JPH0149929B2 - - Google Patents

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JPH0149929B2
JPH0149929B2 JP9649381A JP9649381A JPH0149929B2 JP H0149929 B2 JPH0149929 B2 JP H0149929B2 JP 9649381 A JP9649381 A JP 9649381A JP 9649381 A JP9649381 A JP 9649381A JP H0149929 B2 JPH0149929 B2 JP H0149929B2
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JP
Japan
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group
formula
solution
ethanol
hydrogen
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JP9649381A
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Japanese (ja)
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JPS57212432A (en
Inventor
Fumio Kataoka
Fusaji Shoji
Isao Obara
Ataru Yokono
Tokio Isogai
Mitsumasa Kojima
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Hitachi Ltd
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to GB8137851A priority patent/GB2092164B/en
Priority to FR8123637A priority patent/FR2496111B1/en
Priority to US06/331,875 priority patent/US4451551A/en
Priority to DE3150054A priority patent/DE3150054C2/en
Publication of JPS57212432A publication Critical patent/JPS57212432A/en
Publication of JPH0149929B2 publication Critical patent/JPH0149929B2/ja
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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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0041Optical brightening agents, organic pigments

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、耐熱性高分子材料を与える新規な光
感応重合体組成物に関するものである。 従来、耐熱性感光材料としてポリイミドの前駆
体たるポリアミド酸を主成分とするポリマと化学
線により2量化又は重合可能な炭素―炭素二重結
合およびアミノ基又はその四級化塩を含む化合物
とを混合した感光材料が知られている(特開昭54
−145794)。しかしながら、この材料は感度が数
千mJ/cm2と低く、実用に供するには不十分であ
つた。 本発明の目的は前記した従来技術の欠点をなく
した、感度の高い光感応性重合体組成物を提供す
るにある。 上記目的を達成するため鋭意検討した結果、 (a) 一般式、 (但し、式中R1は3価または4価の有機基
R2は2価の有機基、Mは水素、アルカリ金属
イオン又はアンモニウムイオンを表わす。nは
1又は2である。)で表わされる繰り返し単位
を主成分とするポリマと、 (b) 一般式、
The present invention relates to a novel photosensitive polymer composition that provides a heat-resistant polymeric material. Conventionally, as a heat-resistant photosensitive material, a polymer mainly composed of polyamic acid, which is a precursor of polyimide, and a compound containing a carbon-carbon double bond and an amino group or a quaternized salt thereof, which can be dimerized or polymerized by actinic radiation, have been used. Mixed photosensitive materials are known (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1983
−145794). However, this material had a low sensitivity of several thousand mJ/cm 2 and was insufficient for practical use. An object of the present invention is to provide a highly sensitive photosensitive polymer composition that eliminates the drawbacks of the prior art described above. As a result of intensive study to achieve the above purpose, (a) general formula; (However, in the formula, R 1 is a trivalent or tetravalent organic group
R 2 represents a divalent organic group, and M represents hydrogen, an alkali metal ion or an ammonium ion. n is 1 or 2. ) A polymer whose main component is a repeating unit represented by (b) general formula,

