JP3507798B2 - 新規な光感受性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
する。より特定的に本発明は、超小型電子技術の分野で
応用するのに好適である、ポジとして作用し、水性塩基
で現像可能な光感受性のポリベンゾオキサゾール(PB
O)前駆体組成物に関する。
久性を示すポリマーが一般に広く知られている。ポリイ
ミドおよびポリベンゾオキサゾールといったこのような
ポリマーの前駆体は、好適な添加剤によって光反応性に
することができる。この前駆体は高温への暴露のような
既知の技術によって、所望のポリマーに転化される。保
護層、断熱層、および高度に耐熱性のポリマーのレリー
フ構造体を製造するためにポリマー前駆体が使用され
る。
ンゾオキサゾール(PBO)は、米国特許第4,371,
685号中に示されるように、アルカリに可溶なPBO
前駆体とジアゾキノン光活性化合物を含有する。ジアゾ
キノン化合物はPBO前駆体が水性の塩基中に溶解する
のを防止する。露光後、ジアゾキノン化合物は光分解を
受けて、PBO前駆体の水性塩基の溶解を促進するイン
デンカルボン酸に転化する。
またはこれらの混合基であり、Ar2は場合によっては
珪素を含んでも含まなくともよい、2価の芳香族基、複
素環基、脂環族基または脂肪族基であり、Ar3は2価
の芳香族基、脂肪族基、複素環基またはこれらの混合基
であり、
00であり、bは0.10〜350である)を有するキ
ャップされたポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマー、
(b)感光剤および(c)溶媒を含有するポジの光感受
性樹脂組成物を提供する。本発明に従って製造するポジ
の光感受性処方物の先行技術と比べた利点は、(1)有
用な暗色フィルムのディソルューション速度を得るため
の処方物中で必要な感光剤の量が減少すること、および
(2)感光剤中のジアゾナフタキノン部分に由来する、
処方物からつくられるフィルムの吸光率の減少である。
従って、本発明に従って製造されるフィルムはi−ライ
ンおよびg−ライン放射に対してより大きな光学的透明
度を有し、フォトスピードが改善される。
上のポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマーは、ポリベ
ンゾオキサゾール前駆体(G)
る。
1000の重合度を有し、モノマー(A)、(B)、お
よび(C):
義した通りであり、WはCl、OR、またはHであり、
ここでRはアルキルまたはシクロアルキル、例えば、−
CH3、−C2H5、n−C3H7、i−C3H7、n−C4H
9、t−C4H9、シクロヘキシルなどである)を塩基の
存在下で反応させることにより合成される。
約0.9〜1.1の間にある。モノマー(A)は[(A)
+(B)]の約10〜100モル%であり、モノマー
(B)は[(A)+(B)]の約0〜90モル%であ
る。得られるポリマー(G)は次いで約1〜35モル%
のジアゾキノンと反応させて、キャップされたポリベン
ゾオキサゾール前駆体(F)
は上記に定義した通りである)が生成される。
るモノマー(A)において、Ar1は4価の芳香族基、
脂肪族基、または複素環基であり、これらには、例え
ば、以下の部分:
H2−、−SO2−、−NHCO−、または
3H7、n−C4H9、t−C4H9、シクロヘキシルなどの
ようなアルキルまたはシクロアルキルである)がある。
しかし、Ar1はこれらの基に限定されない。さらにモ
ノマー(A)は2つまたはそれ以上のモノマーの混合物
であってよい。
(F)の構成分であるモノマー(B)では、Ar2は珪
素を含んでいてもいなくてもよい、2価の芳香族基、複
素環基、脂環族基または脂肪族基である。Ar2を含む
モノマー(B)には、例えば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−キシリレンジアミン、p−キシリ
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、2,1
1−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サルファイド、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′−メチレンジ−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、3,3′−ス
ルホニル−ジアニリン、およびこれらの混合物がある。
しかしながら、モノマー(B)がこれらに限定されない
ことを理解すべきである。
びキャップされた前駆体(F)の構成分であるモノマー
(C)では、Ar3は2価の芳香族基、脂肪族基、また
は複素環基であり、これには例えば以下の部分
CH2−、−SO2−または−NHCO−である)があ
る。しかしながら、Ar3はこれらの基に限定されな
い。さらに、モノマー(C)は2つまたはそれ以上のモ
ノマーの混合物であってよい。
ノン化合物は以下のもの:
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)、スルホラ
ン、およびジグリムである。最も好ましい溶媒はN−メ
チル−2−ピロリドン(NMP)およびγ−ブチロラク
トン(GBL)である。ジカルボン酸あるいはその塩化
物またはエステルを、少なくとも1つの芳香族および/
または複素環のジヒドロキジアミンと、そして場合によ
っては少なくとも1つのジアミンと反応させるために、
慣用されている任意の反応が用いられてよい。好適なジ
カルボン酸の例は、4,4′−ジフェニルエーテルジカ
ルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸およびこれらの
混合物からなる群から選択される。好適なジヒドロキジ
アミン化合物の例は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
ベンジジン、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およびこれらの混
合物である。反応は一般に約−10〜約30℃で約6〜
48時間実施される。二酸と(ジアミン+ジヒドロキジ
アミン)とのモル比は約0.9〜1.1:1である。
応:
することができる。
−SO2−Zと反応させるための好適な任意の方法が用
いられてよい。一般に反応は、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
リンなどのような塩基の存在下で、約0〜約30℃で約
3〜24時間実施される。最も好ましい塩基はトリエチ
ルアミンである。b/x比は0.01〜0.35である。
より好ましいb/x比は0.02〜0.20であり、0.
