JP5584428B2 - Reaction development image forming method - Google Patents

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Description

この発明は、半導体集積回路、プリント配線基板又は液晶パネル等の製造に用いることのできるフォトレジスト技術に関し、より詳細には、主鎖にヘテロ原子に結合したカルボニル基を有するポリマー及び光酸発生剤を用いて成膜して光照射し、現像工程を経てネガ型画像を形成するフォトレジスト技術に関する。   The present invention relates to a photoresist technique that can be used in the manufacture of semiconductor integrated circuits, printed wiring boards, liquid crystal panels, and the like, and more specifically, a polymer having a carbonyl group bonded to a hetero atom in the main chain and a photoacid generator The present invention relates to a photoresist technique in which a film is formed, irradiated with light, and a negative image is formed through a development process.

フォトレジストは通常、写真甲板加工における関連技術において、印刷板プリント電子回路及びプリント回路基板の製造、又はミクロ電子工学における半導体積層品の製造のために使用される光造形可能な有機ポリマーに用いられる。
ミクロ電子工学の半導体集積部品の製造において回路構造を作るために半導体基材はフォトレジストで被覆されるフォトレジスト層の画像形成露光及びこれに続く現像はフォトレジストレリーフ構造を作り出す。このレリーフ構造は半導体基材上に、金属又は他の半導体又は絶縁基材を用いたエッチング−ドーピング、被覆により実際の回路パターンを作るためのマスクとして使用される。その後、フォトレジストマスクは通常除かれる。複数のかかる加工サイクルを用いてマイクロチップのレリーフ構造は基材に形成される。
フォトレジストには、ポジ型レジストとネガ型レジストが知られている。ポジ型フォトレジストの露光域は現像プロセスにより除去され、未露光域が基材上に層として残る。一方、ネガ型作用フォトレジストの照射域はレリーフ構造として残る。
Photoresists are commonly used in photolithographic organic polymers used in the related art in photographic deck processing, for the production of printed circuit boards and printed circuit boards, or for the production of semiconductor laminates in microelectronics. .
In order to create circuit structures in the manufacture of microelectronic semiconductor integrated components, the semiconductor substrate is imaged with a photoresist layer coated with a photoresist and subsequent development creates a photoresist relief structure. This relief structure is used on a semiconductor substrate as a mask for creating an actual circuit pattern by etching-doping or coating using a metal or other semiconductor or insulating substrate. Thereafter, the photoresist mask is usually removed. A microchip relief structure is formed on the substrate using a plurality of such processing cycles.
As the photoresist, a positive resist and a negative resist are known. The exposed areas of the positive photoresist are removed by the development process, leaving the unexposed areas as a layer on the substrate. On the other hand, the irradiation area of the negative working photoresist remains as a relief structure.

発明者らは、既に、何ら特殊な反応基を樹脂骨格の側鎖に持たせることなしに、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に有する樹脂を用いて、ポジ型フォトレジストを形成する「反応現像画像形成法」を開発し(特許文献1、非特許文献1)、更に、この「反応現像画像形成法」を改良して、ネガ型フォトレジストを効率的に製造することができる方法を開発した(特許文献2)。
このネガ型フォトレジスト形成法は、カルボニル基(C=O)を主鎖に有するポリマーに、ジアゾナフトキノン化合物などの光酸発生剤とN−置換マレイミド化合物などのアニオン再生剤を混合して成膜し、紫外線を照射して、テトラ置換アンモニウムヒドロキシド、低分子アルコール及び水を含む溶媒から成る現像液を用いて現像して、紫外線照射後の露光部と非露光部の現像液に対する溶解性の差を利用してネガ型のフォトレジストを形成する手法である。
The inventors have already used a resin having a carbonyl group (C═O) bonded to a heteroatom in the main chain without having any special reactive group in the side chain of the resin skeleton. "Reactive development image forming method" for forming a resist was developed (Patent Document 1, Non-Patent Document 1), and further, "Reactive development image forming method" was improved to efficiently produce a negative photoresist. The method which can do was developed (patent document 2).
In this negative photoresist forming method, a polymer having a carbonyl group (C═O) in the main chain is mixed with a photoacid generator such as a diazonaphthoquinone compound and an anion regenerating agent such as an N-substituted maleimide compound. And developing with a developer comprising a solvent containing tetra-substituted ammonium hydroxide, a low molecular alcohol and water, and the solubility of the exposed and unexposed areas after UV irradiation in the developer. This is a technique for forming a negative photoresist using the difference.

特開2003-76013JP2003-76013 特開2007-328333JP2007-328333

J. Microlith. Microfab. Microsyst., 3, 159-167 (2004).J. Microlith. Microfab. Microsyst., 3, 159-167 (2004).

本発明者らの開発したネガ型フォトレジスト形成法(特許文献2)は、ポジ型フォトレジスト形成法(特許文献1)に比べて、感度が大幅に向上し、感光剤(光酸発生剤)の使用量を削減できるなどの利点があったが、ポリマーにN−置換マレイミド化合物などのアニオン再生剤を含有させると、形成されたフォトレジストの物性低下が懸念された。   The negative photoresist forming method developed by the present inventors (Patent Document 2) has significantly improved sensitivity compared to the positive photoresist forming method (Patent Document 1), and a photosensitive agent (photoacid generator). However, when an anion regenerator such as an N-substituted maleimide compound is contained in the polymer, there is a concern that the physical properties of the formed photoresist may be deteriorated.