【式】 (但し、式中Arは2個以上のベンゼン環ま
たは複素環から成る芳香族環状基、XはN3
又はN3SO2―、Yは水素、アルキル基、アル
コキシ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ
ン酸基およびハロゲンから選ばれる1価の基、
R3はArとNをつなぐ2価の有機基、R4,R5
水素又は低級アルキル基を表わす。)で表わさ
れるアミン化合物と、 (c) 必要に応じて加える増感剤とから成る光感応
性重合体組成物を用いた系が前記した従来法に
比べ、非常に高感度であることを見い出した。
本発明は光感応性の高いアジド感光基を有する
アミン化合物をポリアミド酸側鎖のカルボキシ
ル基とイオン結合させることによつてポリアミ
ド酸に導入し、高感度な感光材料としている。
特に、芳香族アジド感光基の芳香環が多環とな
つているので、紫外線吸収域が広い波長域にひ
ろがつており、感光基の受ける光量が多くなつ
て高感度化される点に特徴を有する。本発明に
より、短時間の露光で陽画を形成することが可
能となつた。 以下、本発明について詳細に説明する。上記ポ
リアミド酸〔〕は加熱処理によつてポリイミド
と成り得るものであり、これらポリイミドは耐熱
性を有する。繰り返し単位〔〕で表わされるポ
リマは〔〕のみから成るものであつても良い
し、他の繰り返し単位との共重合体であつても良
い。 これらの例としては、ポリエステルアミド酸ポ
リヒドラジドアミド酸などが挙げられる。共重合
に用いられる繰り返し単位の種類、量は最終加熱
処理によつて得られるポリイミドの耐熱性を著し
く損なわない範囲で選択するのが望しい。ポリイ
ミドの耐熱性としては窒素雰囲気中300〜400℃に
1時間加熱しても形成したレリープ・パターンが
保持されるものが望ましい。 〔〕式中R1,R2はポリイミドとした時の耐
熱性の面から含芳香族環有機基、含複素環有機基
が望しい。ただし、ポリイミドに耐熱性を与える
ものであれば、これらに限定されない。 R1の例としては
[Formula] (However, in the formula, Ar is an aromatic cyclic group consisting of two or more benzene rings or heterocycles, and X is N 3 -
or N 3 SO 2 --, Y is a monovalent group selected from hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a halogen;
R 3 represents a divalent organic group connecting Ar and N, and R 4 and R 5 represent hydrogen or a lower alkyl group. It was discovered that a system using a photosensitive polymer composition consisting of an amine compound represented by Ta.
In the present invention, an amine compound having an azide photosensitive group with high photosensitivity is introduced into a polyamic acid by ionic bonding with a carboxyl group of a side chain of the polyamic acid, thereby producing a highly sensitive photosensitive material.
In particular, since the aromatic ring of the aromatic azide photosensitive group is polycyclic, the ultraviolet absorption range is spread over a wide wavelength range, and the photosensitive group receives a large amount of light, resulting in high sensitivity. have According to the present invention, it has become possible to form a positive image with a short exposure time. The present invention will be explained in detail below. The above polyamic acid [ ] can be converted into polyimide by heat treatment, and these polyimides have heat resistance. The polymer represented by the repeating unit [ ] may consist only of [ ] or may be a copolymer with other repeating units. Examples of these include polyesteramide acid, polyhydrazideamide acid, and the like. The type and amount of repeating units used in the copolymerization are desirably selected within a range that does not significantly impair the heat resistance of the polyimide obtained by the final heat treatment. As for the heat resistance of the polyimide, it is desirable that the formed relief pattern is maintained even when heated at 300 to 400 DEG C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. [] In the formula, R 1 and R 2 are preferably an aromatic ring-containing organic group or a heterocyclic ring-containing organic group from the viewpoint of heat resistance when used as a polyimide. However, it is not limited to these as long as it imparts heat resistance to polyimide. As an example of R 1 :

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】(式中、結合手は ポリマ主鎖のカルボニル基との結合を表わし、カ
ルボキシル基は結合手に対してオルト位に位置す
る。)などが挙げられるが、これらに限定されな
い。 R2の例としては
[Formula] (In the formula, the bond represents a bond with a carbonyl group of the polymer main chain, and the carboxyl group is located at the ortho position to the bond.) Examples include, but are not limited to, the following. As an example of R 2

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

などが典型的な例として挙げられるがこれらには
限定されない。また、これらがポリイミドの耐熱
性に悪影響を与えない範囲でアミノ基、アミド
基、カルボキシル基、スルホン酸基などの置換基
を有していてもさしつかえない。好ましくは、 などが挙げられる。 繰り返し単位〔〕で表わされるポリアミド酸
は上記のように、通常ジアミン化合物に酸二無水
物をほぼ当モル量反応させることによつて得られ
るが、この場合に用いる反応溶媒としては反応基
質および生成するポリアミド酸の溶解性等の点か
ら非プロトン性極性溶媒が好ましく用いられる。
N―メチル―2―プロリドン、N,N―ジメチル
ホルムアミド、N,Z―ジメチルアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、N―アセチル―ε―カプ
ロラクタムおよび1,3―ジメチル―2―イミダ
ゾリジノンなどが典型的な例として挙げられる。 一般式、
Typical examples include, but are not limited to. Further, these may have substituents such as amino groups, amide groups, carboxyl groups, sulfonic acid groups, etc., as long as they do not adversely affect the heat resistance of the polyimide. Preferably, Examples include. As mentioned above, the polyamic acid represented by the repeating unit [ ] is usually obtained by reacting a diamine compound with an acid dianhydride in an approximately equimolar amount. An aprotic polar solvent is preferably used from the viewpoint of solubility of the polyamic acid.
N-methyl-2-prolidone, N,N-dimethylformamide, N,Z-dimethylacetamide,
Typical examples include dimethyl sulfoxide, N-acetyl-ε-caprolactam and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone. general formula,

