JPH01129246A - Photosensitive heat resistant resin composition - Google Patents

Photosensitive heat resistant resin composition

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JPH01129246A
JPH01129246A JP28823587A JP28823587A JPH01129246A JP H01129246 A JPH01129246 A JP H01129246A JP 28823587 A JP28823587 A JP 28823587A JP 28823587 A JP28823587 A JP 28823587A JP H01129246 A JPH01129246 A JP H01129246A
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JP
Japan
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photosensitive
acid
polyamide resin
component
formula
Prior art date
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Application number
JP28823587A
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Japanese (ja)
Inventor
Masashi Nakamura
正志 中村
Kohei Kodera
小寺 孝兵
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01129246A publication Critical patent/JPH01129246A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G03F7/0387Polyamides or polyimides

Abstract

PURPOSE:To obtain a resin compsn. making treatment at a high temp. after pattern formation unnecessary and having improved resolution, superior heat resistance and high sensitivity by incorporating specified components derived from carboxylic acid and amine into the skeleton of photosensitive polyamide resin. CONSTITUTION:A component derived from dicarboxylic acid and represented by formula I (where Ar is an arom. cyclic group, R* is a photosensitive group and n=1 or 2) and a component derived from diamine and represented by formula II are incorporated into the skeleton of photosensitive polyamide resin. The dicarboxylic acid having the arom. cyclic group Ar in formula I may be isophthalic acid or 3,3'-methylenebisbenzoic acid. The component represented by formula II may be 3,3'-diaminobenzophenone or 4,4'-diaminobenzophenone. By using the polyamide resin, a resin compsn. not requiring baking at a high temp. after pattern formation and having superior heat resistance and high sensitivity is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、自ら増感作用を存する感光性ポリアミド系
樹脂成分を含んだ感光性耐熱樹脂組成物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a photosensitive heat-resistant resin composition containing a photosensitive polyamide resin component which itself has a sensitizing effect.

〔背景技術〕[Background technology]

今日、半導体の保護膜や多層回路板の眉間絶縁膜用等゛
として、感光性を有し、かつ、耐熱性に優れた感光性ポ
リアミド樹脂組成物および感光性ポリイミド樹脂組成物
、あるいは、これらの感光性樹脂前駆体等の研究開発が
盛んに進められており、すでに上用されて、ますますそ
の需要は高まっている。
Today, photosensitive polyamide resin compositions and photosensitive polyimide resin compositions, which are both photosensitive and have excellent heat resistance, are used as protective films for semiconductors and insulating films between the eyebrows of multilayer circuit boards. Research and development of photosensitive resin precursors and the like is actively progressing, and they are already being used, and the demand for them is increasing.

一般に、感光性高分子が、集積回路のパターニング等に
おけるフォトレジストなどの感光材料として使用される
際には、主として、感度、解像性、皮膜形成能、耐熱性
等をはじめとする皮膜の強度(安定性)などの性能が要
求される。そして今日、集積回路の高密度化に伴ってパ
ターンサイズの微細化が進むなかで、それらの要求は、
まずます厳しくなってきている。
In general, when photosensitive polymers are used as photosensitive materials such as photoresists for patterning integrated circuits, etc., the main focus is on film strength, including sensitivity, resolution, film-forming ability, and heat resistance. Performance such as (stability) is required. Nowadays, as the pattern size becomes finer due to the higher density of integrated circuits, these requirements are
First of all, it's getting tougher.

しかし、このようなレジスト性能は一般に、個々に相反
関係を有する傾向にあるため、この点をいかに克服する
かが重要な課題となっている。たとえば、その耐熱性、
およびそれに関連して解像性という点に関し、上記感光
性ポリアミド/ポリイミド樹脂等においては、下記のよ
うな相反する問題点が残されている。
However, since such resist performances generally tend to have a contradictory relationship, it is an important issue how to overcome this point. For example, its heat resistance,
Regarding resolution, the photosensitive polyamide/polyimide resins and the like still have contradictory problems as described below.

■ パターン形成後、耐熱性を高めるために400℃程
度の高温処理(高温でのベータ)が必要であるが、その
ベータ後の膜減りが著しいことによりぼやけが発生し、
解像性が低下して所望のパ゛ターンを得ることが難しい
■ After pattern formation, high-temperature treatment at around 400℃ (high-temperature beta) is required to increase heat resistance, but the film decreases significantly after beta, resulting in blurring.
Resolution deteriorates and it is difficult to obtain a desired pattern.

■ 上記の高温処理は不要であっても、したがって解像
性は満足しうるようであっても、耐熱性に欠ける。
(2) Even if the above-mentioned high-temperature treatment is not necessary, and therefore resolution may be satisfactory, heat resistance is lacking.