本発明者らは、ネガ型フォトレジスト形成法(特許文献2)のポリマーの構成について検討した結果、今まで必須と考えられてきたポリマーにN−置換マレイミド化合物などのアニオン再生剤を含有させずに、カルボニル基(C=O)を主鎖に有するポリマーに、ジアゾナフトキノン化合物などの光酸発生剤のみを混合して成膜し、紫外線を照射して現像したところ、従来と同等以下の露光量で、従来と同様のネガ型フォトレジストを形成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of examining the structure of the polymer in the negative photoresist forming method (Patent Document 2), the present inventors have not included an anion regenerating agent such as an N-substituted maleimide compound in a polymer that has been considered essential until now. In addition, a polymer having a carbonyl group (C = O) in the main chain is mixed with only a photoacid generator such as a diazonaphthoquinone compound, and developed by irradiating with ultraviolet rays. The present inventors have found that a negative photoresist similar to the conventional one can be formed in an amount, and have completed the present invention.

即ち、本発明は、基板上に、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む縮合型ポリマー及び光酸発生剤を含み、アニオン再生剤を含まないフォトレジスト層を設け、所望のパターンでマスクする段階、このパターン面に紫外線を露光量100mJ/cm未満で照射する段階、及び該フォトレジスト層を現像液で処理する現像段階から成り、該現像液がテトラ置換アンモニウムヒドロキシド、低分子アルコール及び水を含む溶媒から成る反応現像画像形成法である。このフォトレジスト層として所望のパターンのレリーフ構造を形成することができる。



That is, the present invention provides a photoresist layer containing a condensed polymer containing a carbonyl group (C═O) bonded to a hetero atom (C═O) in the main chain and a photoacid generator on the substrate and not containing an anion regenerant, The method comprises a step of masking with a desired pattern, a step of irradiating the pattern surface with ultraviolet rays at an exposure amount of less than 100 mJ / cm 2 , and a development step of treating the photoresist layer with a developer. A reaction development image forming method comprising a solvent containing a solvent, a low molecular alcohol and water . It is possible to form a relief structure of the desired pattern as the photoresist layer of this.



参考例1において形成されたフォトレジストのSEM写真である。 2 is a SEM photograph of the photoresist formed in Reference Example 1 . 参考例2において形成されたフォトレジストのSEM写真である。 4 is a SEM photograph of the photoresist formed in Reference Example 2 . 参考例3において形成されたフォトレジストのSEM写真である。 10 is a SEM photograph of the photoresist formed in Reference Example 3 . 実施例1において形成されたフォトレジストのSEM写真である。 2 is an SEM photograph of the photoresist formed in Example 1 . 実施例2において形成されたフォトレジストのSEM写真である。 3 is a SEM photograph of the photoresist formed in Example 2 . 参考例4において形成されたフォトレジストのSEM写真である。 6 is a SEM photograph of the photoresist formed in Reference Example 4 . 参考例5において形成されたフォトレジストのSEM写真である。 10 is a SEM photograph of the photoresist formed in Reference Example 5 . 参考例6において形成されたフォトレジストのSEM写真である。 10 is a SEM photograph of the photoresist formed in Reference Example 6 . 参考例7において形成されたフォトレジストのSEM写真である。 10 is a SEM photograph of the photoresist formed in Reference Example 7 .

本発明で用いるヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む縮合型ポリマーとは、ポリマーの主鎖にそれぞれイミド結合、カーボナート結合、エステル結合、ウレタン結合、若しくはアミド結合、又はこれらの結合を複数含むポリマーをいう。
本発明の対象となるポリマーとして、例えば、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン2,6-ナフタレート、ポリアリレート、ポリウレタン等、及びこれらに関連するコポリマー等が挙げられる。
本発明の反応現像画像形成法が好ましく適用できるポリマーは、特にその側鎖などに、塩基と反応可能な官能基(例えばカルボキシル基やフェノール性水酸基など)や、酸や塩基により反応してカルボキシル基やフェノール性水酸基を発生できるような反応性基(保護基と結合したエステルあるいはフェノール型エーテルなど)、あるいは光照射時に架橋反応を行う基(アクリロイル基やメタクリロイル基など)などを有する必要が無い。
The condensed polymer containing a carbonyl group (C═O) bonded to a hetero atom used in the present invention in the main chain is an imide bond, a carbonate bond, an ester bond, a urethane bond, an amide bond, or an amide bond, or A polymer containing a plurality of these bonds.
Examples of the polymer that is the subject of the present invention include polyetherimide, polyamide, polyamideimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene 2,6-naphthalate, polyarylate, polyurethane, and copolymers related thereto. Can be mentioned.
The polymer to which the reaction development image forming method of the present invention can be preferably applied is a carboxyl group which reacts with a functional group capable of reacting with a base (for example, a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group), an acid or a base, and the like. Or a reactive group capable of generating a phenolic hydroxyl group (such as an ester or phenolic ether bonded to a protecting group) or a group that undergoes a crosslinking reaction upon irradiation with light (such as an acryloyl group or a methacryloyl group).

