証した。各レジストは、良好な感光速度を維持した。
〔実施例27〕
実施例22の組成物を、シリコン・ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成して、11.04μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初200mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、5mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。露光部から全ての物質を除去するのに必要な露光エネルギーを観測し、E0=236mJ/cm2と報告された。現像後の未露光部の膜厚は6.04μmであった。
〔実施例28〕
実施例23の組成物を、シリコン・ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成して、11.01μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初200mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、5mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。露光部から全ての物質を除去するのに必要な露光エネルギーを観測し、E0=264mJ/cm2と報告された。現像後の未露光部の膜厚は6.41μmであった。
〔実施例29〕
実施例24の組成物を、シリコン・ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成して、11.10μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初200mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、5mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。露光部から全ての物質を除去するのに必要な露光エネルギーを観測し、E0=286mJ/cm2と報告された。現像後の未露光部の膜厚は6.75μmであった。
〔合成例5〕
構造(Ib)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの合成
Figure 2008535003
15モル%のヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンを4,4’−オキシジアニリンに替えた以外は、合成例1の手順に従って、ポリマーIbを合成した。
収率は95%であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.242dL/gであった。
〔合成例6〕
構造(Ic)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの合成
1,4−オキシジベンゾイルクロリド対イソフタロイルクロリドの比を1/1から4/1に変えた以外は、合成例1の手順により、ポリマーIcを合成した。
収率は定量的であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.185dL/gであった。
〔合成例7〕
構造(IIc)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの合成
Figure 2008535003
実施例6で得たポリマーIcを使用し、5−ナフトキノンジアジドスルホニルクロリド対OH基の比を1.5%から1%に変えた以外は、合成例2の手順に従って、ポリマーIIcを合成した。
収率は定量的であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.180dL/gであった。
〔合成例8〕
構造(IV*c)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの合成
Figure 2008535003
合成例7の手順に従って製造したPBO前躯体ポリマー(200g)を、ジグライム(600g)とプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)(300g)の混合液に溶解した。残存水を、ロータリーエバポレーターを使い、65℃(10〜12torr)で、PGMEA及びジグライムとの共沸により除去した。約550gの溶媒が、共沸蒸留の間に除去された。反応溶液をN2雰囲気に置き、磁気式攪拌装置を装着した。ナジック酸無水物(7g)を、続いてピリジン(10g)を加えた。反応混合液を50℃で一夜攪拌した。次いで、反応混合液をテトラヒドロフラン(THF)(500g)で希釈し、メタノール/水(50/50)混合液(8L)中で沈殿させた。ポリマーを濾過して収集し、40℃で減圧乾燥した。
収率はほぼ定量的であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.181dL/gであった。
〔合成例9〕
構造(Id)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの製造
Figure 2008535003
機械式攪拌装置、窒素導入口及び付加ロートを装着した2Lの三口丸底フラスコに、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(110.0g、426.0mmol)、ピリジン(64.3g、794.9mmol)及びN−メチルピロリドン(NMP)(637.5g)を加えた。全ての固形物が溶解するまで溶液を室温で攪拌し、次いで、氷水浴中で0〜5℃で冷却した。この溶液に、NMP(427.5g)中のテレフタロイルクロリド(78.6g、388mmol)を滴下しながら加えた。添加終了後、得られた混合液を室温で18時間攪拌した。粘り気のある溶液を、激しく攪拌する脱イオン水(10L)に投入して沈殿を生成した。ポリマーを濾過して収集し、脱イオン水及び水/メタノール(50/50)混合液で洗浄した。ポリマーを、減圧条件下、105℃で24時間乾燥した。