【式】 (但し、式中Arは2個以上のベンゼン環また
は複素環から成る芳香族環状基、XはN3―又は
N3SO2―、Yは水素、アルキル基、アルコキシ
ル基、ニトロ基、カルボキシ基、スルホン酸基お
よびハロゲンから選ばれる1価の基、R3はArと
Nを結ぐ2価の有機基、R4,R5は水素又は低級
アルキル基を表わす。)で表わされるアミン化合
物のArの例としては、
[Formula] (However, in the formula, Ar is an aromatic cyclic group consisting of two or more benzene rings or heterocycles, and X is N 3 - or
N 3 SO 2 --, Y is a monovalent group selected from hydrogen, an alkyl group, an alkoxyl group, a nitro group, a carboxy group, a sulfonic acid group, and a halogen; R 3 is a divalent organic group connecting Ar and N; R 4 and R 5 represent hydrogen or a lower alkyl group. ) as an example of Ar in the amine compound represented by

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】などが挙げられる。 R3の例としては、アルキレン、
Examples include [Formula]. Examples of R3 include alkylene,

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】―O―R6[Formula]-O-R 6 ,

【式】― SO2―R6―、―S―R6―、―SO3―R6―(R6
アルキレン又は炭素炭素不飽和結合を有する2価
の炭化水素基を表わす。)などが挙げられる。
R4R5は水素又は低級アルキル基である。化合物
〔〕は分子内にアミノ基と芳香族アジド基を持
つものであれば良く、上記の例に限定されない。 好しくは、
[Formula] - SO 2 -R 6 -, -S-R 6 -, -SO 3 -R 6 - (R 6 represents alkylene or a divalent hydrocarbon group having a carbon-carbon unsaturated bond), etc. Can be mentioned.
R 4 R 5 is hydrogen or a lower alkyl group. The compound [] may have an amino group and an aromatic azide group in the molecule, and is not limited to the above examples. Preferably,