03〜0.05が最も好ましい。反応混合物は化学線か
ら防護されるべきである。
50重量%の1つまたはそれ以上のキャップされたポリ
ベンゾオキサゾール前駆体(F)に加えて感光剤、およ
び溶媒を含有する。好ましくは約20〜45重量%、そ
して最も好ましくは約30〜40重量%のキャップされ
たポリベンゾオキサゾール前駆体が添加される。
ジヒドロピリジン化合物(I)からなる。好適なジアゾ
キノン化合物は以下の構造:
々の化合物において少なくとも1つのDはHでないもの
であってよいが、これらに限定されない。
構造:
下の構造:H、OH、COO−(CH2)n−CH3、(CH
2)n−CH3、O−(CH2)n−CH3、CO−(CH2)n−
CH3、(CF2)n−CF3、C6H5、COOH、(CH2)n
−O−(CH2)m−CH3、(CH2)n−OH、CH2=CH
−(CH2)p−CO−CH2、F、Cl、BrまたはIを
有し、m=0〜10、n=0〜10、そしてp=0〜4
であり、R4はH、C1〜C7アルキル、シクロアルキ
ル、またはフェニルおよび1置換フェニルであり、R5
は
ロピリジン環に関してオルト位置にある)である]を有
する化合物であってよい。
または置換されていない1価の芳香族または脂肪族の
基、CN、Cl、BrまたはIである)であってよい。
駆体(F)は、1つまたはそれ以上のジアゾキノン化合
物(H)、1つまたはそれ以上のジヒドロピリジン
(I)、またはこれらの混合物とともに処方されてよ
い。本組成物中で使用されるジアゾキノン化合物(H)
の量は組成物の全重量の約1〜20重量%、好ましくは
約2〜10重量%、そして最も好ましくは約3〜5重量
%である。本組成物中で使用されるジヒドロピリジン化
合物(I)の量は組成物の全重量の約1〜20重量%、
好ましくは約2〜10重量%、そして最も好ましくは約
3〜5重量%である。ジアゾキノン化合物(H)および
ジヒドロピリジン化合物(I)との双方が使用される場
合、本組成物中の(H)+(I)の量は組成物の全重量
の約1〜20重量%、好ましくは約2〜10重量%、そ
して最も好ましくは約3〜5重量%である。 ポジとし
て作用する本発明の光活性樹脂は溶媒中に溶解された溶
液として使用される。好適な溶媒には、N−メチルピロ
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(D
MF)、およびこれらの混合物のような有機溶媒がある
が、これらに限定されない。好ましい溶媒はγ−ブチロ
ラクトンおよびN−メチルピロリドンである。最も好ま
しいのはγ−ブチロラクトンである。
い。好適な接着促進剤には、例えば二無水物/DAPI
/ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルシロキサン
(BATS)ポリアミド酸コポリマー、アミノシラン、
およびこれらの混合物がある。二無水物/DAPI/B
ATSポリアミド酸コポリマーを含めると、ポジとして
作用する光感受性のポリベンゾオキサゾール樹脂組成物
の接着特性が増大する。二無水物/DAPI/BATS
ポリアミド酸コポリマーは以下の反応:
ルボン酸二無水物(J)、BATSジアミンおよびDA
PIジアミンの反応によって反応溶媒中で合成されるこ
とができる。テトラカルボン酸二無水物(J)はピラメ
リト酸二無水物(PMDA)、3,3′,4,4′−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,
4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、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、4,4′−ペルフルオロイソプロピリジンジフタル
酸二無水物、4,4′−オキシジフタル酸無水物、ビス
(3,4−ジカルボキシル)テトラメチルジシロキサン
二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシルフェニル)ジ
メチルシラン二無水物、ブタ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、およびこれらの混合物であってよいが、これらに限
定されない。DAPI/BATSのモル比は約0.1/
99.9〜99.9/0.1である。好ましいモル比は約
10/90〜40/60であり、最も好ましいモル比は
約15/85〜30/70である。
ロリジノン(NMP)、γ−ブチロラクトン(GB