本発明で用いるポリマーは光酸発生剤を含む。
本発明で用いる光酸発生剤は、光照射により酸を発生するものであればよい。この光酸発生剤として、キノンジアジド化合物、オニウム塩、スルホン酸エステル類、有機ハロゲン化合物等が挙げられる。キノンジアジド化合物としては1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸又は1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸と低分子芳香族ヒドロキノン化合物、例えば2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンや2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン及びトリヒドロキシベンゼン、例えば1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、又はクレゾールのエステル生成化合物が挙げられる。オニウム塩としては、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。これらは安息香酸t−ブチルなどのエステルと一緒に使用される。これらの中で、特に、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸−p−クレゾールエステルが好ましい。
光酸発生剤はフォトレジスト中に全固形含量に対して5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、より好ましくは15〜30重量%用いられる。
The polymer used in the present invention contains a photoacid generator.
The photoacid generator used in the present invention may be any one that generates acid upon light irradiation. Examples of the photoacid generator include quinonediazide compounds, onium salts, sulfonic acid esters, and organic halogen compounds. The quinonediazide compound includes 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid or 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid and a low-molecular aromatic hydroquinone compound such as 2,3,4-trihydroxy. Examples include benzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone and trihydroxybenzene, such as 1,3,5-trihydroxybenzene, or an ester-forming compound of cresol. Examples of onium salts include triphenylsulfonium hexafluoroantimonate and triphenylsulfonium hexafluorophosphate. These are used with esters such as t-butyl benzoate. Among these, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid-p-cresol ester is particularly preferable.
The photoacid generator is used in the photoresist in an amount of 5 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight, more preferably 15 to 30% by weight based on the total solid content.

一方、本発明で用いるポリマーはアニオン再生剤を含まないことを特徴とする。
このアニオン再生剤として、下記の化合物が挙げられる。
(1)下式で表される構造を有する化合物:
On the other hand, the polymer used in the present invention is characterized by not containing an anion regenerant.
Examples of the anion regenerating agent include the following compounds.
(1) Compound having a structure represented by the following formula:

上記の式中、Xは下式で表される置換基を表す。
式中、Yは、−NR 、−OR(但し、−OHを除く。)、−CR 又は−SR(但し、−SHを除く。)、好ましくは−NR 又は−CR を表す。
これらの式中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、脂肪族基又は芳香族基、好ましくは芳香族基、より好ましくはフェニル基を表す。脂肪族基としては、メチル基、プロピル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基などのアルキル基が挙げられる。
In the above formula, X represents a substituent represented by the following formula.
In the formula, Y represents —NR 1 2 , —OR 1 (excluding —OH), —CR 1 3 or —SR 1 (excluding —SH), preferably —NR 1 2 or — Represents CR 1 3 .
In these formulas, each R 1 independently represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group, preferably an aromatic group, more preferably a phenyl group. Examples of the aliphatic group include alkyl groups such as a methyl group, a propyl group, a hexyl group, and a cyclohexyl group.

(2)下式で表される構造を有する化合物:
−CONHR
又は
−COCH(R
式中、Rは、それぞれ独立して、脂肪族基又は芳香族基を表す。脂肪族基としては、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基などのアルキル基が挙げられ、芳香族基としては、フェニル基、フェニレン基などが挙げられる。
は上記と同様に定義される。
(2) Compound having a structure represented by the following formula:
R 2 -CONHR 1
Or R 2 —COCH (R 1 ) 2
In the formula, each R 2 independently represents an aliphatic group or an aromatic group. Examples of the aliphatic group include alkyl groups such as a butyl group, an isobutyl group, and a hexyl group, and examples of the aromatic group include a phenyl group and a phenylene group.
R 1 is defined as above.

(3)下式で表される構造を有する化合物:
式中、Rのうち少なくとも一つは脂肪族基又は芳香族基を表し、その他は水素原子を表す。脂肪族基としては、オキシメチレン基、オクチル基などのアルキル基が挙げられ、芳香族基としては、フェニル基、フェニレン基などが挙げられる。
Zは酸素原子(−O−)又は硫黄原子(−S−)を表す。
(3) Compound having a structure represented by the following formula:
In the formula, at least one of R 3 represents an aliphatic group or an aromatic group, and the other represents a hydrogen atom. Examples of the aliphatic group include alkyl groups such as an oxymethylene group and an octyl group, and examples of the aromatic group include a phenyl group and a phenylene group.
Z represents an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—).

(4)下式で表される構造を有する化合物:
CH(RC(ROCO−N(R
式中、Rの少なくとも一方は電子求引基を表し、その他は水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。脂肪族基としてはアルキル基、芳香族基としては、フェニル基、フェニレン基などが挙げられる。電子求引基としては、フルオレニル基、有機スルホキシド基、シアノ基、ニトロ基、エステル基、カルボニル基、アミド基、ピリジル基、好ましくは、フルオレニル基が挙げられる。芳香族基としては、フェニル基、フェニレン基などが挙げられる。
は上記と同様に定義される。
(4) Compound having a structure represented by the following formula:
CH (R 4) 2 C ( R 1) 2 OCO-N (R 1) 2
In the formula, at least one of R 4 represents an electron withdrawing group, and the other represents a hydrogen atom, an aliphatic group, or an aromatic group. Examples of the aliphatic group include an alkyl group, and examples of the aromatic group include a phenyl group and a phenylene group. Examples of the electron withdrawing group include a fluorenyl group, an organic sulfoxide group, a cyano group, a nitro group, an ester group, a carbonyl group, an amide group, and a pyridyl group, preferably a fluorenyl group. Examples of the aromatic group include a phenyl group and a phenylene group.
R 1 is defined as above.