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】 などが挙げられる。 化合物〔〕の配合割合は、ポリマ〔〕の側
鎖のカルボキシル基またはその陰イオンで表わさ
れる基に対して0.01当量以上5当量以下の割合で
配合されることが望しいが、さらに好しくは0.1
当量以上2当量以下の割合で配合されるのが望し
い。この範囲を逸脱すると現像性、ワニスの保存
安定性等に悪影響を及ぼす。 上記組成物には感度向上の目的で適宜増感剤を
添加してもさしつかえないが、添加量は〔〕,
〔〕で表わされる化合物の総和を100重量部とし
た時、0.1重量部以上10重量部以下で用いるのが
望しく、この範囲を逸脱すると現像性、最終生成
物のポリイミドの耐熱性に悪影響をもたらす。 芳香族アジド化合物の増感に有効な化合物は角
田、山岡(Phot.Sci.Eng,17〜,390(1973))ら
によつて詳しく報告されている。好しく用いられ
る増感剤の例としては、アントロン、1,9―ベ
ンゾアントロン、アクリジン、シアノアクリジ
ン、ニトロピレン、1,8―ジニトロピレン、ミ
ヒラケトン、5―ニトロアセナフテン、2―ニト
ロフルオレン、ピレン―1,6―キノン、9―フ
ルオレノン、1,2―ベンゾアントラキノン、ア
ントアントロン、2―クロロ―1,2―ベンズア
ントラキノン、2―ブロモベンズアントラキノ
ン、2―クロロ―1,8―フタロイルナフタレン
などが挙げられる。 本発明による光及び放射線感応性重合体組成物
の塗膜または加熱硬化後のポリイミド被膜と支持
基板の接着性を向上させるために適宜支持基板を
接着助剤で処理してもさしつかえない。 本発明による光感応性重合体組成物は上記構成
分を適当な有機溶剤に溶解した溶液状態で用いる
が、この場合用いる溶剤としては溶解性の観点か
ら非プロトン性極性溶媒が望しく、N―メチル―
2―ピロリドン、N―アセチル―2―ピロリド
ン、N―ベンジル―2―ピロリドン、N,N―ジ
メチルホルムアミド、N,N―ジメチルアセトア
ミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホス
ホルトリアミド、N―アセチル―ε―カプロラク
タム、ジメチルイミダゾリジノンなどが例として
挙げられる。これらは単独で用いても良いし、混
合して用いることも可能である。溶剤の量は
〔〕,〔〕、必要に応じて加える増感剤の総和を
100重量部とした時、これに対して100重量部以上
10000重量部以下で用いるのが望しく、さらに好
しくは200重量部以上5000重量部以上で用いるの
が望しく、この範囲を逸脱すると成膜性に悪影響
を及ぼす。 支持基板としては、金属、ガラス、半導体、金
属酸化物絶縁体(例えばTiO2,Ta2Os,SiO2
ど)、窒化ケイ素などが例として挙げられる。 本発明による光感応性重合体組成物は通常の微
細加工技術でパターン加工が可能である。上記支
持体への本重合体組成物の塗布にはスピンナを用
いた回転塗布、浸漬、噴霧、印刷などの手段が可
能であり、適宜選択することができる。塗布膜厚
は塗布手段、本重合体組成物のワニスの固形分濃
度、粘度等によつて調節可能である。 示持基板上で塗膜となつた本発明による感光性
重合体組成物に紫外線を照射し、次に未露光部を
現像液で溶解除去することによりレリーフパター
ンを得る。光源は紫外線に限らず可視光線、放射
線であつてもさしつかえない。 現像液としてはN―メチル―2―ピロリドン、
N―アセチル―2―ピロリドン、N,N―ジメチ
ルホルムアミド、N,N―ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホ
ルトリアミド、ジメチルイミダゾリジノン、N―
ベンジル―2―ピロリドン、N―アセチル―ε―
カプロラクタムなどの非プロトン性極性溶媒を単
独あるいはメタノール、エタノール、イソプロピ
ルアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレン、
メチルセロソルブなどのポリアミド酸の非溶媒と
の混合液として用いることができる。 現像によつて形成したレリーフ・パターンは次
いでリンス液によつて洗浄し、現像溶媒を除去す
る。リンス液には現像液との混和性の良いポリア
ミド酸の非溶媒を用いるが、メタノール、エタノ
ール、イソプロピルアルコール、ベンゼン、トル
エン、キシレン、メチルセロソルブなどが好適な
例として挙げられる。 上記の処理によつて得られたレリーフ・パター
ンのポリマはポリイミド前駆体であり、150℃か
ら450℃までの範囲から選ばれた加熱温度で処理
することによりイミド環や他の環状基を持つ耐熱
性ポリマのレリーフ・パターンとなる。 以下、本発明を実施例によつて説明する。 実施例 1 窒素気流下に4,4′―ジアミノジフエニルエー
テル100g(0.5モル)をN―メチル―2―ピロリ
ドンに溶解し、アミン溶液を調合した。次にこの
溶液を氷浴によつて約15℃の温度に保ちながら、
撹拌下にピロメリツト酸二無水物109g(0.5モ
ル)を加えた。加え終えてからさらに約15℃で3
時間反応させて粘度60ポアズ(30℃)のポリアミ
ド酸 の溶液(A)を得た。 溶液(A)20gに2―(N,N―ジメチルアミノ)
エチル4′―アジドナフチルケトン2.68g(0.01モ
ル)を溶解し、次いで5μm孔のフイルタを用いて
加圧過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウエハ上に
回転塗布し、次いで70℃、30分乾燥して0.8μm厚
の塗膜を得た。この塗膜を縞模様のフオトマスク
で密着被覆し、500WのXe―Hg灯で紫外線照射
した。露光面での紫外線強度な365nmの波長で
10mW/cm2であつた。露光後、N―メチル―2―
ピロリドン5容、エタノール1容から成る混液で
現像し、次いでリンス液(エタノール)で洗浄し
てレリーフ・パターンを得た。残存膜厚の経時変
化を測定し、塗布膜厚を残存膜厚で規格化した値
で0.5を与える露光量を感度とした時、感度は
20mJ/cm2であつた。感度の3倍の露光量でシヤ
ープな端面を持つレリーフ・パターンを得た。こ
のパターンを400℃60分加熱してもパターンのぼ
やけは認められなかつた。 実施例 2 実施例1で得られた溶液(A)20gに2―(N,N
―ジメチルアミノ)エチル、4′―アジドナフトル
ケトン0.27g(0.001モル)を溶解し、次いで5μm
孔のフイルタを用いて加圧過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウエハ上に
回転塗布し、次いで70℃、30分乾燥して1.0μmの
塗膜を得た。この塗膜を縞模様のフオトマスクで
密着被覆し500Wの高圧水銀灯で紫外線照射した。
露光面での強度は8mW/cm2(365nm)であつた。
露光後、N,N―ジメチルアセトアミド4容、エ
タノール1容から成る混液で現像し、次いでリン
ス液(エタノール)で洗浄して、レリーフ・パタ
ーンを得た。感度は140mJ/cm2であり、得られた
パターンを400℃、60分加熱してもパターンのぼ
やけは認められなかつた。 実施例 3 実施例1で得られた溶液(A)20gに2―(N,N
―ジメチルアミノ)エチル、4′―アジトナフチル
ケトン5.36g(0.02モル)を溶解し、次いで5μm
孔のフイルタを用いて加圧過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウエハ上に
回転塗布し、次いで70℃、30分乾燥して、3.2μm
厚の塗膜を得た。この塗膜を縞模様のフオトマス
クで密着被覆し500W高圧水銀灯で紫外線照射し
た。露光面での強度は8mW/cm2(365nm)であ
つた。露光後、ジメチルホルムアミド3容、エタ
ノール2容から成る混液で現像し、次いでリンス
液で洗浄してレリーフ・パターンを得た。感度は
21mJ/cm2であり、パターンを400℃60分加熱して
もぼやけは認められなかつた。 実施例 4 窒素気流下にジアミノジフエニルエーテル90g
(0.45モル)、4,4′―ジアミノジフエニルエーテ
ル―3―カルボンアミド11.4g(0.05モル)をN
―メチル―2―ピロリドン1764gに溶解しアミン
溶液を調合した。次に、この溶液を氷浴によつて
約15℃の温度に保ちながら、撹拌下にピロメリツ
ト酸二無水物54.5g(0.25モル)、3,3′,4,
4′―ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物
80.5g(0.25モル)を加えた。加え終えてから、
さらに約15℃で3時間反応させて粘度55ポアズ
(30℃)のポリアミド酸
【formula】 Examples include. The compound [] is preferably blended in a proportion of 0.01 equivalent or more and 5 equivalents or less with respect to the carboxyl group of the side chain of the polymer [] or its anion, but more preferably 0.1
