JPH02277062A - 感光性樹脂組成物及びこれを用いた感光性エレメント - Google Patents

感光性樹脂組成物及びこれを用いた感光性エレメント

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JPH02277062A
JPH02277062A JP9916889A JP9916889A JPH02277062A JP H02277062 A JPH02277062 A JP H02277062A JP 9916889 A JP9916889 A JP 9916889A JP 9916889 A JP9916889 A JP 9916889A JP H02277062 A JPH02277062 A JP H02277062A
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JP
Japan
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resin composition
general formula
photosensitive
photosensitive resin
bis
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JP9916889A
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English (en)
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Kuniaki Sato
邦明 佐藤
Yasunori Kojima
小島 康則
Toshiaki Ishimaru
敏明 石丸
Nobuyuki Hayashi
信行 林
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、耐熱性、電気的及び機械的性質に優れ、多層
配線板や半導体素子の層間絶縁膜または表面保護膜など
に好適な感光性樹脂組成物及びこれを用いた感光性エレ
メントに関する。
(従来の技術) 従来、ポリイミドて代表される耐熱性高分子は。
耐熱性、電気的および機械的特性に優れているため、半
導体素子の層間絶縁膜やパッシベーション膜、バッファ
ーコート膜などの表面保護膜として用いられており、ま
た、配線板の分野においても多層配線板の眉間絶縁膜な
どとして広く用いられてきている。
半導体工業においては、従来9層間絶縁膜や表面保護膜
に無機材料が用いられていたが、近年。
主にポリイミドなどのように耐熱性に優れた有機物が、
その特性を生かして使用されてきている。
ところで、半導体素子や多層配線板の表面保護膜や眉間
絶縁膜のパターン形成は、基材表面へのレジスト材の造
膜、所定箇所への露光、エツチング等による不要箇所の
除去、基材表面の清浄作業等繁雑で多岐に亘る工程を経
てパターン形成が行なわれることから、IX光、現像に
よってパターン形成後も必要な部分のレジスト材料を、
絶縁材料としてそのまま残して用いることができる耐熱
性感光材料の開発が望まれている。
しかして、これらの材料として1例えば感光性ポリイミ
ド、環化ポリブタジェン等をペースポリマとして耐熱感
光材料が提案されており、特に。
感光性ポリイミドは、その耐熱性が優れていることや不
純物の排除が容易であることなどの点から特に注目され
ている。
このような感光性ポリイミドとしては9例えば。
特開昭58−120636号公報によりポリイミド前駆
体に感光基をエステル結合で導入した感光性ポリイミド
前駆体が提案されているが、この材料は、中間体に酸ク
ロリド誘導体を用いジアミンと反応させるため最終的に
膜に塩化物が残存しやす〈、残存塩化物は、金属配線(
A/等)を腐触させ、短絡または断線等の不都合を生ず
る。
また、特開昭60−100143号公報により。
ポリアミド酸にインシアナート化合物を用いることによ
り感光基を付与させる方法が提案されているが、ポリア
ミド酸の光透過性が低く、厚膜形成することが困難であ
る。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、溶解性にf!It”Lるととも罠、基
材表面において最終硬化膜として形成した際に、耐熱性
及び可撓性を合せ待った膜を形成でき、しかも、塩化物
の残存がなく、光透過性が良好で厚膜形成ができる感光
性樹脂組成物及びこれを用いた感光性エレメントを提供
するものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、(A)一般式(I) Hυυ(、’  (、:OOH (但し9式中、R鳳は4価の芳香族テトラカルボン酸残