一方、感度という点に関しても、より一層高感度なレジ
スト材が要求されているわけであるが、それに応えるこ
とは容易ではない。このように、現段階において、そう
した感光性および前記耐熱性等の性能のバランスがとれ
たレジスト材は、未だ開発されていないのである。
On the other hand, in terms of sensitivity, resist materials with even higher sensitivity are required, but it is not easy to meet this demand. As described above, at this stage, a resist material with a well-balanced performance such as photosensitivity and heat resistance has not yet been developed.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

以上の事情に鑑み、この発明は、パターン形成後の高温
処理が不要であって解像性が良好であると同時に、耐熱
性に優れ、かつ、高感度なパターンを得ることができる
感光性耐熱樹脂組成物を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention provides a photosensitive heat-resistant material that does not require high-temperature processing after pattern formation, has good resolution, has excellent heat resistance, and can obtain a highly sensitive pattern. The purpose is to provide a resin composition.

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

上記目的を達成するため検討を重ねた結果、側鎖に感光
性を有する基(感光基)を有し、かつ、自ら増感作用を
持つ新規な耐熱性ポリアミド系樹脂を見出し、この発明
を完成させるに至った。
As a result of repeated studies to achieve the above objective, we discovered a new heat-resistant polyamide resin that has a photosensitive group (photosensitive group) in its side chain and has a sensitizing effect on its own, and completed this invention. I ended up letting it happen.

すなわち、この発明は、感光性ポリアミド系樹脂成分を
含む感光性耐熱樹脂組成物において、前記感光性ポリア
ミド系樹脂骨格に下記の一般式(I)であらわされたカ
ルボン酸由来成分および一般式(II)であらわされた
アミン由来成分が含まれていることを特徴とする感光性
耐熱樹脂組成物  O を要旨とする。
That is, the present invention provides a photosensitive heat-resistant resin composition containing a photosensitive polyamide resin component, in which a carboxylic acid-derived component represented by the following general formula (I) and a general formula (II) are added to the photosensitive polyamide resin skeleton. ) The photosensitive heat-resistant resin composition O is characterized by containing an amine-derived component represented by the following.

以下に、この発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

この発明にかかる上記のポリアミド系樹脂骨格には、少
なくとも、前記式(1)にあられされた芳香族系環状基
Arを有するジカルボン酸、すなわち、芳香族系ジカル
ボン酸由来成分が含まれていることが必要である。(こ
こで、ジカルボン酸とは「1分子中に2個のカルボキシ
ル基を有する化合物」であるとし、ジアミンという呼称
についても同様の解釈をとるものとする。)このような
ジカルボン酸としては、イソフタル酸、3.3’−メチ
レンビス安息香酸等が一例として挙げられるが、これら
に限定されることはない。以下のアミノ基との反応性と
いう点からは、原料としてのカルボン酸は、ハロゲン化
アシル等に誘導体化されていることが好ましい。
The above-mentioned polyamide resin skeleton according to the present invention contains at least a dicarboxylic acid having an aromatic cyclic group Ar as shown in the formula (1), that is, a component derived from an aromatic dicarboxylic acid. is necessary. (Here, a dicarboxylic acid is a "compound having two carboxyl groups in one molecule," and the same interpretation applies to the name diamine.) Such dicarboxylic acids include isophthal Examples include, but are not limited to, acids such as 3,3'-methylenebisbenzoic acid. From the viewpoint of reactivity with the amino group described below, the carboxylic acid as a raw material is preferably derivatized into an acyl halide or the like.

上記ジカルボン酸の芳香族環にアミド結合を介して結合
している感光基R*は、感光性、すなわち、光による架
橋もしくは二量化、あるいは重合などの光反応性を有す
る基であれば、なんら限定されることはない。たとえば
、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、スチリル基
、シンナモイル基やこれらのオレフィン性二重結合を有
する化合物から誘導される基、アジド基、ジアゾ基等の
多窒素系特性基を有する化合物から誘導される基、ベン
ザルアセトフェノン、クマリン、ピロン。
The photosensitive group R* bonded to the aromatic ring of the dicarboxylic acid via an amide bond may be any group that is photosensitive, that is, has photoreactivity such as crosslinking or dimerization with light, or polymerization. It is not limited. For example, from vinyl groups, allyl groups, isopropenyl groups, styryl groups, cinnamoyl groups, groups derived from compounds with these olefinic double bonds, and compounds with multi-nitrogen characteristic groups such as azide groups and diazo groups. derived groups, benzalacetophenone, coumarin, pyrone.

アントラセン、ベンゾフェノン、ベンゾイン、スチルベ
ン、シクロプロペン等の感光性化合物から誘導される基
等が挙げられる。この感光基R*は、各ジカルボン酸1
分子に対して1個または2fIm導入されていることが
必要である。なお、これらの感光基R*が光架橋や光重
合をおこすタイプであれば、それを含むフォトレジスト
としては、露光部が難溶性となるネガ型のものとして使
用されるようになるのである。
Examples include groups derived from photosensitive compounds such as anthracene, benzophenone, benzoin, stilbene, and cyclopropene. This photosensitive group R* represents each dicarboxylic acid 1
It is necessary that one or two fIm be introduced per molecule. If these photosensitive groups R* are of a type that causes photocrosslinking or photopolymerization, photoresists containing them will be used as negative type photoresists that are poorly soluble in exposed areas.