このようなアニオン再生剤としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-(n-プロピル)マレイミド、N-(n-ヘキシル)マレイミド、N-(n-オクチル)マレイミド、N-ラウリルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド(以上、N−置換マレイミド化合物)、N-フェニルシトラコンイミド、N-フェニルスクシンイミド、N,N'-m-フェニレンビスマレイミド、N-フェニルクロトンアミド、ビス(N-フェニル)フマルアミド、ジビニルスルホン、アセト酢酸エチル、4-フェニル-3-ブテン-2-オン、N−フェニルイソバレロアミド、N−メチルベンズアミド、ポリアミドイミド、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、N−(9−フルオレニルメチルカルボニル)−2−メトキシエチルアミン、1,4−ジフェニル−1,4−ブタンジオン等が挙げられる。
またアニオン再生剤は上記構造が適宜ポリマーと化学的に結合したものでもよい。このようなポリマーとしては、側鎖としてマレイミド構造を有するポリイミド、両末端マレイミド型ポリイミド(化学式の例を下式に示す)などが挙げられる
Examples of such an anion regenerating agent include N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N- (n-propyl) maleimide, N- (n-hexyl) maleimide, N- (n-octyl) maleimide, N- Laurylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-benzylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide (N-substituted maleimide compounds), N-phenylcitraconimide, N-phenylsuccinimide, N, N'-m-phenylenebismaleimide, N -Phenylcrotonamide, bis (N-phenyl) fumaramide, divinylsulfone, ethyl acetoacetate, 4-phenyl-3-buten-2-one, N-phenylisovaleroamide, N-methylbenzamide, polyamideimide, bisphenol A di Glycidyl ether, N- (9-fluorenylmethylcarbonyl) -2-methoxyethylamine, 1,4-diph Examples include phenyl-1,4-butanedione.
The anion regenerator may be one in which the above structure is chemically bonded to a polymer as appropriate. Examples of such a polymer include a polyimide having a maleimide structure as a side chain, a maleimide polyimide at both ends (an example of a chemical formula is shown in the following formula), and the like.

本発明のフォトレジストは、カップリング剤、均添剤、可塑剤、別の膜形成樹脂、界面活性剤、安定剤などの添加剤を含んでもよい。これらの添加剤の量は全て合わせてもフォトレジストの固形分全含有量に対して25重量%を超えることはない。
本発明のフォトレジストはそれ自身公知の方法により成分を溶剤又は溶剤混合物中に混合又は溶解することにより配合される。一旦成分は溶液中に溶解され、得られたフォトレジスト溶液は0.1〜1μmの細孔を有するろ過膜を用いて、ろ過してもよい。
The photoresist of the present invention may contain additives such as coupling agents, leveling agents, plasticizers, other film-forming resins, surfactants and stabilizers. The total amount of these additives does not exceed 25% by weight based on the total solid content of the photoresist.
The photoresist of the present invention is formulated by mixing or dissolving the components in a solvent or solvent mixture by a method known per se. Once the components are dissolved in the solution, the resulting photoresist solution may be filtered using a filtration membrane having 0.1-1 μm pores.

フォトレジスト溶液の製造に適する溶剤は原則としてフォトレジストの不揮発成分、例えばポリマー及び光酸発生剤及びその他の添加剤が十分に可溶であり、かつこれらの成分と不可逆的に反応しない全ての溶剤である。適する溶媒は、例えば、非プロトン性極性溶媒、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」という。)、ブチロラクトン、シクロヘキサノン、ジアセトキシエチレングリコール、スルホラン、テトラメチル尿素、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジグライム、フェノール、クレゾール、トルエン、塩化メチレン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトン等である。   Solvents suitable for the production of photoresist solutions are in principle all solvents in which the non-volatile components of the photoresist, such as polymers and photoacid generators and other additives, are sufficiently soluble and do not irreversibly react with these components. It is. Suitable solvents include, for example, aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”), butyrolactone, cyclohexanone, diacetoxyethylene glycol, sulfolane, tetramethylurea, N, N-dimethyl. Acetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, diglyme, phenol, cresol, toluene, methylene chloride, chloroform, tetrahydrofuran, dioxane, acetone and the like.

このようなフォトレジスト溶液を用いて基板上にフォトレジスト層を形成することができる。この基板として、樹脂等有機物、無機物、金属などいずれを用いてもよいが、銅基板やシリコン基板が好ましい。
基板上への被覆は通常、浸漬、噴霧、ロール塗り又はスピンコーティングによって行われる。生じた層の厚さはフォトレジスト溶液の粘度、固形分含量及びスピンコーティング速度に依存する。本発明のフォトレジストは0.1〜500μm、好ましくは1〜100μmの層厚を持つ層及びレリーフ構造を作ることができる。多層回路における薄層は一時の間に合わせのフォトレジストとして又は絶縁層として1〜50μmにすることができる。
フォトレジストを基材に塗布した後、これに普通50〜120℃の温度範囲で予備乾燥させる。オーブン又は加熱プレートを使用できる。オーブン中での乾燥時間は5〜60分である。
A photoresist layer can be formed on the substrate using such a photoresist solution. As the substrate, any organic material such as resin, inorganic material, metal, etc. may be used, but a copper substrate or a silicon substrate is preferable.
Coating onto the substrate is usually done by dipping, spraying, roll coating or spin coating. The resulting layer thickness depends on the viscosity, solids content and spin coating speed of the photoresist solution. The photoresist of the present invention can make a layer and a relief structure having a layer thickness of 0.1 to 500 μm, preferably 1 to 100 μm. The thin layer in the multi-layer circuit can be 1-50 μm as a temporary photoresist or as an insulating layer.
After the photoresist is applied to the substrate, it is usually pre-dried at a temperature range of 50 to 120 ° C. An oven or a heating plate can be used. The drying time in the oven is 5 to 60 minutes.