L)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMP)、N,N
−ジメチルアセトアミド(DMAC)、ジメチルスルホ
キシド(DMSO)、スルホランおよびジグリムであ
る。最も好ましい反応溶媒はN−メチル−2−ピロリジ
ノン(NMP)およびγ−ブチロラクトン(GBL)で
ある。
せるには、好適な任意の反応が用いられてよい。一般
に、反応は約10〜約50℃で約6〜48時間実施され
る。二無水物とジアミンとのモル比は約0.9〜1.1:
1であるべきである。本発明の光感受性組成物にはさら
に他の添加剤が含まれてよい。好適な添加剤には、例え
ば平坦化剤などがある。
めの方法がさらに包含される。この方法には、(a)構
造(F)を有する1つまたはそれ以上のキャップされた
ポリベンゾオキサゾール前駆体、感光剤、および溶媒か
らなるポジとして作用する光感受性組成物を適当な基板
上にコートすることによりコートされた基板をつくり、
(b)コートされたこの基板を予めベーキングし、
(c)コートされ、予めベーキングされたこの基板を化
学線に露光し、(d)コートされ、露光されたこの基板
を水性現像剤で現像することにより現像された基板をつ
くり、そして(e)現像された基板を硬化することによ
り硬化されたレリーフパターンを形成する段階が包含さ
れる。本方法には、コートされ、露光された基板を、現
像に先立って高められた温度で現像後ベーキングする段
階を場合によっては包含する。さらに場合による別の段
階は硬化の前に現像された基板をすすぐことである。
好適な基板上にコートされる。基板は、例えばシリコン
ウエーハのような半導体材料またはセラミック基材、ガ
ラス、金属またはプラスチックである。コーティング方
法には、噴霧コーティング、回転コーティング、オフセ
ット印刷、ローラーコーティング、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、および浸漬コーティングがあるが、こ
れらに限られることはない。得られるフィルムは、残留
する溶媒を蒸発させるために、方法に応じて、約70〜
120℃の高められた温度で数分から半時間予めベーキ
ングされる。引き続いて、得られる乾燥フィルムはマス
クを通して好ましいパターンで化学線に露光される。化
学線として、X線、電子ビーム、紫外線、可視光線など
が使用し得る。最も好ましい放射線は波長が436nm
(g−ライン)および365nm(i−ライン)を有する
ものである。
された基板を約70〜120℃の温度に加熱するのが有
利である。コートされ、露光された基板は短時間、典型
的には数秒〜数分、この温度範囲で加熱される。本方法
のこの段階は普通、露光後ベーキングと技術上称され
る。
れ、そしてレリーフパターンが形成される。水性現像剤
には、無機アルカリ(例えば、水酸化カリウム、水酸化
ナトリウム、アンモニア水)、1級アミン(例えば、エ
チルアミン、n−プロピルアミン)、2級アミン(例え
ば、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン)、3級
アミン(例えば、トリエチルアミン)、アルコールアミ
ン(例えば、トリエタノールアミン)、4級アンモニウ
ム塩(例えば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド)、およびこれらの混合物のようなアルカリ溶液があ
る。最も好ましい現像剤はテトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイドを含有するものである。加えて、現像
剤に適当な量の界面活性剤が添加されてよい。現像は浸
漬、噴霧、パドリング、または他の同様な現像方法によ
って実施されることができる。
で脱イオン水を使用してすすぎ洗いされる。次いで、耐
熱性の大きいポリマーの最終的なパターンを得るため
に、レリーフパターンを硬化することによりオキサゾー
ル環が形成される。硬化は耐熱性の大きい最終的なパタ
ーンを形成するオキサゾール環を得るように、ポリマー
のガラス転移温度Tgで基板をベーキングすることによ
り実施される。典型的には、約200℃を越える温度が
用いられる。約250〜400℃の温度を用いるのが好
ましい。
す。本発明は以下に記載する実施例に限定されないこと
を理解すべきである。 合成例A 機械的撹拌機、窒素流入口および添加漏斗を備えた三つ
口丸底の100mlのフラスコに、3.66g(10ミリ
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、1.70g(21