基であり、R諺は2価の芳香族ジアミン残基であり、 
 FLI及びFLsの少なくとも一方がフッ素原子を有
する) で表される繰り返し単位を有する重合体(a)とエチレ
ン性不飽和基を有するインシアナート化合物(b)とを
反応させて得られる感光性付加物 及び (Bl  光開始剤 を含有する感光性樹脂組成物に関する。
また0本発明は、上記感光性樹脂組成物を基体上に積層
してなる感光性エレメントに関する。
本発明における前記重合体(a)/ri、所定の芳香族
テトラカルボ/酸二無水物と所定の芳香族ジアミンとを
出発原料として、公知の製造法により得ることができる
すなわち1重合体ta>Vi。
(1)  フッ素原子を有する芳香族テトラカルボン酸
二無水物を含有する芳香族テトラカルボン酸二無水物と
フッ素原子を有しない芳香族ジアミン(11)  フッ
素原子を有しない芳香族テトラカルボ/酸二無水物とフ
ッ素原子を有する芳香族ジアミンを含有する芳香族ジア
ミン 1i+1  フッ素原子を有する芳香族テトラカルボン
酸二無水物を含有する芳香族テトラカルボン酸とフッ素
原子を有する芳香族ジアミ/を含有する芳香族ジアミン の場合分けの出発原料の組み合わせがあり、この組み合
わせの出発原料を用い、公知の製造法により得ることが
できる。
本発明におけるフッ素原子を有する芳香族テトラカルボ
ン酸二無水物としては6例えば、グルー7’(7) ;
 2.2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)へキ
サフルオロプロパンニ無水物、2.2−ビスC4−(3
,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕へキサフル
オロプロパンニ無水物、2.2−ヒス[4−(2,3−
ジカルボキシフェノキシ)フェニル]へキサフルオロプ
ロパンニ無水物等及ヒクループ(イ);(トリフルオロ
メチル)ピロメリット酸二無水物、ビス(トリフルオロ
メチル)ピロメリット酸二無水物、&3′−ビス(トリ
フルオロメチル) −4,4′、s、 s’−テトラカ
ルボキシビフェニル二無水物、2.、r、瓜s’−テト
ラキス(トリフルオロメチル)−13′、4.4′−テ
トラカルボキシビフェニル二無水物、3.3’−ビス(
トリフルオロメチル)−4,4: s、 s’−テトラ
カルボキシビフェニルエーテルニ無水物、2.2’−ビ
ス(トリフルオロメチル)−4,4’、 5.5’−テ
トラカルポキシピフェニルエーテルニ無水物、3.3’
−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’、 5.5’
−テトラカルポキシペンゾフエノンニ無水物、2.2’
−ビス(トリフルオロメチル)−4゜4’、5.5’−
テトラカルボキシペンゾフエノンニ無水物、1.4−ビ
ス(3−(トリフルオロメチル)−4,5−ジカルボキ
シフェノキシ〕ベンゼンニ無水物、1.4−ビスC2−
(トリフルオロメチル)−4,5−ジカルボキシフェノ
キシ〕ベンゼンニ無水物、4.4’−ビス(3−()リ
フルオロメチル)−4,5−ジカルボキシフェノキシ〕
ビフェニルニ無水物、1−トリフルオロメチル−2,5
−ビス〔3−(トリフルオロメチル) −4,5−ジカ
ルボキシフェノキシ〕ペンゼン二無水物、1.1’−ビ
ス(トリフルオロメチル) −3,3’−ビス〔3−(
トリフルオロメチル) −4,5−ジカルボキシフェノ
キシ〕ビフェニルニ無水物、4.4’−ビス[3−()
リフルオロメチル) −4,5−ジカルボキシフェノキ
シ〕ビフェニルエーテルニ無水物、1−トリフルオロメ
チル−3,5−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
ヘンゼンニ無水物、1.4−ビス(トリフルオロメチル
)−35−ビス(λ4−ジカルボキシフェニル)ペンゼ
ンニ無水物、1,2,4.6−テトラキス(トリフルオ
ロメチル)−3,5−ビス(λ4−ジカルボキシフェニ
ル)ベンゼン二m水物、  t、t’−ビス(トリフル
オロメチル)−人3’−(3,4−ジカルボキシフェノ
キシ)ビフェニルニm水物。
1、1.’ 4.4’−テトラキス(トリフルオロメチ
ル)3゜3’−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ビ
フェニルニ無水物、λ2−ビス〔4−(2,3−ジカル
ボキシベンゾイルオキシ)フェニル〕へキサフルオo7
’ロパンニ無水物、 2.2−ビス〔3−メチル−4−
(2,3−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フエニル〕
へキサフルオロ、7’ (l ハン二無水物、  2.