その後、所望のパターンでマスクされた上で、フォトレジスト層は紫外線の照射を受ける。紫外線とはその中心波長が250〜450nm、好ましくは300〜400nmにある電磁波をいう。通常、化学線の光が使用されるが、また高エネルギー放射線、例えばX線又は電子ビーム線を使用することができる。直接照射又は露光マスクを介して行うことができる。また、輻射線ビームをフォトレジスト層の表面に当てることもできる。
普通、輻射は紫外線ランプを用いて行われる。市販で入手できる輻射装置、例えば接触又は非接触露光機、走査投光型露光装置又はウエハステッパーを使用することが好ましい。
照射される紫外線の露光量は20〜300mJ/cmである。本発明のフォトレジスト組成物は、アニオン再生剤を含んだ場合よりも、感度が良いため、少ない露光量でフォトレジスト層を形成できる。即ち、本発明のフォトレジスト組成物は100mJ/cm以下の露光量でフォトレジスト層を形成できることが特徴であるといえる。
Thereafter, the photoresist layer is irradiated with ultraviolet rays after being masked with a desired pattern. Ultraviolet rays refer to electromagnetic waves having a central wavelength of 250 to 450 nm, preferably 300 to 400 nm. Usually actinic light is used, but high-energy radiation such as X-rays or electron beam rays can also be used. Direct irradiation or via an exposure mask can be performed. A radiation beam can also be applied to the surface of the photoresist layer.
Usually, radiation is performed using an ultraviolet lamp. It is preferable to use a commercially available radiation apparatus such as a contact or non-contact exposure machine, a scanning projection type exposure apparatus or a wafer stepper.
The exposure amount of the irradiated ultraviolet rays is 20 to 300 mJ / cm 2 . Since the photoresist composition of the present invention has higher sensitivity than the case where an anion regenerant is included, a photoresist layer can be formed with a small exposure amount. That is, it can be said that the photoresist composition of the present invention can form a photoresist layer with an exposure amount of 100 mJ / cm 2 or less.

露光の後、フォトレジスト層を現像液で現像処理を行う。
本発明で用いる現像液は、テトラ置換アンモニウムヒドロキシド、低分子アルコール及び水を含む溶媒から成る。
このテトラ置換アンモニウムヒドロキシドは、現像液中のアルコール成分をアルコキシドにさせる。
このテトラ置換アンモニウムヒドロキシドは、下式で表される。
NR'OH
式中、R'は、それぞれ同じであっても異なってもよく、炭化水素基、好ましくはアルキル基、より好ましくは炭素数が1〜3のアルキル基を表す。
好ましいテトラ置換アンモニウムヒドロキシドとしては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドが挙げられる。
After the exposure, the photoresist layer is developed with a developer.
The developer used in the present invention comprises a solvent containing tetra-substituted ammonium hydroxide, a low molecular alcohol and water.
This tetra-substituted ammonium hydroxide turns the alcohol component in the developer into an alkoxide.
This tetra-substituted ammonium hydroxide is represented by the following formula.
NR ' 4 OH
In the formula, R ′ may be the same or different and each represents a hydrocarbon group, preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
Preferred tetra-substituted ammonium hydroxides include tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide.

この低分子アルコールは、現像液中で一部がアルコキシドになる。そのため、分子量が150以下のアルコール、特に水酸基あたりの炭素数が1〜8、好ましくは1〜3のアルキルアルコールが好ましく用いられる。このような低分子アルコールとして、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、ブタノール、オクタノール、エチレングリコール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール等が挙げられる。   Part of this low molecular alcohol becomes an alkoxide in the developer. Therefore, an alcohol having a molecular weight of 150 or less, particularly an alkyl alcohol having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms per hydroxyl group, is preferably used. Examples of such low molecular alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butanol, octanol, ethylene glycol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol and the like.

現像液中の"水を含む溶媒"は、水又は低分子アルコールと相溶し、かつポリマー、光酸発生剤、及びアニオン再生剤を溶解させる性能を持つ溶媒である。このような溶媒として、NMP、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ブチロラクトン、ジアセトキシエチレングリコール、シクロヘキサノン、ポリエチレングリコール(数平均分子量500程度以下)等が挙げられる。   The “solvent containing water” in the developer is a solvent that is compatible with water or a low molecular alcohol and has the ability to dissolve the polymer, the photoacid generator, and the anion regenerant. Examples of such a solvent include NMP, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, butyrolactone, diacetoxyethylene glycol, cyclohexanone, polyethylene glycol (number average molecular weight of about 500 or less).

好ましい現像液の組成は、テトラ置換アンモニウムヒドロキシド(TMAHなど)/有機溶媒(NMPなど)/水/アルコール(メタノールなど)であり、これらの重量比は、好ましくは0.2〜0.6/0〜1.0/0.5〜2.0/2.0〜5.0である。   The composition of a preferred developer is tetra-substituted ammonium hydroxide (such as TMAH) / organic solvent (such as NMP) / water / alcohol (such as methanol), and the weight ratio thereof is preferably 0.2 to 0.6 / It is 0-1.0 / 0.5-2.0 / 2.0-5.0.