ミリモル)のピリジンおよび15gのN−メチル−2−
ピロリドン(NMP)を添加した。すべての固体が溶解
するまで溶液を室温で撹拌し、次いで氷浴内で0〜5℃
で冷却した。この溶液に1.01g(5ミリモル)のイ
ソフタロイルクロライドおよび10gのNMP中に溶解
した1.477g(5ミリモル)の1,4−オキシジベン
ゾイルクロライドを滴状に添加した。添加が完了した
後、得られる混合物を室温で18時間撹拌した。激しく
撹拌した800mlの脱イオン水中で、粘稠な溶液を沈殿
した。ポリマーを濾過によって収集しそして脱イオン水
および水/メタノール(50/50)混合物によって洗
浄した。真空下でポリマーを105℃において24時間
乾燥させた。収量はほとんど定量的であり、またポリマ
ーの固有粘度は25℃において0.5g/dLの濃度でN
MP中で測定すると0.36dL/gであった。
なる等級のNMP溶媒を使用した。前例と同様に仕上げ
操作を実施しそして生成物をGPC、1H NMR、IR
および固有粘度によって分析した。収量はほとんど定量
的であり、ポリマーの固有粘度は25℃において0.5
g/dLの濃度でNMP中で測定すると0.18dL/gで
あった。
マーとヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4
−ヒドロキシフェニル)プロパンとの比を0.91に調
整した。前例と同様に仕上げ操作を実施しそして生成物
をGPC、1H NMR、IRおよび固有粘度法によって
分析した。収量はほとんど定量的であり、ポリマーの固
有粘度は25℃において0.5g/dLの濃度でNMP中
で測定すると0.24dL/gであった。
口丸底の500mlのフラスコに、38.46g(105
ミリモル)のヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミ
ノ−4−ヒドロキフェニル)プロパン、17.83g
(225ミリモル)のピリジンおよび158gのN−メ
チル−2−ピロリドン(NMP)を添加した。すべての
固体が溶解するまで溶液を室温で撹拌し、次いで氷水浴
内で0〜5℃で冷却した。この溶液に14.88g(7
3ミリモル)のイソフタロイルクロライドおよび80g
のNMP中に溶解した7.21g(24.4ミリモル)の
1,4−オキシジベンゾイルクロライドを滴状に添加し
た。添加が完了した後、得られる混合物を室温で18時
間撹拌した。激しく撹拌した3Lの脱イオン水中で、粘
稠な溶液を沈殿した。ポリマーを濾過によって収集しそ
して脱イオン水および水/メタノール(50/50)混
合物によって洗浄した。真空下でポリマーを105℃に
おいて24時間乾燥させた。収量はほとんど定量的であ
り、またポリマーの固有粘度は25℃において0.5g
/dLの濃度でNMP中で測定すると0.28dL/gであ
った。
に、合成例Aで得た5.42g(10.0ミリモル)のポ
リマーと50mlのテトラヒドロフラン(THF)を添加
した。混合物を10分間撹拌しそして固形物を完全に溶
解した。次いで、0.53g(2ミリモル)の2,1−ナ
フトキノンジアジド−5−スルホニルクロライドを添加
しそして混合物をさらに10分間撹拌した。0.2g
(2ミリモル)のトリエチルアミンを15分以内で徐々
に添加し、次いで反応混合物を5時間撹拌した。次い
で、激しく撹拌した500mlの脱イオン水に反応混合物
を徐々に添加した。沈殿した生成物を濾過によって分離
しそして200mlの脱イオン水で洗浄した。この生成物
にさらに600mlの脱イオンを添加しそして混合物を3
0分間激しく撹拌した。濾過の後、生成物を100mlの
脱イオン水で洗浄した。単離された生成物を40℃で一
晩乾燥させた。収率は91%であった。
g(1ミリモル)の2,1−ナフトキノンジアジド−5
−スルホニルクロライドと0.10g(1ミリモル)の
トリエチルアミンを使用した。反応の収率は92%であ
った。
g(3ミリモル)の2,1−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸クロライドと0.30g(3ミリモル)の
トリエチルアミンを使用した。反応の収率は95%であ
った。
に、合成例Bで得た40g(73.8ミリモル)のポリ
マーと200mlのテトラヒドロフラン(THF)を添加
した。混合物を20分間撹拌しそして固形物を完全に溶
解した。次いで、1.96g(7.38ミリモル)の2,
1−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロライド
を添加しそして混合物をさらに10分間撹拌した。0.