It is desirable that the amount is blended in a proportion of at least one equivalent and no more than 2 equivalents. Deviation from this range will adversely affect developability, storage stability of the varnish, etc. A sensitizer may be appropriately added to the above composition for the purpose of improving sensitivity, but the amount of addition is [],
When the total of the compounds represented by [] is 100 parts by weight, it is preferable to use 0.1 parts by weight or more and 10 parts by weight or less. Deviation from this range may adversely affect the developability and the heat resistance of the final polyimide product. bring. Compounds effective for sensitizing aromatic azide compounds have been reported in detail by Tsunoda and Yamaoka (Phot. Sci. Eng, 17-, 390 (1973)). Examples of preferably used sensitizers include anthrone, 1,9-benzaanthrone, acridine, cyanoacridine, nitropyrene, 1,8-dinitropyrene, mihiraketone, 5-nitroacenaphthene, 2-nitrofluorene, and pyrene. 1,6-quinone, 9-fluorenone, 1,2-benzanthraquinone, anthantrone, 2-chloro-1,2-benzanthraquinone, 2-bromobenzanthraquinone, 2-chloro-1,8-phthaloylnaphthalene, etc. Can be mentioned. In order to improve the adhesion between the coating film of the light- and radiation-sensitive polymer composition according to the present invention or the polyimide film after heat curing and the supporting substrate, the supporting substrate may be appropriately treated with an adhesion promoter. The photosensitive polymer composition according to the present invention is used in the form of a solution in which the above components are dissolved in a suitable organic solvent. In this case, the solvent used is preferably an aprotic polar solvent from the viewpoint of solubility; Methyl
2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N-benzyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphorotriamide, N-acetyl-ε-caprolactam , dimethylimidazolidinone and the like. These may be used alone or in combination. The amount of solvent is [], [], the total amount of sensitizer added as necessary.
When expressed as 100 parts by weight, 100 parts by weight or more
It is desirable to use it in an amount of 10,000 parts by weight or less, more preferably 200 parts by weight or more and 5,000 parts by weight or more, and if it deviates from this range, it will adversely affect film forming properties. Examples of the supporting substrate include metals, glass, semiconductors, metal oxide insulators (eg, TiO2 , Ta2Os , SiO2 , etc.), silicon nitride, and the like. The photosensitive polymer composition according to the present invention can be patterned using conventional microfabrication techniques. The present polymer composition can be applied to the support by means such as spin coating using a spinner, dipping, spraying, and printing, which can be selected as appropriate. The thickness of the coating film can be adjusted by adjusting the coating means, the solid content concentration of the varnish of the present polymer composition, the viscosity, etc. A relief pattern is obtained by irradiating the photosensitive polymer composition according to the present invention, which has become a coating film on a display substrate, with ultraviolet rays, and then dissolving and removing the unexposed areas with a developer. The light source is not limited to ultraviolet light, but may also be visible light or radiation. As a developer, N-methyl-2-pyrrolidone,
N-acetyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphortriamide, dimethylimidazolidinone, N-
Benzyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-ε-
Aprotic polar solvents such as caprolactam alone or methanol, ethanol, isopropyl alcohol, benzene, toluene, xylene,
It can be used as a mixture with a polyamic acid non-solvent such as methyl cellosolve. The relief pattern formed by development is then washed with a rinse solution to remove the development solvent. For the rinsing solution, a polyamic acid non-solvent having good miscibility with the developer is used, and suitable examples include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, benzene, toluene, xylene, and methyl cellosolve. The relief pattern polymer obtained by the above treatment is a polyimide precursor, and by treating it at a heating temperature selected from the range of 150℃ to 450℃, it becomes heat-resistant with imide rings and other cyclic groups. It becomes a relief pattern of the polymer. Hereinafter, the present invention will be explained with reference to Examples. Example 1 100 g (0.5 mol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone under a nitrogen stream to prepare an amine solution. Next, while keeping this solution at a temperature of about 15°C in an ice bath,