2−ビスr4−(2−)リフルオロメチル−3,4−ジ
カルボキシベンゾイルオキシ)フェニル〕へキサフルオ
ロプロパンニ無水物、1.5−ビス〔4−(3,4−ジ
カルボキシベンゾイルオキシ)フェニル〕デカフルオロ
ペンタンニ無水物、1.3−ビス(4−(3,4−ジカ
ルボキシベンゾイルオキシ)フェニル〕へキサフルオロ
プロパン二m水物、  1゜6−ビス[4−(&4−ジ
カルボキシベンゾイルオキシ)フェニル〕ドデカフルオ
ロヘキサンニ無水物、2,2−ビス〔15−ジメチル−
4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕へ
キサフルオロプロパンニ無水物、2.2−ビス[4−1
4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕オクタフルオ
ロプタンニ無水物、 Z2−ヒスc 4− (2−トリ
フルオロメチル−3,4−ジカルボキシ)フェニル〕へ
キサフルオロプロパンニ無水物、  1.3−ビス[4
−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕へキ
サフルオロプロパン二m水物、  1゜5−ビス[4−
(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕テカフ
ルオロペ/タンニ無水物、1.6−ビス〔4−(3,4
−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕ドデカフルオロ
グロパ/二無水物等が挙げられる。
フッ素原子を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物は
、純度の高いものが商業的に入手容易であり、純度が高
いので重合体(a)を容易に高分子量とすることができ
耐熱性を向上できる点から次の一般式(■′)で表され
るものが好ましい。
この一般式(■′)で表されるフッ素原子を有する芳香
族テトラカルボン酸は1重合体(alにおいて一般式(
IF)で表される4価の芳香族テトラカルボン酸残基を
与える。
一般式(「′)で表されるフッ素原子を有する芳香族テ
トラカルボン酸二無水物としては1例えば。
前記グループ−に示したものが挙げられる。これらのウ
チ、  2.2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル
)へキサフルオロプロパンニ無水物がより好ましい。こ
のものは、セントラル硝子社等から入手可能である。
本発明においてフッ素原子を有しない芳香族テトラカル
ボン酸二無水物としては0例えば、ピロメリット酸二無
水物、 & 3’、 4.4’−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物、  & 3’、4.4’−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物1m−ターフェニル−3
,3’、4.4’−テトラカルボン酸二無水物、p−タ
ーフェニル−3,3’、4. (−テトラカルボン酸二
無水物、2.&6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、 ヒス(亀4−ジカルボキシフェニル)エーテ
ル二無水物。2.2−ビス(3,4−ジカルボキシフェ
ニル)プロパンニ無水物等が挙げられる。
本発明においてフッ素原子を有する芳香族アミンとして
は1例えば、グ→−プ(つl; 2,2−ビス(4−ア
ミノフェニル)へキサフルオロプロパン。
λ2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)へキサ
フルオロプロパン、2.2−ビス(3−メチル−4−ア
ミノフェニル)へキサフルオロプロパン、ス2−ビス(
3,5−ジメチル−4−アミノフェニル)へキサフルオ
ロプロパン等及びグループ(1);42−ビスC4−(
4−アミノフェノキシ)フェニル〕へキサフルオロプロ
パン、2+2−ビスC4−(3−アミノフェノキシ)フ
ェニル〕へキサフルオロプロパン、2.2−ビスC4−
C2−7ミノフエノキシ)フェニル〕へキサフルオロプ
ロパン、2.2−ビス〔3,5−ジメチル−4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕へキサフルオロプロパン
、1.4−ビス〔2−(トリフルオロメチル)−4−ア
ミノフェノキシ〕ぺ/セン。4.4’−ビス[2−()
リフルオロメチル)−4−アミノフェノキシ〕ビフェニ
ル、4.4’−ビス(2−()リフルオロメチル)−4
−アミノフェノキシクジフェニルスルホン、4.4’−