77g(7.6ミリモル)のトリエチルアミンを45分
以内で徐々に添加し、次いで反応混合物を5時間撹拌し
た。次いで、激しく撹拌した2Lの脱イオン水に反応混
合物を徐々に添加した。沈殿した生成物を濾過によって
分離しそして1Lの脱イオン水で洗浄した。この生成物
にさらに2Lの脱イオンを添加しそして混合物を30分
間激しく撹拌した。濾過の後、生成物を1Lの脱イオン
水で洗浄した。単離された生成物を40℃で一晩乾燥さ
せた。この反応の収率は97.1%であった。
に、合成例Cで得た40g(73.8ミリモル)のポリ
マーと200mlのテトラヒドロフラン(THF)を添加
した。混合物を20分間撹拌しそして固形物を完全に溶
解した。次いで、0.2g(0.738ミリモル)の2,
1−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロライド
を添加しそして混合物をさらに10分間撹拌した。0.
077g(0.76ミリモル)のトリエチルアミンを4
5分以内で徐々に添加し、次いで反応混合物を5時間撹
拌した。次いで、激しく撹拌した2Lの脱イオン水に反
応混合物を徐々に添加した。沈殿した生成物を濾過によ
って分離しそして1Lの脱イオン水で洗浄した。この生
成物にさらに2Lの脱イオンを添加しそして混合物を3
0分間激しく撹拌した。濾過の後、生成物を1Lの脱イ
オン水で洗浄した。単離された生成物を40℃で一晩乾
燥させた。この反応の収率は95%より大きかった。
(3.69ミリモル)の2,1−ナフトキノンジアジド−
5−スルホン酸クロライドと0.385g(3.8ミリモ
ル)のトリエチルアミンを使用した。反応の収率は9
6.1%であった。
に、合成例Dで得た20g(36.9ミリモル)のポリ
マーと100mlのテトラヒドロフラン(THF)を添加
した。混合物を20分間撹拌しそして固形物を完全に溶
解した。次いで、1g(3.69ミリモル)の2,1−ナ
フトキノンジアジド−5−スルホニルクロライドを添加
しそして混合物をさらに10分間撹拌した。0.40g
(40.0ミリモル)のトリエチルアミンを45分以内
で徐々に添加し、次いで反応混合物を5時間撹拌した。
次いで、激しく撹拌した1Lの脱イオン水に反応混合物
を徐々に添加した。沈殿した生成物を濾過によって分離
しそして0.5Lの脱イオン水で洗浄した。この生成物
にさらに1Lの脱イオンを添加しそして混合物を30分
間激しく撹拌した。濾過の後、生成物を0.5Lの脱イ
オン水で洗浄した。単離された生成物を40℃で一晩乾
燥させた。この反応の収率は95%より大きかった。
口丸底の250mlのフラスコに、12.00g(37.2
6ミリモル)の3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物(BTDA)、1.98g(7.3
8ミリモル)の1,2,3−トリメチルフェニルインダン
ジアミン(DAPI)、7.40(30.8ミリモル)の
1,3−ビス(γ−アミノプロピル)−1,1,3,3−テ
トラメチルシロキサン(BATS)および85.5gの
N−メチル−2−ピロリジノン(NMP)を添加した。
溶液を室温で20時間撹拌した。得られるポリアミド酸
の固有粘度は25℃において0.5g/dLの濃度でNM
P中で測定すると0.42dL/gであった。
しそしてホットプレート上で120℃で3分間ベーキン
グを行って厚さ約8μmのフィルムを得た。このフィル
ムをブロードバンド接触プリンター上で斜交平行線の施
されたグリッドパターンを用いて700mJ/cm2で露光
し、次いで0.145Nのテトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて透明にな
るまで現像し、続いて脱イオン水ですすいだ。次いでコ
ーティングを窒素雰囲気中で350℃で1時間硬化し
た。次に、ウエーファを沸騰水浴上に72時間置いた。
ウエーファを乾燥した後、3M Tape2−622(17
0オンス/in2)を用いてテープ引っ張り試験を実施し
た。結果によると、100の正方形のうち100がウエ
ーファに依然として付着したままであることが示された
(付着損失は0%あるいはASTM D-3359-83 Method Bの
評点は5)。