While stirring, 109 g (0.5 mol) of pyromellitic dianhydride was added. After the addition is complete, heat at approximately 15°C 3.
Polyamic acid with a viscosity of 60 poise (30℃) after reacting for a period of time A solution (A) was obtained. 2-(N,N-dimethylamino) to 20g of solution (A)
2.68 g (0.01 mol) of ethyl 4'-azidonaphthyl ketone was dissolved and then filtered under pressure using a 5 μm pore filter. The obtained solution was spin-coated onto a silicon wafer using a spinner, and then dried at 70°C for 30 minutes to obtain a coating film with a thickness of 0.8 μm. This coating was closely covered with a striped photomask and exposed to ultraviolet light using a 500W Xe-Hg lamp. At a wavelength of 365nm, which is the intensity of ultraviolet rays on the exposed surface.
It was 10mW/ cm2 . After exposure, N-methyl-2-
It was developed with a mixture of 5 volumes of pyrrolidone and 1 volume of ethanol, and then washed with a rinse solution (ethanol) to obtain a relief pattern. When the change in residual film thickness is measured over time and the exposure amount that gives a value of 0.5 when the coating film thickness is normalized by the residual film thickness is defined as the sensitivity, the sensitivity is
It was 20mJ/ cm2 . A relief pattern with sharp edges was obtained with an exposure dose three times the sensitivity. Even when this pattern was heated at 400°C for 60 minutes, no blurring of the pattern was observed. Example 2 2-(N,N
-dimethylamino)ethyl, 0.27 g (0.001 mol) of 4'-azidonaphthorketone was dissolved, and then 5 μm
Pressure was applied using a pore filter. The obtained solution was spin-coated onto a silicon wafer using a spinner, and then dried at 70°C for 30 minutes to obtain a coating film of 1.0 μm. This coating film was closely covered with a striped photomask and irradiated with ultraviolet light using a 500W high-pressure mercury lamp.
The intensity on the exposed surface was 8 mW/cm 2 (365 nm).
After exposure, it was developed with a mixture of 4 volumes of N,N-dimethylacetamide and 1 volume of ethanol, and then washed with a rinse solution (ethanol) to obtain a relief pattern. The sensitivity was 140 mJ/cm 2 , and no blurring of the pattern was observed even when the resulting pattern was heated at 400°C for 60 minutes. Example 3 2-(N,N
-dimethylamino)ethyl, 5.36 g (0.02 mol) of 4'-azitonaphthyl ketone was dissolved, and then 5 μm
Pressure was applied using a pore filter. The obtained solution was spin-coated onto a silicon wafer using a spinner, and then dried at 70°C for 30 minutes to form a 3.2μm
A thick coating film was obtained. This coating film was closely covered with a striped photomask and irradiated with ultraviolet light using a 500W high-pressure mercury lamp. The intensity on the exposed surface was 8 mW/cm 2 (365 nm). After exposure, it was developed with a mixture of 3 volumes of dimethylformamide and 2 volumes of ethanol, and then washed with a rinse solution to obtain a relief pattern. The sensitivity is
It was 21 mJ/cm 2 , and no blurring was observed even when the pattern was heated at 400°C for 60 minutes. Example 4 90 g of diaminodiphenyl ether under nitrogen flow
(0.45 mol), 11.4 g (0.05 mol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether-3-carbonamide
-Methyl-2-pyrrolidone (1764 g) was dissolved to prepare an amine solution. Next, while keeping this solution at a temperature of about 15°C in an ice bath, 54.5 g (0.25 mol) of pyromellitic dianhydride, 3,3',4,
4′-Benzophenonetetracarboxylic dianhydride
80.5 g (0.25 mol) was added. After adding
Polyamic acid with a viscosity of 55 poise (at 30°C) is further reacted for 3 hours at approximately 15°C.