現像は、ポリマーやその他の成分の種類、現像液の種類、露光エネルギー、現像の形式、予備乾燥温度、現像温度、現像時間を考慮して行う。
現像後、適当な溶媒で洗浄してもよい。
本発明のネガ型フォトレジストは0.1〜500μm、好ましくは1〜100μmの層厚を有するポリマー被膜及び鋭い輪郭丸みを付けられたれレリーフ構造をとることができる。
Development is performed in consideration of the type of polymer and other components, the type of developer, exposure energy, type of development, preliminary drying temperature, development temperature, and development time.
You may wash | clean with a suitable solvent after image development.
The negative photoresist of the present invention can have a polymer coating having a layer thickness of 0.1 to 500 μm, preferably 1 to 100 μm, and a sharp contoured relief structure.

以下、実施例にて本発明を例証するが本発明を限定することを意図するものではない。
本実施例においては、以下の方法でフォトレジストを形成させて観察した。フォトレジストは、各実施例のフォトレジスト配合物を、3μm細孔径のろ過膜でろ過して製造した。このフォトレジスト配合物を表面処理していない直径10cmの銅箔の表面上に、スピンコート法で塗布した。次いで、赤外線熱風乾燥機中で乾燥した。このフォトレジスト配合物塗布膜上に、ネガ型フォトマスク用のテストパターン(10-200μmのラインアンドスペースパターン)を置き、2kw超高圧水銀灯照射装置(オーク製作所製品:JP-2000G)を用いて、画像が得られる露光量で照射した。
現像液中に、上記照射後の塗布膜を浸漬または超音波処理した後、純水で洗浄し、赤外線ランプで乾燥後、解像度を観察した。いくつかの実施例においては、形成したフォトレジストをSEM(日本電子、走査型電子顕微鏡:JSM-6390LV、加速電圧:1.2kV)により観察した。また得られたフォトレジスト膜の耐熱性についてはTGA(島津製作所、TGA-50)により評価した。
The following examples illustrate the invention but are not intended to limit the invention.
In this example, a photoresist was formed by the following method and observed. The photoresist was produced by filtering the photoresist composition of each example through a filter membrane having a pore size of 3 μm. This photoresist composition was applied by spin coating on the surface of a copper foil having a diameter of 10 cm that had not been surface-treated. Subsequently, it dried in the infrared hot air dryer. A test pattern (10-200 μm line and space pattern) for a negative photomask is placed on this photoresist compound coating film, and a 2 kW ultra-high pressure mercury lamp irradiation device (Oak Seisakusho product: JP-2000G) is used. Irradiation was performed with an exposure amount that would produce an image.
The coating film after irradiation was immersed or sonicated in the developer, washed with pure water, dried with an infrared lamp, and then observed for resolution. In some examples, the formed photoresist was observed by SEM (JEOL, scanning electron microscope: JSM-6390LV, acceleration voltage: 1.2 kV). The heat resistance of the obtained photoresist film was evaluated by TGA (Shimadzu Corporation, TGA-50).

参考例1
N-メチルピロリドン(NMP)4.7gに、ポリエーテルイミド(PEI)(数平均分子量19,000)1.0gを添加して溶解させた後、光酸発生剤としてジアゾナフトキノン系感光剤PC-5(R)(東洋合成製、1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸-p-クレゾールエステル)0.2gを添加して室温で約1時間、スターラーで撹拌してフォトレジスト配合物を調製した。この溶液を35μmの電解銅箔上(シャイン面)にスピンコート法(800rpm/10sec+1300rpm/30sec)にて塗布し、遠赤外線熱風循環式乾燥機でプリベーク(90℃/10分)後、膜厚約10μmの感光性PEI被塗膜を得た。
これにPET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機(オーク社製)によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は100mJ/cm2であった。
露光後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液6gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は3分58秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで20μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図1に示す。
Reference example 1
After adding 1.0 g of polyetherimide (PEI) (number average molecular weight 19,000) to 4.7 g of N-methylpyrrolidone (NMP) and dissolving it, diazonaphthoquinone photosensitizer PC-5 (R) as a photoacid generator 0.2 g (Toyo Gosei Co., Ltd., 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid-p-cresol ester) was added and stirred for about 1 hour at room temperature with a stirrer to prepare a photoresist formulation. This solution was applied onto a 35 μm electrolytic copper foil (shine surface) by spin coating (800 rpm / 10 sec + 1300 rpm / 30 sec), prebaked with a far-infrared hot air circulating dryer (90 ° C./10 min), and then the membrane A photosensitive PEI coating with a thickness of about 10 μm was obtained.
This was irradiated with light in the i-line to g-line band through a PET photomask by an ultraviolet exposure machine (Oak). The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 100 mJ / cm 2 .
After exposure, develop at 50 ° C under ultrasonic treatment using 6g of developer consisting of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio). And washed with 100 g of ion exchanged water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 3 minutes 58 seconds. The resolution was 20 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

参考例2
NMP4.7gに、PEI1.0gを添加して溶解させた後、感光剤PC-5(R)0.3gを添加して室温で約1時間、スターラーで撹拌してフォトレジスト配合物を調製した。参考例1と同様の操作でプリベーク、露光を行った。
露光済みのPEI被塗膜に、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液6gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は2分であった。解像度はラインアンドスペースパターンで20μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図2に示す
Reference example 2
After dissolving 1.0 g of PEI in 4.7 g of NMP, 0.3 g of photosensitizer PC-5 (R) was added, and the mixture was stirred with a stirrer at room temperature for about 1 hour to prepare a photoresist composition. Pre-baking and exposure were performed in the same manner as in Reference Example 1 .
The exposed PEI coating is developed at 50 ° C under ultrasonic treatment using 6g of developer solution consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio). Then, it was washed with 100 g of ion exchange water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 2 minutes. The resolution was 20 μm with a line and space pattern. The SEM photograph of this photoresist is shown in Fig. 2.