収率は定量的であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.21dL/gであった。
〔合成例10〕
構造(Ie)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの製造
Figure 2008535003
機械式攪拌装置、窒素導入口及び付加ロートを装着した2Lの三口丸底フラスコに、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(55.0g、213.0mmol)、ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(77.95g、213mmol)、ピリジン(64.3g、794.9mmol)及びN−メチルピロリドン(NMP)(637.5g)を加えた。全ての固形物が溶解するまで溶液を室温で攪拌し、次いで、氷水浴中で0〜5℃で冷却した。この溶液に、NMP(427.5g)中のテレフタロイル・クロリド(78.6g、388mmol)を滴下しながら加えた。添加終了後、得られた混合液を室温で18時間攪拌した。粘り気のある溶液を、激しく攪拌する脱イオン水(10L)に投入して沈殿を生成した。ポリマーを濾過して収集し、脱イオン水及び水/メタノール(50/50)混合液で洗浄した。ポリマーを、減圧条件下、105℃で24時間乾燥した。
収率は定量的であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.205dL/gであった。
〔合成例11〕
構造(If)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの製造
Figure 2008535003
機械式攪拌装置、窒素導入口及び付加ロートを装着した2Lの三口丸底フラスコに、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(55.0g、213.0mmol)、ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(77.95g、213mmol)、ピリジン(64.3g、794.9mmol)及びN−メチルピロリドン(NMP)(637.5g)を加えた。全ての固形物が溶解するまで溶液を室温で攪拌し、次いで、氷水浴中で0〜5℃で冷却した。この溶液に、NMP(427.5g)に溶解したテレフタロイル・クロリド(39.3g、194mmol)及び1,4−オキシベンゾイルクロリド(56.9g、194mmol)を滴下しながら加えた。添加終了後、得られた混合液を室温で18時間攪拌した。粘り気のある溶液を、激しく攪拌する脱イオン水(10L)に投入して沈殿を生成した。ポリマーを濾過して収集し、脱イオン水及び水/メタノール(50/50)混合液で洗浄した。ポリマーを、減圧条件下、105℃で24時間乾燥した。
収率は定量的であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.20dL/gであった。
〔合成例12〕
構造(IIIa)のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの製造
Figure 2008535003
合成例1の手順に従って得られたPBO前躯体ポリマー(100g)を、ジグライム(1,000g)に溶解した。残留水を、ロータリーエバポレーターを用いて、65℃(10〜12torr)で、ジグライムと共沸して除去した。約500gの溶媒が、共沸蒸留の間に除去された。反応溶液をN2雰囲気に置き、磁気式攪拌装置を装着し、氷浴を用いて〜5℃に冷却した。アセチルクロリド(3.6g)を注射器を通して加えた。反応混合液を、氷浴上に約10分間保持した。次いで、氷浴を取り外し、反応混合液を1時間に亘って暖まるにまかせた。次いで、混合液を再び氷浴上で5℃まで冷却した。ピリジン(3.6g)を注射器を通して1時間かけて加えた。ピリジン添加後、反応混合液を、氷浴上〜10分間保ち、次いで1時間に亘って暖まるにまかせた。反応混合液を、水(6L)中に攪拌しながら投入して沈殿を生成した。沈殿したポリマーを濾過により収集し、一夜風乾した。次いで、ポリマーをアセトン(500〜600g)に溶解し、水/メタノール(70/30)混合液(6L)中に投入して沈殿を生成した。ポリマーを再び濾過により収集し、数時間風乾した。依然湿気を帯びているポリマーケーキを、THF(700g)と水(70mL)の混合液に溶解した。Rohm and Haas から市販されているイオン交換樹脂 UP 604(40g)を加え、溶液を1時間回転した。最終生成物を水(7L)中に沈殿させ、濾過し、一夜風乾した後、真空オーブン中90℃で24時間乾燥した。
収率は100%であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.205dL/gであった。
〔合成例13〕
ポリマーIVaの合成
Figure 2008535003
合成例2で得られたポリマーIIaを使用した以外は合成例12の手順に従って、ポリマーIVaを合成した。
収率はほぼ定量的であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.20dL/gであった。
〔合成例14〕
イミド末端封止剤で末端封止したPBO前躯体ポリマーIII*aの製造
Figure 2008535003
合成例1と同じ方法で製造したPBO前躯体(200g)を、ジグライム(600g)とプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)(300g)の混合液に溶解した。残留水を、ロータリーエバポレーターを用いて、65℃(10〜12torr)で、PGMEA及びジグライムと共沸して除去した。約550gの溶媒が、共沸蒸留の間に除去された。反応溶液をN2雰囲気に置き、磁気式攪拌装置を装着した。ナジック酸無水物(7g)を、続いてピリジン(10g)を加えた。反応混合液を50℃で一夜攪拌した。次いで、反応混合液をテトラヒドロフラン(THF)(500g)で希釈し、メタノール/水(50/50)混合液(8L)中で沈殿させた。ポリマーを濾過して収集し、80℃で減圧乾燥した。