【式】(但し、R7[Formula] (However, R 7 is

【式】と[Formula] and

【式】が 1:1、R8[Formula] is 1:1, R 8 is

【式】と[Formula] and

【式】が9:1であ る。)の溶液(B)を得た。 溶液(B)に4―アジド―1―ナフタレンカルボン
酸2―(N,N―ジメチルアミノ)エチル2.84g
(0.01モル)を溶解し、次いで5μm孔のフイルタ
を用いて加圧過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウエハ上に
塗布し、次いで70℃、30分乾燥して2.4μm厚の塗
膜を得た。この塗膜を縞模様のフオトマスクで密
着被覆し500WXe―Hg灯で紫外線照射した。露
光面での紫外線強度は8mW/cm2(365nm)であ
つた。露光後、N―メチル―2―ピロリドン5
容、エタノール1容から成る混液で現像し次いで
リンス液(エタノール)で洗浄してレリーフ・パ
ターンを得た。感度は15mJ/cm2であつた。この
パターンを400℃、60分加熱してもパターンのぼ
やけは認められなかつた。 実施例 5 実施例4で得られた溶液(B)20gに5―アジド―
1―ナフチル2′―(N,N―ジメチルアミノ)エ
チルスルホン3.16g(0.01モル)を溶解し、次い
で5μmのフイルタを用いて加圧過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウエハ上に
回転塗布し、次いで70℃、30分乾燥して2.7μm厚
の塗膜を得た。この塗膜を縞模様のフオトマスク
で密着被覆し、500Wの高圧水銀灯で紫外線照射
した。露光面での紫外線強度は9mW/cm2
(365nm)であつた。露光後、N―メチル―2―
ピロリドン5容、エタノール1容から成る混液で
現像し、次いでリンス液(エタノール)で洗浄し
て端面のシヤープなレリーフ・パターンを得た。
感度は25mJ/cm2であり、このパターンを400℃、
60分加熱してもパターンのぼやけは認められなか
つた。 実施例 6 実施例4で得られた溶液(B)20gに9―アジド―
10―ナフタレンカルボン酸2―(N,N―ジメチ
ルアミノ)エチル3.34g(0.01モル)を溶解し、
次いで5μm孔のフイルタを用いて加圧過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウエハ上に
回転塗布し、次いで70℃、30分乾燥して2.2μm厚
の塗膜を得た。この塗膜を縞模様のフオトマスク
で密着被覆し、500Wの高圧水銀灯で紫外線照射
した。露光面での紫外線強度は9mW/cm2
(365nm)であつた。露光後、N―メチル―2―
ピロリドン5容、エタノール1容から成る混液で
現像し、次いでリンス液(エタノール)で洗浄し
て端面のシヤープなレリーフ・パターンを得た。
感度は18mJ/cm2であり、このパターンを400℃、
60分加熱してもパターンのぼやけは認められなか
つた。 比較例 ポリアミド酸を主成分とするポリマに化学線に
より二重化又は重合可能な炭素―炭素二重結合及
びアミノ基又はその四級化塩を添加する方法(特
開昭54−145794)による実験結果を以下に比較例
として示す。 実施例1で得られた溶液(A)20gに2―(N,N
―ジメチルアミノ)エチルメタクリレート1.57g
(0.01モル)を溶解し、5μm孔のフイルタを用い
て加圧過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウエハ上に
回転塗布し、次いで70℃、30分乾燥して3.2μm厚
の塗膜を得た。この塗膜を縞模様のフオトマスク
で密着被覆し、500Wの高圧水銀灯で紫外線照射
した。露光後、N,N―ジメチルアセトアミド5
容、エタノール1容から成る混液で現像し、次い
でエタノールで洗浄してレリーフ・パターンを得
た。感度は3200mJ/cm2であり、実施例1〜6の
いずれと比べても低感度であつた。 本発明による光及び放射線感応性重合体組成物
により、従来問題であつた感光感度が著しく向上
した。本発明による材料を適用し得る用途として
は半導体用絶縁膜、耐熱性レジストなどが挙げら
れる。
[Formula] is 9:1. ) solution (B) was obtained. 2.84 g of 2-(N,N-dimethylamino)ethyl 4-azido-1-naphthalenecarboxylate in solution (B)
(0.01 mol) was dissolved and then filtered under pressure using a 5 μm pore filter. The obtained solution was applied onto a silicon wafer using a spinner, and then dried at 70°C for 30 minutes to obtain a coating film with a thickness of 2.4 μm. This coating film was closely covered with a striped photomask and irradiated with ultraviolet light using a 500WXe-Hg lamp. The intensity of ultraviolet rays on the exposed surface was 8 mW/cm 2 (365 nm). After exposure, N-methyl-2-pyrrolidone 5
A relief pattern was obtained by developing with a mixture of 1 volume of ethanol and 1 volume of ethanol, followed by washing with a rinse solution (ethanol). The sensitivity was 15mJ/ cm2 . Even when this pattern was heated at 400°C for 60 minutes, no blurring of the pattern was observed. Example 5 Add 5-azide to 20 g of the solution (B) obtained in Example 4.
3.16 g (0.01 mol) of 1-naphthyl 2'-(N,N-dimethylamino)ethylsulfone was dissolved and then filtered under pressure using a 5 μm filter. The obtained solution was spin-coated onto a silicon wafer using a spinner, and then dried at 70° C. for 30 minutes to obtain a coating film with a thickness of 2.7 μm. This coating was closely covered with a striped photomask and exposed to ultraviolet light using a 500W high-pressure mercury lamp. The UV intensity on the exposed surface is 9mW/cm 2
(365nm). After exposure, N-methyl-2-
It was developed with a mixture of 5 volumes of pyrrolidone and 1 volume of ethanol, and then washed with a rinse solution (ethanol) to obtain a sharp relief pattern on the edge surface.
The sensitivity is 25mJ/ cm2 , and this pattern is heated at 400℃.
No blurring of the pattern was observed even after heating for 60 minutes. Example 6 Add 9-azide to 20 g of the solution (B) obtained in Example 4.