ビスC4−(4−アミノフェニルチオ)−フェニル〕ビ
フェニル、2.2’−ヒス(4−(4−7ミノフエニル
チオ)−フェニル〕へキサフルオロプロパン、2.2’
−ビス(4−(2−トリフルオロメチル−4−アミノフ
ェノキシ)フエニル〕へキサフルオロプロパン等が挙ケ
ラれる。
フッ素原子を有する芳香族ジアミ/は、純度の高いもの
が商業的に入手容易であり、純度が高いので重合体(a
)を容易に高分子量化することができ耐熱性を向上でき
る改から1次の一般式(■′)で表されるものが好まし
い。
パン、2.2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル
)へキサフルオロプロパンがよす好ましい。
これらは、セントラル硝子社等から入手可能である。
また、フッ素原子を有する芳香族ジアミンは。
前述したのと同じ薇から9次の一般式(■′)で表され
るものが好ましい。
(但し1式中、 Xt 、 Xs 、 Xs 及びX4
は一般式(Ili>におけると同意義である) この、一般式(IF)で表されるフッ素原子を有する芳
香族ジアミンは1重合体(a)において一般式(III
)で表される2価の芳香族ジアミン残基を与える。
一般式(■′)で表されるフッ素原子を有する芳香族ジ
アミンとしては9例えば、前記グループ(つ)に示した
ものが挙げられる。これらのうち、λ2−ビス(4−ア
ミノフェニル)へキサフルオロプロエ4 (但し0式中e Yo # Yl # Yl * Yl
及びY4は、一般式(IV)におけると同意義である) この、一般式(■′)で表されるフッ素原子を有する芳
香族ジアミンJfi、重合体(a)ICおいて一般式(
財)で表される2価の芳香族ジアミン残基を与える。
一般式(IV’)で表されるフッ素原子を有する芳香族
ジアミンとしては0例えば、前記グループ(1)に示し
たものが挙げられる。これらのうち、ス2−ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル〕へキサフルオロプ
ロパンがより好ましい。これは。
セントラル硝子社等から入手可能である。
本発明において、フッ素原子を有しない芳香族ジアミン
としては9例えば、p−フェニレンジアミン、m−フ二
二しンジアミン、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タン、ベンジジン、
4.4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4.4’−
ジアミノジフェニルスルホン。
4.4′−ジアミノジフェニルエーテル、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、1.5−ジアミノナフタレン、3.3’−ジメチ
ル−4,4′−ジアミノビフェニル、浅4−ジアミノジ
フェニルエーテル、λ2−ビス(4−アミノフェノキシ
フェニル)プロパン、ビス(4−アミノフェノキシフェ
ニル)スルホン、3.4’−シアSノベ/ズアニリド9
m−キシリレンシアS/、p−キシリレンジアミン等が
挙げられる。
フッ素原子を有しない芳香族ジアミンとしてジアミノア
ミド化合物及び/又はジアミノジアミド化合物を用いる
こともできる。
ジアミノアミド化合物としては1例えば、4.4’−ジ
アミノジフェニルエーテル−3−スルホンアミド、&4
′−ジアミノジフェニルエーテル−4−スルホ/アミド
、λ4′−ジアミノジフェニルエーテル−3′−スルホ
ンアミド、&3′−ジアミノジフェニルエーテル−4−
スルホンアミ)’、 4.4’−ジアミノジフェニルメ
タン−3−スルホンアミド。
3.4′−ジアミノジフェニルメタン−4−スルホンア
ミド、3.4’−ジアミノジフェニルメタン−3′−ス
ルホンアミド、3.3−ジアミノジフェニルメタン−4
−スルホンアミド、4.4’−ジアミノジフェニルスル
ホン−3−スルホンアミ)’、3.4’−ジアミノジフ
ェニルスルホン−4−スルホンアミド。
3.4′−ジアミノジフェニルスルホン−3′−スルホ
ンアミド、3.3’−ジアミノジフェニルスルホン−4
−スルホンアミド、4.4’−ジアミノジフェニルサル
ファイド−3−スルホンアミド、3.4’−ジアミノジ
フェニルサルファイド−4−スルホンアミド、&3′−
ジアミノジフェニルプルファイド−4−スルホンアミド
、λ4′−ジアミノジフェニルサルファイド−3′−ス
ルホンアミド、1.4−ジアミノベンゼン−2−スルホ
ンアミド、4.4’−ジアミノジフェニルエーテル−3
−カルボンアミド、&4′−ジアミノジフェニルエーテ
ル−4−カルボンアミド、:l(,4’−ジアミノジフ
ェニルエーテル−3′−カルボンアミド、13′−ジア
ミノジフェニルエーテル−4−カルボンアミド、44′