収率はほぼ定量的であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.20dL/gであった。
〔合成例15〕
4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)/オキシジアニリン(ODA)ポリアミド酸の製造
Figure 2008535003
500mLの三口丸底フラスコに、機械式攪拌装置、温度制御装置及び窒素導入口を装着した。この反応フラスコに、γ−ブチロラクトン(270g)、次いで4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)(31.022g、100mmol)を加えた。ODPAを投入したロートを、γ−ブチロラクトン(15g)でリンスした。反応混合液を室温で15分、次いで、4,4’−オキシジフタル酸無水物が完全に溶解するまで73〜75℃で攪拌した。透明な淡黄色の反応溶液を、15℃に冷却した。4,4’−オキシジフタル酸無水物の一部が沈殿した。オキシジアニリン(19.62g、98mmol)を、1時間かけて、少しずつ添加した。オキシジアニリンの容器を、γ−ブチロラクトン(13.3g)でリンスし、次いで、それを反応溶液に一度に加えた。反応温度を更に15分15℃に維持した後、徐々に40℃まで上昇した。反応混合液を、この温度で24時間攪拌し続けた。溶液のIRスペクトルから、無水物のピーク(1,800cm-1)が消失したことによって、反応の完結を確認した。最終生成物の粘度は、1,384cStであった。
〔合成例16〕
構造III*dのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの製造
Figure 2008535003
合成例1で製造したポリマーの代わりに、合成例9で製造したポリマーを使用した以外は、合成例14の手順を繰り返した。
収率はほぼ定量的であり、ポリマーの固有粘度(iv)は、NMP中、濃度0.5g/dL、温度25℃で測定して、0.20dL/gであった。
〔合成例17〕
p−トルエンスルホン基で末端封止したPBO前躯体ポリマーの製造
Figure 2008535003
合成例1に記載したようにして、PBO前躯体ポリマーを製造した。PBO前躯体(100g)を、ジグライム(500g)とプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)(300g)の混合液に溶解した。残留水を、65℃(10〜12torr)での減圧蒸留を用い、PGMEAとジグライムで共沸蒸留することにより除去した。約400gの溶媒が、共沸の間に除去された。反応溶液をN2雰囲気下に置き、次いで、氷浴中で5℃まで冷却し、ピリジン(3.2g)を一度に、次いでp−トルエンスルホニルクロリド(8.5g)を加えた。反応混合液を室温に戻し、そして一夜攪拌した。
反応混合液を水(6L)中に攪拌しながら投入し、沈殿を生成した。沈殿したポリマーを濾過して収集し、一夜風乾した。次いで、ポリマーをアセトン(500〜600g)に溶解し、水/メタノール(70/30)混合液中に投入して沈殿を生成した。ポリマーを再度濾過して収集し、数時間風乾した。未だ湿気を帯びたポリマーケーキを、THF(700g)と水(70mL)の混合液に溶解した。Rohm and Haas から市販されているイオン交換樹脂 UP 604(40g)を加え、溶液を1時間回転した。最終生成物を水(7L)中に沈殿させ、濾過し、一夜風乾した後真空オーブン中90℃で24時間乾燥した。
1HNMR分析は、〜4.5ppmにいかなるアミン・ピークも見られず、同様に6.4〜6.7ppmに末端封止されていないBisAPAf単位に基づく芳香族ピークも見られないことを示した。このことは、末端封止が完全であることを示唆する。収率は、77gであった。
〔実施例30〕
合成例5で得られたポリマー(100部)、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)マレイン酸モノアミド(3部)、2−メルカプトベンゾオキサゾール(1部)、ジフェニルシランジオール(2.5部)、及び実施例3で合成したPAC(20部)を、GBL(175部)に溶解し、濾過した。上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、11.1μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例31〕
合成例8で得られたポリマー(100部)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(3部)、2−メルカプトベンゾオキサゾール(1部)、及びPACXIIIr、ここで、QはH又は以下の部分構造:
Figure 2008535003
(12部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。用いた上記のPACは、上に示したDNQ部分構造を有し、ヒドロキシル基のエステル化度75%のものである。
上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、10.92μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例32〕
合成例9で得られたポリマー(100部)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(3部)、2−メルカプト−5−メチルベンゾイミダゾール(0.5部)、2−メルカプトベンゾオキサゾール(0.5部)、及びPACXIIIo、ここで、QはH又は以下の部分構造:
Figure 2008535003
(20部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。用いた上記のPACは、上に示したDNQ部分構造を有し、ヒドロキシル基のエステル化度80%のものである。