Dissolve 3.34 g (0.01 mol) of 2-(N,N-dimethylamino)ethyl 10-naphthalenecarboxylate,
Then, the mixture was subjected to pressure filtration using a filter with 5 μm pores. The obtained solution was spin-coated onto a silicon wafer using a spinner, and then dried at 70°C for 30 minutes to obtain a coating film with a thickness of 2.2 μm. This coating was closely covered with a striped photomask and exposed to ultraviolet light using a 500W high-pressure mercury lamp. The UV intensity on the exposed surface is 9mW/cm 2
(365nm). After exposure, N-methyl-2-
It was developed with a mixture of 5 volumes of pyrrolidone and 1 volume of ethanol, and then washed with a rinse solution (ethanol) to obtain a sharp relief pattern on the edge surface.
The sensitivity is 18mJ/ cm2 , and this pattern is
No blurring of the pattern was observed even after heating for 60 minutes. Comparative Example Experimental results obtained using a method of adding carbon-carbon double bonds and amino groups or quaternized salts thereof that can be doubled or polymerized by actinic radiation to a polymer mainly composed of polyamic acid (Japanese Patent Application Laid-open No. 145794-1982) It is shown below as a comparative example. 2-(N,N
-Dimethylamino)ethyl methacrylate 1.57g
(0.01 mol) was dissolved and filtered under pressure using a 5 μm pore filter. The obtained solution was spin-coated onto a silicon wafer using a spinner, and then dried at 70° C. for 30 minutes to obtain a coating film with a thickness of 3.2 μm. This coating was closely covered with a striped photomask and exposed to ultraviolet light using a 500W high-pressure mercury lamp. After exposure, N,N-dimethylacetamide 5
and 1 volume of ethanol, followed by washing with ethanol to obtain a relief pattern. The sensitivity was 3200 mJ/cm 2 , which was lower than any of Examples 1 to 6. The light- and radiation-sensitive polymer composition according to the present invention significantly improves photosensitivity, which has been a problem in the past. Applications to which the material according to the present invention can be applied include insulating films for semiconductors, heat-resistant resists, and the like.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a) 一般式、 (但し、式中R1は3価または4価の有機基
R2は2価の有機基、Mは水素、アルカリ金属
イオン又はアンモニウムイオンを表わす。nは
1又は2である。)で表わされる繰り返し単位
を主成分とするポリマと、 (b) 一般式、【式】 (但し、式中Arは2個以上のベンゼン環ま
たは複素環から成る芳香族環状基、XはN3
又はN3SO2―、Yは水素、アルキル基、アル
コキシ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ
ン酸基およびハロゲンから選ばれる1価の基、
R3はArとNをつなぐ2価の有機基、R4,R5
水素又は低級アルキル基を表わす。)で表わさ
れるアミン化合物と、 (c) 必要に応じて加える増感剤と から成ることを特徴とする光感応性重合体組成
物。 2 前記アミン化合物〔〕は、前記ポリマ
〔〕の側鎖のカルボキル基、またはその陰イオ
ンで表わされる基に対して、0.01当量以上5当量
以下の割合で配合されていることを特徴とする特
許請求範囲第1項記載の光感応性重合体組成物。
[Claims] 1 (a) General formula, (However, in the formula, R 1 is a trivalent or tetravalent organic group
R 2 represents a divalent organic group, and M represents hydrogen, an alkali metal ion or an ammonium ion. n is 1 or 2. ), (b) General formula, [Formula] (where Ar is an aromatic cyclic group consisting of two or more benzene rings or heterocycles, and X is N 3
or N 3 SO 2 --, Y is a monovalent group selected from hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a halogen;
R 3 represents a divalent organic group connecting Ar and N, and R 4 and R 5 represent hydrogen or a lower alkyl group. ) and (c) a sensitizer added as necessary. 2. A patent characterized in that the amine compound [] is blended in a proportion of 0.01 equivalent or more and 5 equivalents or less with respect to the carboxyl group of the side chain of the polymer [] or the group represented by its anion. A photosensitive polymer composition according to claim 1.
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