−ジアミノジフェニルメタン−3−カルボンアミド、3
.4’−ジアミノジフェニルメタン−4−カルボンアミ
ド。
λ4′−ジアミノジフェニルメタン−3′−カルボンア
ミド、3.3’−ジアミノジフェニルメタン−4−カル
ボ/アミド、4.4’−ジアミノジフェニルスルホン−
3−カルボンアミド、3.4’−ジアミノジフェニルス
ルホン−4−カルボ/アミド、3.4′−ジアミノジフ
ェニルスルホン−3′−カルボンアミド。
ジアミノジフェニルスルホン−4−カルボンアミド、4
.4’−ジアミノジフェニルサルファイド−3−カルボ
ンアミド、3.4’−ジアミノジフェニルサルファイド
−4−カルボンアミド、λ3′−ジアミノジフェニルサ
ルファイド−4−カルボンアミド。
3.4′−ジアミノジフェニルサルファイド−3′−ス
ルホンアミド、1.4−ジアミノベンゼン−2−カルボ
ンアミド等が挙げられる。
ジアミノジアミド化合物としては9例えば、4゜4′−
ジアミノジフェニルエーテル−3,3′−スルホンアミ
ド、3.4’−ジアミノジフェニルエーテル−4,5′
−カルボ/アミド、)3′−ジアミノジフェニルエーテ
ル−4,4′−スルホンアミド、4.4’−ジアミノジ
フェニルメタン−λ3′−カルボンアミド。
&4′−ジアミノジフェニルメタン−4,5’−スルホ
ンアミド等が挙げられる。
また0重合体(a)の接着性を改善するためにシロキサ
ン骨格を有するテトラカルボン酸二無水物を併用するこ
とができる。シロキサン骨格を有するテトラカルボン酸
二無水物としては1例えば。
などが挙げられる。
また1重合体(a)の接着性を改善するためにシロキサ
ン骨格を有するアミン化合物を併用することができる。
シロキサン骨格を有するアミン化合物としては9例えば
などが挙げられる。
重合体(a)を製造するための芳香族テトラカルボン酸
二無水物と芳香族シアはンとの反応は、公知であるが、
不活性な有機溶媒中で0〜100℃の温度で行うことが
好ましく、10〜80℃の温度で行なうことがより好ま
しい。これらの酸成分とアミン成分は、酸成分/アミン
成分が0.8 / 1〜1.2/1(モル比)の割合で
使用するのが好ましく、はぼ等モルで使用するのがより
好ましい。
また1反応に用いる有機溶媒としては、生成する重合体
(alを完全に溶解する極性溶媒が一般に好ましく1例
えば、N−メチル−2−ピロリドン。
N、N−ジメチルアセトアミド、 N、N−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
、ヘキサメチルリン酸トリアミド、r−ブチロラクトン
、 N、N−ジメチルプロピレンウレア。
N、N−ジメチルプロレンウレア等が挙げられる。
その他、この極性溶媒以外に、一般的有機溶媒であるケ
トン類、エステル類、ラクトン類、エーテル類、ハロゲ
ン化炭化水素類、炭化水素類例えばアセトン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノ
ン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シェラ酸ジ
エチル、マロン酸ジエチル、T−ブチ、aラクトン、ジ
エチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル
ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロ
フラン、ジクロロメタン、1.2−ジクロルエタン、1
.4−ジクロルブタン、トリクロルエタン、クロルベン
ゼン、O−ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等も使用するこ
とができる。
重合体(alを完全に溶解させるためには、これらの一
般的有機溶媒は前記の極性溶媒と混合して用いることが
望ましく、この有機溶媒の使用量は。
重合体(a)100重量部に対して、90〜1900重
量部であることが好ましく、150〜500重量部であ
ることがより好ましい。
本発明においては9重合体(a)にエチレン性不飽和基
を有するインシアナート化合物(b)を反応させること
により(A)感光性付加物を得る。
本発明における重合体(a)とエチレン性不飽和基を有
するインシアナート化合物(b)との反応は、公知の方
法により行うことができるが、上記重合体(a)の合成
に用いた有機溶媒中で、0〜100℃の温度で行う仁と
が好ましく、20〜70℃の温度で行うことがより好ま
しい。エチレン性不飽和基を有するインシアナート化合
物(b)の重合体(a)に対する割合は、感光性樹脂組
成物の感度および塗膜の耐熱性の県から1重合体(al
中のカルボキシル基の1当量に対して、O,OS〜0.