上記のような感光基R*が、前記芳香族系ジカルボン酸
にモノマー段階であらかじめ導入されているようであれ
ば、この感光基R*を有するジカルボン酸あるいはその
誘導体成分と以下に述べるジアミン成分とを重縮合させ
ることにより、前記式(1)のカルボン酸由来成分を含
んだポリアミド系樹脂が確実に得られるようになる。こ
こで、その感光基R*の導入方法としては、たとえば、
R*を有するカルボン酸クロリドと5−アミノイソフタ
ル酸等の芳香環にアミノ基を有するジカルボン酸との縮
合反応により、両者はアミド結合を介して容易に一体化
される。下記にその一例を示す。
If the above-mentioned photosensitive group R* has been introduced into the aromatic dicarboxylic acid in advance at the monomer stage, the dicarboxylic acid having this photosensitive group R* or its derivative component and the diamine component described below are combined. By polycondensing, a polyamide resin containing the carboxylic acid-derived component of the formula (1) can be reliably obtained. Here, as a method for introducing the photosensitive group R*, for example,
Through a condensation reaction between a carboxylic acid chloride having R* and a dicarboxylic acid having an amino group in its aromatic ring, such as 5-aminoisophthalic acid, the two are easily integrated via an amide bond. An example is shown below.

OOH OOH OOH つぎに、ポリアミド系樹脂に含まれる前記式(■)のジ
アミン由来成分は、ベンゾフェノン骨格の両ベンゼン環
に一つずつアミノ基を有するものであり、たとえば、3
.3′−ジアミノベンゾフェノン、4.4’−ジアミノ
ベンゾフェノン等が挙げられるが、この両者のうちでは
、前者の方が酸クロリド等の酸誘導体との反応性が高い
という利点がある。
OOH OOH OOH Next, the diamine-derived component of the formula (■) contained in the polyamide resin has one amino group on each benzene ring of the benzophenone skeleton.
.. Examples include 3'-diaminobenzophenone and 4,4'-diaminobenzophenone, but of the two, the former has the advantage of higher reactivity with acid derivatives such as acid chloride.

この発明におけるポリアミド系樹脂の骨格は、上記のよ
うな前記式(1)の酸および(II)のアミン由来成分
のみで構成されていてもよいが、その他の酸成分および
アミン成分と、共重縮合されていてもよい。その場合は
、前記式(I)および(II)の各成分が、樹脂骨格を
構成する酸およびアミン成分全量に対し、それぞれ、0
.1モル%以上を占めていることが好ましい。
The skeleton of the polyamide resin in this invention may be composed only of the acid of formula (1) and the amine-derived component of formula (II) as described above, but it may be copolymerized with other acid components and amine components. May be condensed. In that case, each component of the formulas (I) and (II) is 0% relative to the total amount of acid and amine components constituting the resin skeleton.
.. It is preferable that it accounts for 1 mol% or more.

その他の酸成分としては、アミンと重縮合しうるちので
あれば特に限定はされないが、耐熱性の面から、イソフ
タル酸、テレフタル酸およびそれらの酸の誘導体(酸塩
化物等)などに例示されるような芳香族系の酸であるこ
とが好ましい。また、カルボン酸に限定されることはな
(、たとえば、スルホン酸を含むものであって、アミン
との間にスルホアミド結合が形成されるようであっても
よい。一方、その他のアミン成分としては、同様の理由
から、たとえば、m +、またはp−フェニレンジアミ
ン、4.4′−ジアミノジフェニルメタン、4.4′−
ジアミノジフェニルエーテル、4.4′−ジアミノジフ
ェニルスルホン等の芳香族系のアミンが適切であるが、
これらに限定されることはない。なお、これらのその他
の酸およびアミン成分は、単独で使用されていてもよい
し、複数種が併用されていてもよい。
Other acid components are not particularly limited as long as they can be polycondensed with amines, but from the standpoint of heat resistance, examples include isophthalic acid, terephthalic acid, and derivatives of these acids (acid chlorides, etc.). Preferably, it is an aromatic acid such as Furthermore, it is not limited to carboxylic acids (for example, it may include sulfonic acids and may form a sulfamide bond with the amine.On the other hand, other amine components include , for the same reason, for example, m + or p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-
Aromatic amines such as diaminodiphenyl ether and 4,4'-diaminodiphenylsulfone are suitable;
It is not limited to these. Incidentally, these other acid and amine components may be used alone or in combination.