上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、11μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例33〕
合成例10で得られたポリマー(100部)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(3部)、2−メルカプト−5−メチルベンゾイミダゾール(1部)、及びPACXIIIe、ここで、QはH又は以下の部分構造:
Figure 2008535003
(20部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。用いた上記のPACは、上に示したDNQ部分構造を有し、ヒドロキシル基のエステル化度50%のものである。
上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、11μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例34〕
合成例11で得られたポリマー(100部)、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(3部)、2−メルカプトベンゾオキサゾール(1部)、及びPACXIIIf、ここで、QはH又は以下の部分構造:
Figure 2008535003
(20部)をGBL(135部)とPGMEA(40部)の混合液に溶解し、濾過した。用いた上記のPACは、上に示したDNQ部分構造を有し、ヒドロキシル基のエステル化度75%のものである。
上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、11μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例35〕
合成例7で得られたポリマー(50部)、合成例8で得られたポリマー(50部)、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)マレイン酸モノアミド(3部)、2−メルカプトベンゾオキサゾール(0.5部)、2−メルカプト−5−メチルベンゾイミダゾール(0.5部)、ジフェニルシランジオール(2.5部)、及び実施例4で合成したPAC(12部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、11μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例37〕
合成例1で得られたポリマー(50部)、合成例2で得られたポリマー(50部)、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)マレイン酸モノアミド(3部)、2−メルカプト−5−メチルベンゾイミダゾール(1部)、ジフェニルシランジオール(2.5部)、及び実施例4で合成したPAC(16部)をGBL(160部)と乳酸エチル(10部)の混合液に溶解し、濾過した。上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、11μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例38〕
合成例2で得られたポリマー(50部)、合成例7で得られたポリマー(50部)、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)マレイン酸モノアミド(3部)、2−メルカプト−5−メチルベンゾイミダゾール(1部)、ジフェニルシランジオール(2.5部)、及び実施例4で合成したPAC(12部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上130℃で2分焼成し、11μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例39〕
合成例12で得られたポリマー(100部)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン(3部)、 ジフェニルシランジオール(5部)、実施例4で合成したPAC(11.9部)、及び2−メルカプトベンゾオキサゾール(0.5部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上90℃で5分焼成し、11μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。残留物は認められなかった。
〔実施例40〕
合成例13で得られたポリマー(100部)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン(3部)、 ジフェニルシランジオール(5部)、実施例4で合成したPAC(11.9部)、及び2−メルカプトベンゾオキサゾール(0.5部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、11μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。残留物は認められなかった。
〔実施例41〕
合成例2で得られたポリマー(100部)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン(1.53部)、 ジフェニルシランジオール(2.48部)、実施例3で合成したPAC(13.51部)、及び2−メルカプトベンゾオキサゾール(1部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、11μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。残留物は認められなかった。
〔実施例42〕