しそしてホットプレート上で120℃で3分間ベーキン
グを行って厚さ約8μmのフィルムを得た。このフィル
ムをブロードバンド接触プリンター上で斜交平行線の施
されたグリッドパターンを用いて700mJ/cm2で露光
し、次いで0.145NのTMAH水溶液を用いて透明
になるまで現像し、続いて脱イオン水ですすいだ。次い
でコーティングを窒素雰囲気中で350℃で1時間硬化
した。次に、ウエーファを沸騰水浴上に72時間置い
た。ウエーファを乾燥した後、3M Tape2−622
(170オンス/in2)を用いてテープ引っ張り試験を
実施した。結果によると、100の正方形のうち21が
ウエーファに依然として付着したままであることが示さ
れた(付着損失は79%あるいはASTM D-3359-83 Metho
d Bの評点は0)。
を調製した。
トプレート上で120℃で3分間ベーキングを行って厚
さ約7.5μmのフィルムを得た。このフィルムをi−ラ
インステッパー上で露光し、次いで0.262NのTM
AH水溶液を用いて現像し、続いて脱イオン水ですすい
だ。フィルム保持率を86%とし、400mJ/cm2で5
μmの解像度を得た。
を調製した。
てホットプレート上で120℃で3分間ベーキングを行
って厚さ約7.5μmのフィルムを得た。このフィルムを
i−ラインステッパー上で露光し、次いで0.262N
のTMAH水溶液を用いて現像し、続いて脱イオン水で
すすいだ。フィルム保持率を86%とし、540mJ/cm
2で5μmの解像度を得た。
を調製した。
てホットプレート上で120℃で3分間ベーキングを行
って厚さ約9μmのフィルムを得た。このフィルムをi
−ラインステッパー上で露光し、次いで0.262Nの
TMAH水溶液を用いて現像し、続いて脱イオン水です
すいだ。フィルム保持率を83%とし、660mJ/cm2
で5μmの解像度を得た。
を調製した。
てホットプレート上で120℃で3分間ベーキングを行
って厚さ約9.5μmのフィルムを得た。このフィルム
を、異なる百分率の線量がマスクを通過することを可能
にする多濃度パターンによって800mJ/cm2でブロー
ドバンド接触プリンター上で露光し、次いで0.262
NのTMAH水溶液を用いて現像し、続いて脱イオン水
ですすいだ。フィルム保持率を85%とし、400mJ/
cm2(透過率50%)で5μmの解像度を得た。
を調製した。
トプレート上で120℃で3分間ベーキングを行って厚
さ約7μmのフィルムを得た。このフィルムをi−ライ
ンステッパー上で露光し、次いで0.262NのTMA
H水溶液を用いて現像し、続いて脱イオン水ですすい
だ。フィルム保持率を70%とし、300mJ/cm2で5
μmの解像度を得た。
載してきた。前記の特許請求の範囲に定義される本発明
の趣意および範囲から逸脱することなく、本発明に変更
および改良を施すことができるのは当業者にとって明白
であろう。
Claims (37)
- 【請求項1】 (a) 構造 【化1】 (式中、Ar1は4価の芳香族基、脂肪族基、複素環基
またはこれらの混合基であり、Ar2は場合によっては
珪素を含んでよい、2価の芳香族基、複素環基、脂環族
基または脂肪族基であり、Ar3は2価の芳香族基、脂
肪族基、複素環基またはこれらの混合基であり、 Zは以下の基 【化2】 の1つであり、 xは10〜1000であり、yは0〜900であり、そ
してbは0.10〜350である) を有するキャップされたポリベンゾオキサゾール前駆体
ポリマー、 (b) 感光剤、および (c) 溶媒 からなり、 上記感光剤が、 (1)下記の; 【化3】 【化4】 (式中、Dは独立してHまたは、以下の基: 【化5】 の1つであってよい)からなる群から選択される構造を
有するジアゾキノン化合物(ただし各々の化合物におい
て少なくとも1つのDはHでない)、および (2)下記の構造; 【化6】 [式中、R3基は同一であるか異なり、構造: H、OH、COO−(CH2)n−CH3、(CH2)n−C
H3、O−(CH2)n−CH3、CO−(CH2)n−CH3、
(CF2)n−CF3、C6H5、COOH、(CH2)n−O−
(CH2)m−CH3、(CH2)n−OH、(CH=CH)p−C
O−CH3、F、Cl、BrまたはIを有し、 mは0〜10であり、nは0〜10であり、pは1〜4