以上のような酸成分およびアミン成分とから、この発明
における特徴であるポリアミド系樹脂が合成されるので
あるが、その合成(重縮合)方法としては、たとえば、
通常の低温溶液法が適切である。すなわち、まず、前記
式(■)成分となるジアミンを含むジアミン成分をジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル
−2−ピロリドン(NMP)、  ジメチルアセトアミ
ド等の極性溶媒(以下、「極性溶媒A」と記す)に溶解
する。ここに、−20〜5℃程度の低温状態を保ちつつ
、前記式(1)成分となるジカルボン酸を含む酸成分ま
たはそれらの酸クロリド等の易反応性誘導体成分を加え
て混合し、30分〜数時間攪拌を続けることにより重縮
合反応が進行する。
The polyamide resin, which is a feature of this invention, is synthesized from the acid component and amine component as described above, and the synthesis (polycondensation) method thereof includes, for example,
Conventional cold solution methods are suitable. That is, first, a diamine component containing a diamine serving as the component of the formula (■) is mixed with a polar solvent such as dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), or dimethylacetamide (hereinafter referred to as "polar solvent A"). ). To this, an acid component containing a dicarboxylic acid or an easily reactive derivative component thereof such as an acid chloride, which is a component of formula (1), was added and mixed while maintaining a low temperature state of about -20 to 5°C, and the mixture was mixed for 30 minutes. The polycondensation reaction proceeds by continuing stirring for ~ several hours.

得られたポリアミド系樹脂溶液をアルコール、水等の貧
溶媒(以下、「貧溶媒B」と記す)中に投入して沈澱を
おこさせ、析出した沈澱物を濾過。
The obtained polyamide resin solution is poured into a poor solvent such as alcohol or water (hereinafter referred to as "poor solvent B") to cause precipitation, and the deposited precipitate is filtered.

乾燥することにより、前記式(1)および(If)成分
をその骨格中に有するポリアミド系樹脂が得られるので
ある。なお、酸成分とアミン成分との重縮合方法として
は、これに限定はされず、界面重縮合などにより合成し
てもよいことは言うまでもない。
By drying, a polyamide resin having the components of formulas (1) and (If) in its skeleton can be obtained. Note that the method for polycondensing the acid component and the amine component is not limited to this, and it goes without saying that interfacial polycondensation or the like may be used for synthesis.

このようにして合成されるポリアミド系樹脂の分子量に
ついては、特に限定はされないが、皮膜形成能や強度と
いった観点から、この樹脂の0.5重量%NMP溶液に
おける対数粘度が、30℃において0.1以上であるこ
とが好ましい。
The molecular weight of the polyamide resin synthesized in this way is not particularly limited, but from the viewpoint of film-forming ability and strength, the logarithmic viscosity of this resin in a 0.5% by weight NMP solution at 30°C is 0.5%. It is preferable that it is 1 or more.

なお、これまで、あらかじめ分子構造中に感光基R*を
有するモノマーを重合することにより合成される感光性
ポリアミド系樹脂について例示してきたが、この発明に
おいて、この樹脂が形成されるプロセスについては、こ
れに限定されることはない。すなわち、既存のポリアミ
ド系樹脂に、高分子反応によって感光基R*をペンダン
トさせるようにして形成されるのであってもよい、また
、感光基R*は、高分子反応あるいは重合反応により、
はじめてその構造を出現するようなタイプであってもよ
い。要するに、感光基R*を有する前記式(1)成分お
よび(II)成分をその骨格中に含んだ感光性ポリアミ
ド系樹脂が得られればよいのである。
Up to now, the photosensitive polyamide resin synthesized by polymerizing a monomer having a photosensitive group R* in its molecular structure has been exemplified, but in this invention, the process for forming this resin is as follows. It is not limited to this. That is, the photosensitive group R* may be formed by pendant to the existing polyamide resin by a polymer reaction, and the photosensitive group R* may be formed by a polymer reaction or a polymerization reaction.
It may be of a type in which the structure appears for the first time. In short, it is sufficient to obtain a photosensitive polyamide resin containing in its skeleton the component of formula (1) and the component (II) having the photosensitive group R*.

以上のような感光性ポリアミド系樹脂を含むこの発明に
かかる感光性耐熱樹脂組成物は、この樹脂骨格中に増感
剤として有効なベンゾフェノン骨格が含まれているため
に、特に増感剤が添加されていなくてもそれ自身ですで
に充分な感度を示しうるちのであるが、必要に応じては
、増感剤、光重合開始剤、光重合性上ツマー等のうちの
少なくとも一つが配合されていてもよい。さらに、熱重
合禁止(抑制)剤、各種染料、顔料等の着色剤や可塑剤
、溶剤等が含まれていてもよい。
The photosensitive heat-resistant resin composition according to the present invention containing the photosensitive polyamide resin as described above contains a benzophenone skeleton, which is effective as a sensitizer, in the resin skeleton, so it is particularly difficult to add a sensitizer. However, if necessary, at least one of a sensitizer, a photopolymerization initiator, a photopolymerizable additive, etc. may be added. You can leave it there. Furthermore, thermal polymerization inhibitors, colorants such as various dyes and pigments, plasticizers, solvents, and the like may be included.

使用される増感剤および重合開始剤としては、特に限定
はされず、たとえば、ベンゾインメチルエーテル、ベン
ゾインエチルエーテル、ベンゾインジメチルエーテル、
ベンゾインジエチルエーテル、ベンゾインイソプロピル
エーテル等のベンゾイン類、チオキサントン、クロロチ
オキサントン、アルキルチオキサントン等のチオキサン
トン類、キサントン類、ベンゾフェノン、4.4’−ビ
スジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類
、アセトフェノン類、オキシム類、アントラキノン等の
多核キノン類などの一般的なものが使用できる。
The sensitizer and polymerization initiator used are not particularly limited, and include, for example, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin dimethyl ether,
Benzoins such as benzoin diethyl ether and benzoin isopropyl ether, thioxanthone such as thioxanthone, chlorothioxanthone, and alkylthioxanthone, xanthone, benzophenone, benzophenone such as 4,4'-bisdimethylaminobenzophenone, acetophenone, oxime, anthraquinone Common quinones such as polynuclear quinones can be used.