合成例12と同じ方法で製造したPBO前躯体ポリマー(100重量部)、GBL(200部)、(5−プロピルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−2−メチルフェニル−アセトニトリル(5部)、合成例15で製造したODPA/ODAポリマー(31.25部)、2−メルカプト−5−メチルベンゾイミダゾール(3部)、及び Powderlink 1174 (10部)を一緒に混合することによって、感光性組成物を製造した。次いで、この組成物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で3分焼成し、約12μmの厚みを有する膜を得た。上記膜を、Cannon 3000i4 露光装置上で、増分露光法を用いて、一部ずつ露光した。その際、最初50mJ/cm2で開始し、50mJ/cm2ずつ露光量を増加した。次いで、塗布し露光したウエハーを120℃で3分焼成し、0.262NのTMAH水溶液を95秒間連続スプレーして現像し、脱イオン水でリンスして、レリーフ・パターンを得た。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより未露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例43〕
合成例14と同じ方法で製造したPBO前躯体ポリマー(100重量部)、GBL(180部)、PGMEA(20部)、(5−プロピルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−2−メチルフェニル−アセトニトリル(5部)、2−メルカプト−1−メチルイミダゾール(1.4部)、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(3部)、及び Cymel 303 (10部)を一緒に混合することによって、感光性組成物を製造した。次いで、この組成物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で3分焼成し、約12μmの厚みを有する膜を得た。上記膜を、Cannon 3000i4 露光装置上で、増分露光法を用いて、一部ずつ露光した。その際、最初50mJ/cm2で開始し、50mJ/cm2ずつ露光量を増加した。次いで、塗布し露光したウエハーを120℃で3分焼成し、0.262NのTMAH水溶液を95秒間連続スプレーして現像し、脱イオン水でリンスして、レリーフ・パターンを得た。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより未露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例44〕
合成例9と同じ方法で製造したPBO前躯体ポリマー(50重量部)、合成例16と同じ方法で製造したPBO前躯体ポリマー(50重量部)、GBL(180部)、PGMEA(20部)、(5−プロピルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−2−メチルフェニル−アセトニトリル(5部)、合成例15で製造したODPA/ODA(22.5部)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン(3部)、2−メルカプト−1−メチルイミダゾール(2部)、及び Powderlink 1174 (10部)を一緒に混合することによって、感光性組成物を製造した。次いで、この組成物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上115℃で4分焼成し、約11.5μmの厚みを有する膜を得た。上記膜を、Cannon 3000i4 露光装置上で、増分露光法を用いて、一部ずつ露光した。その際、最初50mJ/cm2で開始し、25mJ/cm2ずつ露光量を増加した。次いで、塗布し露光したウエハーを125℃で150秒焼成し、0.262NのTMAH水溶液を80秒間連続スプレーして現像し、脱イオン水でリンスして、レリーフ・パターンを得た。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより未露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔実施例45〕
合成例14と同じ方法で製造したPBO前躯体ポリマー(50重量部)、合成例16と同じ方法で製造したPBO前躯体ポリマー(50重量部)、GBL(175部)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(25部)、PAG A(構造は下に示す)(7.5部)、合成例3で製造したODPA/ODA(27.5部)、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール(4部)、2−メルカプト−5−メチルベンゾイミダゾール(2.5部)、及び Powderlink 1174 (10部)を一緒に混合することによって、感光性組成物を製造した。次いで、この組成物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上125℃で3.5分焼成し、約13μmの厚みを有する膜を得た。上記膜を、Cannon 3000i4 露光装置上で、増分露光法を用いて、一部ずつ露光した。その際、最初50mJ/cm2で開始し、50mJ/cm2ずつ露光量を増加した。次いで、塗布し露光したウエハーを130℃で175秒焼成し、0.262NのTMAH水溶液を100秒間連続スプレーして現像し、脱イオン水でリンスして、レリーフ・パターンを得た。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより未露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
Figure 2008535003
〔実施例46〕