であり、 R4はH、C1〜C7のアルキル、シクロアルキル、また
はフェニルおよび1置換フェニルであり、 R5は 【化7】 (式中、R6はR3と同様に定義され、NO2基はジヒド
ロピリジン環のオルト位置にある)である]を有するジ
ヒドロピリジン化合物からなる群から選択される感光剤
である、ポジ光感受性樹脂組成物。 - 【請求項2】 キャップされたポリベンゾオキサゾール
前駆体が、組成物の全重量の約10〜50重量%である
請求項1記載の組成物。 - 【請求項3】 Ar1がヘキサフルオロプロパン−2,2
−(ビフェニル)基であり、またAr3がフタロイル、
または1,4−オキシジベンゾイル基、あるいはこれら
の基の混合基からなる群から選択される基である請求項
1記載の組成物。 - 【請求項4】 感光剤が組成物の全重量の約1〜20重
量%である請求項1記載の組成物。 - 【請求項5】 感光剤が、 【化8】 (式中、Yは−OR2であり、R2が一価の置換されてい
るかまたは置換されていない芳香族または脂肪族基、C
N、Cl、BrまたはIである)からなる群から選択さ
れる構造を有するジヒドロピリジン化合物である請求項
1記載の組成物。 - 【請求項6】 溶媒がN−メチルピロリドン、γ−ブチ
ロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチル
−2−ピペリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、お
よびこれらの混合物からなる群から選択される請求項1
記載の組成物。 - 【請求項7】 溶媒がγ−ブチロラクトンである請求項
6記載の組成物。 - 【請求項8】 接着促進剤をさらに含有する請求項1記
載の組成物。 - 【請求項9】 接着促進剤が構造 【化9】 (式中、R′は4価の基である)を有するコポリマーで
ある請求項8記載の組成物。 - 【請求項10】 接着促進剤、平坦化剤、およびこれら
の混合物からなる群から選択される1つまたはそれ以上
の添加剤をさらに含有する請求項1記載の組成物。 - 【請求項11】 b/x比が0.01〜0.35である請
求項1記載の組成物。 - 【請求項12】 b/x比の上限が0.05である請求
項11記載の組成物。 - 【請求項13】 b/x比の下限が0.03である請求
項12記載の組成物。 - 【請求項14】 a) 請求項1記載のポジの光感受性樹
脂組成物を基板上にコートし、 b) コートされたこの基板を高められた温度で予めベー
キングし、 c) コートされ、予めベーキングされたこの基板を化学
線に露光し、 d) コートされ、露光されたこの基板を水性現像剤で現
像することにより現像された基板をつくり、 e) 現像された基板を高められた温度で硬化することに
よりレリーフパターンを形成する工程を包含するレリー
フパターンを形成する方法。 - 【請求項15】 コートされ、露光された基板をつくっ
た後そして現像段階の前に、コートされ、露光された基
板を露光後ベーキングする段階をさらに包含する請求項
14記載の方法。 - 【請求項16】 現像された基板をつくった後そして硬
化段階の前に、現像された基板をすすぐ段階をさらに包
含する請求項14記載の方法。 - 【請求項17】 化学線が、X線、電子ビーム放射線、
紫外線、および可視光線からなる群から選択される請求
項14記載の方法。 - 【請求項18】 化学線が、436nmおよび365nmの
波長を有する請求項14記載の方法。 - 【請求項19】 水性現像剤が、アルカリ、1級アミ
ン、2級アミン、3級アミン、アルコールアミン、4級
アンモニウム塩、およびこれらの混合物からなる群から
選択される溶液である請求項14記載の方法。 - 【請求項20】 a) 請求項12記載のポジの光感受性
樹脂組成物を基板上にコートし、 b) コートされたこの基板を高められた温度で予めベー
キングし、 c) コートされ、予めベーキングされたこの基板を化学
線に露光し、 d) コートされ、露光されたこの基板を水性現像剤で現
像することにより現像された基板をつくり、 e) 現像された基板を高められた温度で硬化することに
よりレリーフパターンを形成する工程を包含するレリー