光重合性上ツマ−としては、メチル(メタ)アクリレー
ト、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒ
ドロキシエチル(メタ)アクリレート 2−ヒドロキシ
プロピル(メタ)アクリレート等のモノ (メタ)アク
リレート類、エチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネ
オペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等のジ(
メタ)アクリレート類、トリメチロールプロパントリ 
(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ 
(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ
(メタ)アクリレート等の3官能以上の多官能性(メタ
)アクリレート類などが例示できるが、これらに限定さ
れることはない。すなわち、光重合性の基としては、上
記の(メタ)アクリロイル基以外の、アクリルアミド基
、アリル基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、グリ
シジル基、アセチレン性不飽和基等であっても差し支え
ない。
Photopolymerizable materials include mono (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, and ethylene glycol. Di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, etc.
meth)acrylates, trimethylolpropane tri
(meth)acrylate, tetramethylolmethanetri
Examples include trifunctional or higher functional (meth)acrylates such as (meth)acrylate and tetramethylolmethanetetra(meth)acrylate, but the present invention is not limited thereto. That is, the photopolymerizable group may be an acrylamide group, an allyl group, a vinyl ether group, a vinylamino group, a glycidyl group, an acetylenically unsaturated group, etc. other than the above-mentioned (meth)acryloyl group.

上記増感剤、光重合開始剤および光重合性上ツマ−は、
単独で使用してもよいし、複数種を併用してもよい。そ
れらのポリアミド系樹脂に対する添加量は、増感剤およ
び光重合開始剤については、0.01〜20重量%であ
ることが好ましく、さらに好ましくは、0.1〜10重
量%に設定される。これらの配合量が20重量%を越え
ると、樹脂硬化物の物性が著しく低下する傾向があり、
0.01重量%未満では、これらを添加することの目的
、すなわち、光反応性の向上が充分に達成されない恐れ
がある。
The above sensitizer, photopolymerization initiator and photopolymerizable polymer are:
They may be used alone or in combination. The amount of the sensitizer and photopolymerization initiator added to the polyamide resin is preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight. If the blending amount exceeds 20% by weight, the physical properties of the cured resin tend to deteriorate significantly.
If the amount is less than 0.01% by weight, the purpose of adding them, that is, improving photoreactivity, may not be fully achieved.

光重合性上ツマ−については、ポリアミド系樹脂に対し
0.01〜200重量%、より好ましくは0.1〜50
重量%の範囲で配合されることが適当である。その配合
量が0.01重量%未満では、やはり添加することの目
的、すなわち、感度の向上が充分に達成されず、200
重量%を越えると、硬化物の耐熱性が著しく低下する恐
れがある。
Regarding the photopolymerizable additive, it is 0.01 to 200% by weight, more preferably 0.1 to 50% by weight based on the polyamide resin.
It is appropriate that the amount is blended within a range of % by weight. If the amount is less than 0.01% by weight, the purpose of adding it, that is, improvement in sensitivity, will not be achieved sufficiently, and 200% by weight.
If it exceeds % by weight, the heat resistance of the cured product may deteriorate significantly.

以上のようなこの発明の感光性耐熱樹脂組成物は、従来
のフォトレジストと同様にして、集積回路のパターン形
成材料等として使用されるが、その際には、前記極性溶
媒Aなどに溶かした状態で用いるとよい。その溶液濃度
は、1〜40重量%であることが好ましいが、これに限
定されることはない。ただし、溶液の濃度が1重量%未
満であると、濃度が低すぎて充分な膜厚、すなわち、充
分な膜機能を有する塗膜が得られない恐れがあり、逆に
40重量%を越えると、溶媒への熔解性が劣る傾向がみ
られる。
The photosensitive heat-resistant resin composition of the present invention as described above is used as a pattern forming material for integrated circuits in the same way as conventional photoresists. It is good to use it in a state. The solution concentration is preferably 1 to 40% by weight, but is not limited thereto. However, if the concentration of the solution is less than 1% by weight, the concentration may be too low and a sufficient film thickness, that is, a coating film with sufficient film function, may not be obtained.On the other hand, if it exceeds 40% by weight, , the solubility in solvents tends to be poor.

パターニング方法としては、まず、上記溶液を、スピン
ナー、ロールコータ−あるいはスプレー等を用いて基板
上に塗布する。このとき、ピンホールやストリエーショ
ン(膜厚のバラツキによる縞模様)等がないよう均一に
塗布し、精度の高い塗膜が形成されるようにすることが
推奨される。
As a patterning method, first, the above solution is applied onto a substrate using a spinner, roll coater, spray, or the like. At this time, it is recommended that the coating be applied uniformly to avoid pinholes, striations (striped patterns due to variations in film thickness), etc., and to form a highly accurate coating film.