合成例16と同じ方法で製造したPBO前躯体ポリマー(100重量部)、GBL(170部)、ジグライム(30部)、PAG B(構造は下に示す)(7.5部)、n−ブチルアミノプロピルトリメトキシシラン(2部)、2−メルカプト−5−メチルベンゾイミダゾール(0.5部)、2−メルカプト−1−メチルイミダゾール(0.75部)、及び Cymel 303 (15部)を一緒に混合することによって、感光性組成物を製造した。次いで、この組成物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4.5分焼成し、約12.5μmの厚みを有する膜を得た。上記膜を、Cannon 3000i4 露光装置上で、増分露光法を用いて、一部ずつ露光した。その際、最初50mJ/cm2で開始し、50mJ/cm2ずつ露光量を増加した。次いで、塗布し露光したウエハーを125℃で175秒焼成し、0.262NのTMAH水溶液を100秒間連続スプレーして現像し、脱イオン水でリンスして、レリーフ・パターンを得た。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより未露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
Figure 2008535003
〔実施例47〕
合成例4と同じ方法で製造したPBO前躯体ポリマー(50重量部)、合成例6と同じ方法で製造したPBO前躯体ポリマー(50重量部)、GBL(165部)、ジアセトンアルコール(35部)、PAG C(構造は下に示す)(10部)、合成例3で製造したODPA/ODA(35部)、(シクロヘキシルアミノメチル)トリエトキシシラン(2部)、2−メルカプト−5−メチルベンゾイミダゾール(0.75部)、2−メルカプト−1−メチルイミダゾール(0.75部)、及び Powderlink 1174 (7.5部)を一緒に混合することによって、感光性組成物を製造した。次いで、この組成物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上130℃で4分焼成し、約10μmの厚みを有する膜を得た。上記膜を、Cannon 3000i4 露光装置上で、増分露光法を用いて、一部ずつ露光した。その際、最初50mJ/cm2で開始し、50mJ/cm2ずつ露光量を増加した。次いで、塗布し露光したウエハーを130℃で175秒焼成し、0.262NのTMAH水溶液を100秒間連続スプレーして現像し、脱イオン水でリンスして、レリーフ・パターンを得た。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより未露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
Figure 2008535003
〔実施例48〕
合成例17で得られたポリマー(100部)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン(1.53部)、 ジフェニルシランジオール(2.48部)、実施例3で合成したPAC(13.51部)、及び2−メルカプトベンゾオキサゾール(1部)をGBL(175部)に溶解し、濾過した。上記配合物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で4分焼成し、11μmの膜厚を得た。次いで、上記膜を、i線ステッパーを用いて、画像パターンを有する露光配列で露光し、その際、最初300mJ/cm2の露光エネルギーで開始し、30mJ/cm2ずつ露光エネルギーを増加した。次いで、露光した膜を、2.38%のTMAH水溶液で30秒のパドリングを2回行って、現像した。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。残留物は認められなかった。
〔比較例13〕
合成例12と同じ方法で製造したPBO前躯体ポリマー(100重量部)、GBL(200部)、(5−プロピルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−2−メチルフェニル−アセトニトリル(5部)、合成例15で製造したODPA/ODAポリマー(31.25部)、及び Powderlink 1174 (10部)を一緒に混合することによって、感光性組成物を製造した。次いで、この組成物を、銅ウエハー上にスピンコートし、ホットプレート上120℃で3分焼成し、約12μmの厚みを有する膜を得た。上記膜を、Cannon 3000i4 露光装置上で、増分露光法を用いて、一部ずつ露光した。その際、最初50mJ/cm2で開始し、50mJ/cm2ずつ露光量を増加した。次いで、塗布し露光したウエハーを120℃で3分焼成し、0.262NのTMAH水溶液を95秒間連続スプレーして現像し、脱イオン水でリンスして、レリーフ・パターンを得た。次いで、画像パターンを付与した銅ウエハーを、銅基板に至るまでのいかなる物質も剥離するように、1対のピンセットで引っ掻いた。次いで、引っ掻きにより未露光パターンが切り裂かれた場所に焦点を合わせながら、引っ掻き傷を顕微鏡下で分析した。この引っ掻き手法は、基板(裸の銅)と露光部に残存するいずれかの残留物との区別を可能にした。比較的厚い残留物が認められた。
レリーフ画像を形成する本発明の方法において、基板は、好ましくは銅メタライゼーションを施した基板である。
本発明は、その具体的な実施態様を参照しながら、本明細書に記載されているものの、本明細書に開示された発明の概念の精神及び範囲から逸脱することなく、変更、修正及び変化を加えることができるということは理解されるべきであろう。従って、付属する特許請求の範囲の精神と範囲の中に入る、全ての変更、修正及び変化を包含することを意図している。

Claims (26)

  1. (a)少なくとも1つのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマー;
    (b)少なくとも1つの、構造VI:
    Figure 2008535003
    [式中、Vは、CH及びNから成るグループから選択され;Yは、O及びNR3から成るグループから選択され;ここで、R3は、H、CH3及びC25から成るグループから選択され;R1及びR2は、それぞれ独立に、H、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル及びシクロヘキシルから成るグループから選択され;或いは、R1及びR2は、縮合して置換又は非置換のベンゼン環を生成することができる]を有する化合物;及び
    (c)少なくとも1つの溶媒;