参考例3
NMP4.7gに、PEI1.0gを添加して溶解させた後、感光剤PC-5(R)0.15gを添加して室温で約1時間、スターラーで撹拌してフォトレジスト配合物を調製した。参考例1と同様の操作でプリベーク、露光を行った。
露光済みのPEI被塗膜に、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液6gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は3分58秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで20μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図3に示す。
Reference example 3
After adding PEI 1.0 g to NMP 4.7 g and dissolving, 0.15 g of the photosensitizer PC-5 (R) was added and stirred with a stirrer at room temperature for about 1 hour to prepare a photoresist formulation. Pre-baking and exposure were performed in the same manner as in Reference Example 1 .
The exposed PEI coating is developed at 50 ° C under ultrasonic treatment using 6g of developer solution consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio). Then, it was washed with 100 g of ion exchange water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 3 minutes 58 seconds. The resolution was 20 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

実施例1
参考例1と同様の操作により得た感光性PEI被塗膜にPET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は25mJ/cm2であった。
露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液6gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は4分38秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで20μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図4に示す。
Example 1
The photosensitive PEI coating film obtained by the same operation as in Reference Example 1 was irradiated with light in the i-line to g-line band through a PET photomask using an ultraviolet exposure machine. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 25 mJ / cm 2 .
After exposure, use 6g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 4 minutes and 38 seconds. The resolution was 20 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

実施例2
参考例1と同様の操作により得た感光性PEI被塗膜にPET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は50mJ/cm2であった。
露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液6gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は4分28秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで20μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図5に示す。
Example 2
The photosensitive PEI coating film obtained by the same operation as in Reference Example 1 was irradiated with light in the i-line to g-line band through a PET photomask using an ultraviolet exposure machine. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 50 mJ / cm 2 .
After exposure, use 6g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 4 minutes and 28 seconds. The resolution was 20 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

参考例4
参考例1と同様の操作により得た感光性PEI被塗膜にPET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は150mJ/cm2であった。
露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液6gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は4分02秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで20μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図6に示す。
Reference example 4
The photosensitive PEI coating film obtained by the same operation as in Reference Example 1 was irradiated with light in the i-line to g-line band through a PET photomask using an ultraviolet exposure machine. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 150 mJ / cm 2 .
After exposure, use 6g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 4 minutes 02 seconds. The resolution was 20 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

参考例5
参考例1と同様の操作により得た感光性PEI被塗膜にPET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は200mJ/cm2であった。
露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液6gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は4分07秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで20μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図7に示す。
Reference Example 5
The photosensitive PEI coating film obtained by the same operation as in Reference Example 1 was irradiated with light in the i-line to g-line band through a PET photomask using an ultraviolet exposure machine. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 200 mJ / cm 2 .
After exposure, use 6g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 4 minutes 07 seconds. The resolution was 20 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

参考例6
(既報(Polym. Chem., 39, 3451 (2001))に従って下式のブロックポリイミド(数平均分子量40,000)を合成した。
PEIの代わりにこのブロックポリイミドを用いて参考例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、参考例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液6gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は2分27秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで20μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図8に示す。
Reference Example 6
(Polym. Chem., 39, 3451 (2001)), a block polyimide of the following formula (number average molecular weight 40,000) was synthesized.
Using this block polyimide instead of PEI, the same operation as in Reference Example 1 was performed to prepare a photoresist composition. Using this photoresist composition, the same operation as in Reference Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. After exposure, use 6g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 2 minutes and 27 seconds. The resolution was 20 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

参考例7
参考例1と同様の操作により得た感光性PEI被塗膜にPET製のフォトマスクを介して、参考例1と同様の露光を行った。露光後、TMAH/イオン交換水/エタノール=0.5/1.5/3.6(重量比)からなる現像液5.6gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は2分13秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで20μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図9に示す。
Reference Example 7
The same exposure as in Reference Example 1 was performed on a photosensitive PEI coating film obtained by the same operation as in Reference Example 1 through a PET photomask. After exposure, use 5.6 g of developer consisting of TMAH / ion-exchanged water / ethanol = 0.5 / 1.5 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C. under ultrasonic treatment, and wash with 100 g of ion-exchanged water for 1 minute. did. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 2 minutes and 13 seconds. The resolution was 20 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

参考例8
N-メチルピロリドン(NMP)4.7gに、ポリエーテルイミド(PEI)(数平均分子量21,000)1.0gを添加して溶解させた後、光酸発生剤としてジアゾナフトキノン系感光剤PC-5(R)(東洋合成製、1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸-p-クレゾールエステル)0.2gとPMI(N-フェニルマレイミド)0.2gを添加して室温で約1時間、スターラーで撹拌してフォトレジスト配合物を調製した。ガラス板上にスピンコート法(800rpm/10sec+1400rpm/30sec)にて塗布し、遠赤外線熱風循環式乾燥機でプリベーク(90℃/10分)後、膜厚約10μmの感光性PEI被塗膜を得た。
これに紫外線露光機(オーク社製)によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は100mJ/cm2であった。この膜をガラス板からはがしたのちに白金セルにつめ、TGAにより評価した。先ず空気中200℃で2時間加熱し、一度冷却した後、空気中において昇温速度10℃/minで800℃まで加熱した。得られた結果を図10に示した。PEIにPMIとPC-5(R)をそれぞれ20wt%添加した膜の5%重量減少温度は362℃であるのに対し、PC-5(R)を20wt%のみ添加した膜の5%重量減少温度は378℃であり、耐熱性の向上が確認された。