ついで、基板を加熱、乾燥して塗布された溶液から溶媒
を除去したのち、その上に所定のパターンが描かれたフ
ォトマスクを密着させて紫外線等の電磁波を照射、露光
する。そして、通常の方法により溶媒等で現像を行って
未露光部分を熔解除去することにより、レリーフパター
ンが得られるのである。なお、このときの溶媒除去のた
めの加熱温度が100℃を越えると、ポリアミド系樹脂
がゲル化する恐れがあるために、加熱はそれ以下の温度
で行うことが好ましい。また、現像に際し、現像液とし
て、前記極性溶媒Aと貧溶媒Bとの混合溶液を使用する
と、良好な結果が得られる。
Next, the substrate is heated and dried to remove the solvent from the applied solution, and then a photomask with a predetermined pattern drawn thereon is closely attached and exposed to electromagnetic waves such as ultraviolet rays. A relief pattern can then be obtained by performing development with a solvent or the like using a conventional method and dissolving and removing the unexposed portions. Note that if the heating temperature for removing the solvent at this time exceeds 100° C., there is a risk that the polyamide resin will gel, so it is preferable to perform the heating at a temperature lower than that. In addition, good results can be obtained when a mixed solution of the polar solvent A and poor solvent B is used as the developer during development.

得られたレリーフパターンは、そのままでもすでに充分
な耐熱性を有しているが、それをさらに向上させるため
、現像後、100〜300℃程度の熱処理を施すことも
できる。ここで、この程度の温度では、膜減り等が問題
にならないことは言うまでもない。
The obtained relief pattern already has sufficient heat resistance as it is, but in order to further improve it, it can be heat-treated at about 100 to 300° C. after development. Here, it goes without saying that film thinning and the like do not become a problem at this temperature.

以上に説明してきた、この発明にかかる感光性耐熱樹脂
組成物においては、以下の3点をその特性として列記す
ることができる。すなわち;第一に、主鎖に芳香族環を
含んだポリアミド(アラミド)を構成成分として含んで
いるため、耐熱性に優れている。このアラミドにおいて
は、主鎖に平板で対照性の高い芳香族環が入っているた
め、高分子鎖の自由度が低下して剛直な分子となり、耐
熱性が向上するのであるが、アミド結合に由来する水素
結合が働くために、それはより強化されたものとなるの
である。
In the photosensitive heat-resistant resin composition according to the present invention, which has been explained above, the following three points can be listed as its characteristics. Namely; First, since it contains polyamide (aramid) containing an aromatic ring in the main chain as a constituent component, it has excellent heat resistance. This aramid has a flat, highly symmetrical aromatic ring in its main chain, which reduces the degree of freedom of the polymer chain and makes it a rigid molecule, improving heat resistance. Because of the hydrogen bonds that originate from it, it becomes stronger.

第二に、感光基R*が、アミド結合を介してこの耐熱性
のポリアミド系樹脂骨格に直接結合しているため、従来
の感光基に比べて熱的に安定である。したがって、現像
後ベークしてこれを除去する必要がないにもかかわらず
、耐熱性に冨んだレリーフパターンを形成することがで
きる。すなわち、従来の課題となっていた解像度と耐熱
性の両者を満足させるパターンが得られるのである。ち
なみに、従来の感光基は、主として熱に不安定なエステ
ル結合を介して樹脂骨格に結合していたため、加熱によ
りこのエステル部分を分解しておく必要があったのであ
る。
Second, since the photosensitive group R* is directly bonded to the heat-resistant polyamide resin skeleton via an amide bond, it is more thermally stable than conventional photosensitive groups. Therefore, a relief pattern with high heat resistance can be formed even though it is not necessary to remove it by baking after development. In other words, a pattern can be obtained that satisfies both resolution and heat resistance, which have been problems in the past. Incidentally, since the conventional photosensitive group was bonded to the resin skeleton mainly through a thermally unstable ester bond, it was necessary to decompose this ester moiety by heating.

第三に、成分中に増感作用のある組成、すなわち、ベン
ゾフェノン骨格を含んでいるため、高感度という利点も
併せ持っている。
Thirdly, since it contains a composition with a sensitizing effect, that is, a benzophenone skeleton, it also has the advantage of high sensitivity.

なお、この発明にかかる感光性耐熱樹脂組成物の応用面
は、これまで−例として述べてきたようなバターニング
のためのフォトレジストに限定されるものではなく、電
子工業においてもその他の、たとえばプリント配線板等
の精密部品加工のためのフォトレジストやドライフィル
ムとして、印刷工業における各種製版材料として、さら
にその他の各工業分野における感光材料あるいは複写材
料等として、幅広く利用されうるちのである。
Note that the application of the photosensitive heat-resistant resin composition according to the present invention is not limited to the photoresist for buttering as described above, but also for other applications in the electronics industry, such as It can be widely used as photoresists and dry films for processing precision parts such as printed wiring boards, as various plate-making materials in the printing industry, and as photosensitive materials or copying materials in other industrial fields.