フパターンを形成する方法。 - 【請求項21】 (a) 構造 【化10】 (式中、Ar1は4価の芳香族基、脂肪族基、複素環基
またはこれらの混合基であり、Ar2は場合によっては
珪素を含んでよい、2価の芳香族基、複素環基、脂環族
基または脂肪族基であり、Ar3は2価の芳香族基、脂
肪族基、複素環基またはこれらの混合基であり、 Zは以下の基 【化11】 の1つであり、 xは10〜1000であり、yは0〜900であり、そ
してbは0.10〜350であり、そしてb/x比は少
なくとも0.01で0.05を超えない)を有するキャッ
プされたポリベンゾオキサゾール前駆体ポリマー、 (b) 感光剤、および (c) 溶媒 からなるポジ光感受性樹脂組成物。 - 【請求項22】 キャップされたポリベンゾオキサゾー
ル前駆体が、組成物の全重量の約10〜50重量%であ
る請求項21記載の組成物。 - 【請求項23】 Ar1がヘキサフルオロプロパン−2,
2−(ビフェニル)基であり、またAr3がフタロイ
ル、または1,4−オキシジベンゾイル基、あるいはこ
れらの基の混合基からなる群から選択される基である請
求項21記載の組成物。 - 【請求項24】 感光剤が組成物の全重量の約1〜20
重量%である請求項21記載の組成物。 - 【請求項25】 溶媒がN−メチルピロリドン、γ−ブ
チロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチ
ル−2−ピペリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、
およびこれらの混合物からなる群から選択される請求項
21記載の組成物。 - 【請求項26】 溶媒がγ−ブチロラクトンである請求
項25記載の組成物。 - 【請求項27】 接着促進剤をさらに含有する請求項2
1記載の組成物。 - 【請求項28】 接着促進剤が構造 【化12】 (式中、R′は4価の基である)を有するコポリマーで
ある請求項27記載の組成物。 - 【請求項29】 接着促進剤、平坦化剤、およびこれら
の混合物からなる群から選択される1つまたはそれ以上
の添加剤をさらに含有する請求項21記載の組成物。 - 【請求項30】 b/x比が0.03〜0.05である請
求項21記載の組成物。 - 【請求項31】 a) 請求項21記載のポジの光感受性
樹脂組成物を基板上にコートし、 b) コートされたこの基板を高められた温度で予めベー
キングし、 c) コートされ、予めベーキングされたこの基板を化学
線に露光し、 d) コートされ、露光されたこの基板を水性現像剤で現
像することにより現像された基板をつくり、 e) 現像された基板を高められた温度で硬化することに
よりレリーフパターンを形成する工程を包含するレリー
フパターンを形成する方法。 - 【請求項32】 コートされ、露光された基板をつくっ
た後そして現像段階の前に、コートされ、露光された基
板を露光後ベーキングする段階をさらに包含する請求項
31記載の方法。 - 【請求項33】 現像された基板をつくった後そして硬
化段階の前に、現像された基板をすすぐ段階をさらに包
含する請求項31記載の方法。 - 【請求項34】 化学線が、X線、電子ビーム放射線、
紫外線、および可視光線からなる群から選択される請求
項31記載の方法。 - 【請求項35】 化学線が、436nmおよび365nmの
波長を有する請求項31記載の方法。 - 【請求項36】 水性現像剤が、アルカリ、1級アミ
ン、2級アミン、3級アミン、アルコールアミン、4級
アンモニウム塩、およびこれらの混合物からなる群から
選択される溶液である請求項31記載の方法。 - 【請求項37】 a) 請求項30記載のポジの光感受性
樹脂組成物を基板上にコートし、 b) コートされたこの基板を高められた温度で予めベー
キングし、 c) コートされ、予めベーキングされたこの基板を化学
線に露光し、 d) コートされ、露光されたこの基板を水性現像剤で現
像することにより現像された基板をつくり、 e) 現像された基板を高められた温度で硬化することに
よりレリーフパターンを形成する工程を包含するレリー
フパターンを形成する方法。
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