Reference Example 8
After adding and dissolving 1.0 g of polyetherimide (PEI) (number average molecular weight 21,000) to 4.7 g of N-methylpyrrolidone (NMP), diazonaphthoquinone photosensitizer PC-5 (R) as a photoacid generator (Toyo Gosei Co., Ltd., 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid-p-cresol ester) 0.2g and PMI (N-phenylmaleimide) 0.2g were added and stirred with a stirrer at room temperature for about 1 hour. A photoresist formulation was prepared. It is coated on a glass plate by spin coating (800rpm / 10sec + 1400rpm / 30sec), pre-baked with a far-infrared hot air circulation dryer (90 ° C / 10min), and a photosensitive PEI coating with a film thickness of about 10μm Got.
This was irradiated with light in the i-line to g-line band by an ultraviolet exposure machine (Oak). The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 100 mJ / cm 2 . This film was peeled off from the glass plate and then packed into a platinum cell, and evaluated by TGA. First, it was heated in air at 200 ° C. for 2 hours, once cooled, and then heated in air to 800 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min. The obtained results are shown in FIG. The 5% weight reduction temperature of the film with PMI and PC-5 (R) added to PEI at 20wt% is 362 ° C, whereas the film with 20% PC-5 (R) added at 5% weight reduction. The temperature was 378 ° C., and improvement in heat resistance was confirmed.



Claims (4)

基板上に、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む縮合型ポリマー及び光酸発生剤を含み、アニオン再生剤を含まないフォトレジスト層を設け、所望のパターンでマスクする段階、このパターン面に紫外線を露光量100mJ/cm未満で照射する段階、及び該フォトレジスト層を現像液で処理する現像段階から成り、該現像液がテトラ置換アンモニウムヒドロキシド、低分子アルコール及び水を含む溶媒から成り、該アニオン再生剤が下式
(式中、Xは下式で表される置換基を表し、
式中、Yは、−NR 、−OR (但し、−OHを除く。)、−CR 又は−SR (但し、−SHを除く。)を表し、R は、それぞれ独立して、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。)で表される化合物、下式
−CONHR
又は
−COCH(R
(式中、R は、それぞれ独立して、脂肪族基又は芳香族基を表し、R は上記と同様に定義される。)で表される化合物、下式
(式中、R のうち少なくとも一つは脂肪族基又は芳香族基を表し、その他は水素原子を表し、Zは酸素原子(−O−)又は硫黄原子(−S−)を表す。)で表される化合物、又は下式
CH(R C(R OCO−N(R
(式中、R の少なくとも一方は電子求引基を表し、その他は水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。R は上記と同様に定義される。)で表される化合物である反応現像画像形成法。
A photoresist layer containing a condensed polymer containing a carbonyl group (C═O) bonded to a hetero atom in the main chain and a photoacid generator on the substrate and not containing an anion regenerant is provided and masked with a desired pattern. A step of irradiating the pattern surface with ultraviolet light at an exposure amount of less than 100 mJ / cm 2 , and a developing step of treating the photoresist layer with a developer, wherein the developer comprises tetra-substituted ammonium hydroxide, a low molecular alcohol, and Ri consists solvent containing water, the anion regenerant following formula
(In the formula, X represents a substituent represented by the following formula,
In the formula, Y represents —NR 1 2 , —OR 1 (excluding —OH), —CR 1 3 or —SR 1 (excluding —SH), and R 1 is independently selected. And represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group. ), A compound represented by the following formula
R 2 -CONHR 1
Or
R 2 —COCH (R 1 ) 2
(Wherein R 2 independently represents an aliphatic group or an aromatic group, and R 1 is defined in the same manner as described above),
(In the formula, at least one of R 3 represents an aliphatic group or an aromatic group, the other represents a hydrogen atom, and Z represents an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—).) Or a compound represented by the following formula
CH (R 4) 2 C ( R 1) 2 OCO-N (R 1) 2
(Wherein at least one of R 4 represents an electron withdrawing group, and the other represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group. R 1 is defined in the same manner as described above). A reactive development image forming method.
照射される紫外線の露光量が20〜50mJ/cmである請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein an exposure amount of the irradiated ultraviolet rays is 20 to 50 mJ / cm 2 . 前記光酸発生剤が1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸-p-クレゾールエステルである請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the photoacid generator is 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid-p-cresol ester. 前記現像液の組成が、テトラ置換アンモニウムヒドロキシド/有機溶媒/水/低分子アルコール(重量比)が0.2〜0.6/0〜1.0/0.5〜2.0/2.0〜5.0である請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。 The composition of the developer has a tetra-substituted ammonium hydroxide / organic solvent / water / low molecular alcohol (weight ratio) of 0.2 to 0.6 / 0 to 1.0 / 0.5 to 2.0 / 2. It is 0-5.0, The method as described in any one of Claims 1-3 .
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