つぎに、この発明の実施例および比較例について説明す
る。
Next, examples and comparative examples of the present invention will be described.

(実施例1) ■ ボッアミド X のへ 5−アミノイソフタル酸10gを乾燥(脱水)ジメチル
アセトアミド65d中に溶解し、この溶液を冷却して5
℃に保ちつつ、攪拌下、メタクリルクロリド11.5g
を20分間かけて滴下した。
(Example 1) ■ 10 g of 5-aminoisophthalic acid for boamide
11.5 g of methacrylic chloride while stirring while keeping the temperature at °C.
was added dropwise over 20 minutes.

その後、5〜10℃下で2時間攪拌し、得られた反応液
を5%塩酸水溶液中に投入して沈澱物を得た。
Thereafter, the mixture was stirred at 5 to 10° C. for 2 hours, and the resulting reaction solution was poured into a 5% aqueous hydrochloric acid solution to obtain a precipitate.

これを濾過により回収し、水/エタノール混合溶液によ
り再結晶を行って、5−メタクリルアミドイソフタル酸
7.5gを得た。
This was collected by filtration and recrystallized from a water/ethanol mixed solution to obtain 7.5 g of 5-methacrylamidoisophthalic acid.

得られた生成物7.0gに塩化チオニル30dを加え、
約1時間還流して上記生成物のジカルボン酸部分の塩素
化反応を行った。反応終了後、未反応の塩化チオニルを
エバポレーターにより除去し、残った固体をn−へブタ
ンで再結晶させ、5−メタクリルアミドイソフタル酸ク
ロリド7.0gを得た。
Add 30 d of thionyl chloride to 7.0 g of the obtained product,
The mixture was refluxed for about 1 hour to carry out a chlorination reaction of the dicarboxylic acid portion of the product. After the reaction was completed, unreacted thionyl chloride was removed using an evaporator, and the remaining solid was recrystallized from n-hebutane to obtain 7.0 g of 5-methacrylamidoisophthalic acid chloride.

ついで、3.3′−ジアミノベンゾフェノン2゜12g
をNMP14.6gに溶解し、−5℃に冷却した。その
温度を保ちつつ、攪拌下、上記5−メタクリルアミドイ
ソフタル酸クロリド2.86 gを加え、15分間攪拌
を続けた。さらに、室温で3時間攪拌して反応を完了さ
せ、ここにNMP30gを添加し、反応液を得た。
Next, 2.12 g of 3.3'-diaminobenzophenone
was dissolved in 14.6 g of NMP and cooled to -5°C. While maintaining the temperature, 2.86 g of the above 5-methacrylamidoisophthalic acid chloride was added while stirring, and stirring was continued for 15 minutes. Furthermore, the reaction was completed by stirring at room temperature for 3 hours, and 30 g of NMP was added thereto to obtain a reaction solution.

この反応液を水/メタノール(1/1)混合溶液11中
に激しく攪拌しながら滴下し、合成されたポリアミドを
沈澱させた。沈澱物を濾過回収して水により数回洗浄し
た後、50℃で真空乾燥を行い、前記ポリアミド(X)
を得た(収量4.0g)。
This reaction solution was dropped into a water/methanol (1/1) mixed solution 11 with vigorous stirring to precipitate the synthesized polyamide. The precipitate was collected by filtration, washed several times with water, and then vacuum dried at 50°C.
was obtained (yield: 4.0 g).

■ ポ1アミ ′(X 1    のU得られたポリア
ミド(X)1.0gをNMP2.3gに溶解し、光重合
性モノマーとしてテトラメチロールメタントリアクリレ
ート0.1gを添加してポリアミド(X)樹脂組成物を
調製した。
■ Polyamide (X) (U of A composition was prepared.

(実施例2〜7) 実施例1と同様にして、第1表に示したジカルボン酸成
分とジアミン成分とを反応させてポリアミドを合成し、
以下同様にしてポリアミド樹脂組成物を調製した。なお
、実施例2.5および7では、増感剤として、4.4′
−ジエチルアミノベンゾフェノン0.04 gも使用し
た。
(Examples 2 to 7) In the same manner as in Example 1, a polyamide was synthesized by reacting the dicarboxylic acid component and the diamine component shown in Table 1,
Polyamide resin compositions were prepared in the same manner. In Examples 2.5 and 7, 4.4' was used as the sensitizer.
-0.04 g of diethylaminobenzophenone was also used.

(比較例1.2) ジアミン成分として、p−メチレンジアニリンのみを使
用し、以下は上記実施例1と同様にしてポリアミドを合
成し、第1表に示した各成分を配合して樹脂組成物を調
製した。
(Comparative Example 1.2) Using only p-methylene dianiline as the diamine component, polyamide was synthesized in the same manner as in Example 1 above, and each component shown in Table 1 was blended to form a resin composition. I prepared something.