    を含む感光性樹脂組成物であって、ここで、組成物中に存在する構造VIの化合物の量は、組成物が基板に塗布され引き続いて塗布された基板が基板上に画像を形成するように処理された場合、残留物の形成を阻害するのに有効な量であり、但し、ポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが、単に、ポリマー中に光活性な部分を含有しないポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーのみから成る場合は、
    (d)少なくとも1つの光活性な化合物;
    も、又、組成物中に存在する上記組成物。
  2. ポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが、
    構造I、II、III、III*、IV、IV*又はV:
    Figure 2008535003
    Figure 2008535003
    {式中、Ar1は、4価の芳香族基、4価の複素環基、及びそれらの混合物から成るグループから選択され;Ar2は、2価の芳香族基、2価の複素環基、2価の脂環式基、及びシリコンを含有してもよい2価の脂肪族基から成るグループから選択され;Ar3は、2価の芳香族基、2価の脂肪族基、2価の複素環基、及びそれらの混合物から成るグループから選択され;Ar4は、Ar1(OH)2及びAr2から成るグループから選択され;xは、約10から約1,000であり;yは、0から約900であり;Dは、以下の部分構造:
    Figure 2008535003
    [式中、Rは、H、ハロゲン、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、シクロペンチル及びシクロヘキシルから成るグループから選択される]
    の1つから成る基から選択され;k1は、約0.5までのいずれかの正の値であり;k2は、約1.5から約2までのいずれかの値であり;但し、(k1+k2)=2であり;Gは、カルボニル、カルボニルオキシ及びスルホニル基から成るグループから選択される基を有する1価の有機基であり;G*は、少なくとも1つのカルボニル又はスルホニル基を有する2価の有機基であり;Ar7は、少なくとも2個の炭素原子を有する2価から8価の有機基であり;Ar8は、少なくとも2個の炭素原子を有する2価から6価の有機基であり;そして、R4は、水素及び1個から10個の炭素原子を有する有機基から成るグループから選択され;m1及びm3は、0から4までの範囲の整数であるが、m1とm3は、同時に0にはなり得ず;m2は、0から2までの範囲の整数である}
    を有する少なくとも1つのポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーを含むポジ型感光性樹脂組成物を含む、請求項1に記載の感光性組成物であって、但し、ポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが、単に、構造I、III若しくはV、又はこれら3つの構造のいずれかを含有する混合物のみから成る場合は、感光性樹脂組成物は、又、
    (d)少なくとも1つの光活動性化合物;
    を含む上記組成物。
  3. ポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが、構造I、II、III、IV及びVのそれらから成るグループから選択される、少なくとも1つのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーである、請求項2に記載のポジ型フォトレジスト組成物。
  4. 構造VIの成分が、以下の化合物:
    Figure 2008535003
    から成るグループから選択される、請求項2に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
  5. 構造VIの成分が、以下の化合物:
    Figure 2008535003
    から成るグループから選択される、請求項3に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
  6. 接着促進剤を更に含む、請求項2に記載のポジ型感光性組成物。
  7. 接着促進剤が構造XIV:
    Figure 2008535003
    {式中、R14は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基及びC5−C7シクロアルキル基から成るグループから選択され;R15は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、C5−C7シクロアルキル基及びC5−C7シクロアルコキシ基から成るグループから選択され;dは、0から3までの整数であり;qは、1から約6までの整数であり;R16は、以下の部分構造:
    Figure 2008535003
    [式中、R17及びR18は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基及びC5−C7シクロアルキル基から成るグループから選択され;R19は、C1−C4アルキル基又はC5−C7シクロアルキル基から成るグループから選択される]
    の1つから成る基から選択される}
    の化合物である、請求項6に記載のポジ型感光性組成物。
  8. 接着促進剤を更に含み、接着促進剤が構造XIV:
    Figure 2008535003
    {式中、R14は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基及びC5−C7シクロアルキル基から成るグループから選択され;R15は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基、C1−C4アルコキシ基、C5−C7シクロアルキル基及びC5−C7シクロアルコキシ基から成るグループから選択され;dは、0から3までの整数であり;qは、1から6までの整数であり;R16は、以下の部分構造:
    Figure 2008535003