■ N熱ユ藍放 上記実施例および比較例で得られた樹脂組成物の溶液を
、スピンナーを使用してシリコンウェハ上に塗布し、6
0℃/3時間の乾燥を行って、厚さ約20p重の塗膜を
得た。
■ N-heat dyeing The solutions of the resin compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples were applied onto a silicon wafer using a spinner.
Drying was carried out at 0°C for 3 hours to obtain a coating film with a thickness of about 20p.

この塗膜が形成された基板上に、10cTnの距離から
500W超高圧水銀灯(照射部での光強度5m W /
 cJ )により紫外線を6分間照射した。
A 500 W ultra-high pressure mercury lamp (light intensity at the irradiation part: 5 m W /
cJ) was irradiated with ultraviolet light for 6 minutes.

この光照射後の樹脂フィルムについて、熱重量分析およ
び粘弾性法によるガラス転移点(Tg)測定を行い、耐
熱性を調べた。
The resin film after irradiation with light was subjected to thermogravimetric analysis and glass transition point (Tg) measurement using a viscoelastic method to examine heat resistance.

結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.

■ 里度跋駿 上記と同様にして塗膜が形成されたシリコンウェハ基板
上に、°フォトマスクとして、段階的に透過光量に差が
設けられているグレースケール(コダックフォトグラフ
ィックステップタブレット階2)を密着させ、以下同様
にして紫外線を照射した。その後、この基板をNMP/
イソプロピルアルコール(5/2重量部比)混合液を用
いて2分間現像し、残膜が得られる最大のグレースケー
ルステップ数(段数)を求めた。すなわち、露光により
膜が基板上に残る最小光量が決定されることになり、こ
こで、段数が多くなるほど、グレースケールにおける透
過光量は少なくなるため、高感度と評価されるのである
■ A gray scale with stepwise differences in the amount of transmitted light as a photomask on a silicon wafer substrate on which a coating film was formed in the same manner as above (Kodak Photographic Step Tablet Floor 2) were placed in close contact with each other, and UV rays were irradiated in the same manner. After that, this substrate was subjected to NMP/
Developing was performed for 2 minutes using an isopropyl alcohol (5/2 parts by weight) mixed solution, and the maximum number of gray scale steps (plate number) at which a residual film was obtained was determined. In other words, the minimum amount of light that leaves the film on the substrate due to exposure is determined, and as the number of stages increases, the amount of transmitted light in the gray scale decreases, and therefore, the sensitivity is evaluated as high.

結果を同じく第1表に示す。The results are also shown in Table 1.

第1表にみるように、この発明の感光性耐熱樹脂組成物
を使用した実施例では、高温によるベータを行っていな
いにもかかわらず、耐熱性に優れ、かつ、感度も良好で
あることが判明した。
As shown in Table 1, the examples using the photosensitive heat-resistant resin composition of the present invention have excellent heat resistance and good sensitivity despite not undergoing beta testing at high temperatures. found.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明にかかる感光性耐熱樹脂組成物は、以上のよう
であり、前記式(I)および(II)であらわされた骨
格構成成分にみるように、側鎖に感光基を有し、かつ、
自ら増感作用を持つ新規な芳香族ポリアミド系樹脂を含
んでいることを特徴としている。そのため、たとえば、
この組成物をフォトレジストとしてパターン形成に応用
することにより、パターン形成後の高温ベータを必要と
せずに優れた耐熱性を有し、かつ、感度等も良好なパタ
ーンを得ることを可能とさせる。
The photosensitive heat-resistant resin composition according to the present invention is as described above, and has a photosensitive group in the side chain as seen in the skeleton components represented by formulas (I) and (II), and
It is characterized by containing a novel aromatic polyamide resin that itself has a sensitizing effect. So, for example,
By applying this composition to pattern formation as a photoresist, it is possible to obtain a pattern that has excellent heat resistance and good sensitivity without requiring high-temperature beta after pattern formation.

代理人 弁理士  松 本 武 彦Agent: Patent Attorney Takehiko Matsumoto

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)感光性ポリアミド系樹脂成分を含む感光性耐熱樹
脂組成物において、前記感光性ポリアミド系樹脂骨格に
下記の一般式( I )であらわされたカルボン酸由来成
分および一般式(II)であらわされたアミン由来成分が
含まれていることを特徴とする感光性耐熱樹脂組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼…( I ) ただし、式中Arは芳香族系環状基、R*は感光性を有
する基をそれぞれあらわし、nは1または2の整数をあ
らわしている。
(1) In a photosensitive heat-resistant resin composition containing a photosensitive polyamide resin component, the photosensitive polyamide resin skeleton has a carboxylic acid-derived component represented by the following general formula (I) and a component represented by the general formula (II). A photosensitive heat-resistant resin composition characterized by containing an amine-derived component. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(I) However, in the formula, Ar represents an aromatic cyclic group, R* represents a photosensitive group, and n represents an integer of 1 or 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009151012A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-17 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Polyamide resin, photosensitive resin composition, method for forming cured relief pattern, and semiconductor device
JP2011123219A (en) * 2009-12-09 2011-06-23 Asahi Kasei E-Materials Corp Photosensitive polyamide resin composition, method for forming cured relief pattern and semiconductor device

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