    [式中、R17及びR18は、それぞれ独立に、C1−C4アルキル基及びC5−C7シクロアルキル基から成るグループから選択され;R19は、C1−C4アルキル基又はC5−C7シクロアルキル基から成るグループから選択される]
    の1つから成る基から選択される}
    の化合物である、請求項3に記載のポジ型感光性組成物。
  9. ネガ型フォトレジスト組成物を含む請求項1に記載の感光性組成物であって、ここで、ポリベンゾオキサゾール前躯体は、構造I、III又はIII*
    Figure 2008535003
    [式中、Ar1は、4価の芳香族基、4価の複素環基、及びそれらの混合物から成るグループから選択され;Ar2は、2価の芳香族基、2価の複素環基、2価の脂環式基、及びシリコンを含有してもよい2価の脂肪族基から成るグループから選択され;Ar3は、2価の芳香族基、2価の脂肪族基、2価の複素環基、及びそれらの混合物から成るグループから選択され;Gは、カルボニル、カルボニルオキシ及びスルホニル基から成るグループから選択される基を有する1価の有機基であり;G*は、少なくとも1つのカルボニル又はスルホニル基を有する2価の有機基であり;xは、約10から約1,000であり;そして、yは、0から約900である]
    のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーの1つ又はそれ以上を含み、そしてこの組成物は、更に、
    (d)少なくとも1つの、照射により酸を放出する光活性化合物;及び、
    (e)少なくとも2つの〜N−(CH2OR29a単位(ここで、aは1又は2から選択され;R29は直鎖状又は分枝鎖状のC1−C8アルキル基である)を含有する、少なくとも1つの潜在的な架橋剤;
    を含む上記組成物。
  10. 1つ又はそれ以上のポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーが、構造I及びIIIのポリベンゾオキサゾール前躯体ポリマーから選択される、ネガ型フォトレジスト組成物を含む、請求項9に記載のフォトレジスト組成物。
  11. 構造VIの成分が、以下の化合物:
    Figure 2008535003
    から成るグループから選択される、請求項9に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
  12. 構造VIの成分が、以下の化合物:
    Figure 2008535003
    から成るグループから選択される、請求項10に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
  13. 潜在的架橋剤が、以下の化合物:
    Figure 2008535003
    から成るグループから選択される、請求項9に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
  14. 潜在的架橋剤が、以下の化合物:
    Figure 2008535003
    から成るグループから選択される、請求項10に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
  15. ポジ型感光性組成物を用いてレリーフ・パターンを形成する方法であって、
    (a)基板上に、請求項2に記載のポジ型感光性組成物を塗布し;
    (b)塗布した基板を予備焼成し;
    (c)予備焼成した塗布基板を化学線で露光し;
    (d)露光した塗布基板を水性の現像液を用いて現像し、それにより塗布基板上に未硬化のレリーフ画像を形成し;そして
    (e)現像した塗布基板を昇温下で焼成し、それによりレリーフ画像を硬化する;
    工程を含む方法。
  16. ポジ型感光性組成物を用いてレリーフ・パターンを形成する方法であって
    (a)基板上に、請求項3に記載のポジ型感光性組成物を塗布し;
    (b)塗布した基板を予備焼成し;
    (c)予備焼成した塗布基板を化学線で露光し;
    (d)露光した塗布基板を水性の現像液を用いて現像し、それにより塗布基板上に未硬化のレリーフ画像を形成し;そして
    (e)現像した塗布基板を昇温下で焼成し、それによりレリーフ画像を硬化する;
    工程を含む方法。
  17. 工程(a)の前に、接着促進剤を含有する溶媒を用いて基板を予備塗布する、請求項15に記載の方法。
  18. 工程(a)の前に、接着促進剤を含有する溶媒を用いて基板を予備塗布する、請求項16に記載の方法。
  19. ネガ型のレリーフ画像を形成する方法であって、
    (a)基板を用意し;
    (b)該基板上に、請求項9に記載のネガ型感光性組成物を塗布し;
    (c)塗布基板を化学線で露光し;
    (d)塗布基板を昇温下で露光後焼成し;
    (e)塗布基板を水性の現像液を用いて現像し、それによりレリーフ画像を形成し;そして、
    (f)基板を昇温下で焼成し、それによりレリーフ画像を硬化する;
    工程を含む方法。
  20. ネガ型のレリーフ画像を形成する方法であって、
    (a)基板を用意し;
    (b)該基板上に、請求項10に記載のネガ型感光性組成物を塗布し;
    (c)塗布基板を化学線で露光し;
    (d)塗布基板を昇温下で露光後焼成し;
    (e)塗布基板を水性の現像液を用いて現像し、それによりレリーフ画像を形成し;そして、
    (f)基板を昇温下で焼成し、それによりレリーフ画像を硬化する;
    工程を含む方法。
  21. 工程(b)の前に、接着促進剤を含有する溶媒を用いて基板を予備塗布する、請求項19に記載の方法。
  22. 工程(b)の前に、接着促進剤を含有する溶媒を用いて基板を予備塗布する、請求項20に記載の方法。
  23. 請求項15の方法により形成された、基板上のレリーフ画像。
  24. 請求項16の方法により形成された、基板上のレリーフ画像。
  25. 請求項19の方法により形成された、基板上のレリーフ画像。
  26. 請求項20の方法により形成された、基板上のレリーフ画像。
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