g当量であることが好ましく、0.1〜0.8当量であ
ることがより好ましい。
さらに、エチレン性不飽和基を有するインシアナート化
合物(blと重合体(a)との反応は、トリエチルアミ
ン、1.4−ジアゾビシクロ〔λλ2〕オクタン等のア
ミン、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセ
テート等のスズ化合物等を触媒的に用いると容易となる
これらは0通常インシアナート化合物に対して約0.0
1〜5重lidの範囲で用いることができる。
エチレン性不飽和基を有するインシアナート化合物(b
lとしては1例えば、アクリロイルイソシアナート、イ
ンシアナートエチルアクリレート、インシアナートプロ
ピルアクリレート、インシアナートブチルアクリレート
、イソシアナートベンチルアクリレート、インシアナー
トへキシルアクリレート、インシアナートオクチルアク
リレート。
インシアナートデシルアクリレート、インシアナートオ
ノタデシルアクリレート、メタクリロイルイソシアナー
ト、インシアナートエチルメタクリレート、インシアナ
ートプロピルメタクリレート。
インシアナートブチルアクリレート、インシアナートベ
ンチャメタクリレート、インシアナートへキシルメタク
リレート、インシアナートオクチルアクリレ−ト、イン
シアナートエチルメタクリレート、イソシアナートオク
タデシルメタクリレート、インシアナートエチルクロト
ネニト、インシアナートプロピルクロトネート、インシ
アナートへキシルクロトネート等が挙げられる。インシ
アナートエチルメタクリレートは、−ゲラケミカル社、
昭和ロープイア化学社等から、(メタ)アクリロイルイ
ンクアナートは日本ペイント社等から入手できる。
また、エチレン性不飽和基を有するインシアナート化合
物(b)は、少なくとも1つのエチレン性不飽和基を有
するヒドロキシ化合物と、ジイソシアナート化合物を出
発原料として次式に示した反厄により合成することもで
きる。
Rs −OH+OCN  FLa  Neo  −JP
OCN−R4NHCORs (但し1式中、R3は1価のエチレン性不飽和基を有す
るアルキル基であり、R14は2価のアルキル基である
) 少なくとも1つのエチレン性不飽和基を有するヒドロキ
シ化合物としては1例えば、トリメチロールプロパンジ
アクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレー
ト、トリメチロールエタンジアクリレート、トリメチロ
ールエタンジメタクリレート、ペンタエリスリトールト
リアクリレート、ペンタエリスリトールト11メタクリ
レート。
2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエ
チルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレ
ート1.2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−
ヒドロキシ−3−フェノキジブaビルアクリレート、2
−ヒドロキシ−3−フェノキシプロビルメタクリレート
、アリルアルコール、グリセリンジアリルエーテル、ト
リメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロー
ルエタンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールジア
リルエーテル、エチレンクリコールモノアリルエーテル
、ジエチレングリコールモノアリルエーテル、ジクリセ
ロールトリアリルエーテル。
クロチルアルコール、ビニルフェノール、シンナミルア
ルコール、アリルフェノール、0−シンナミルフェノー
ル。
(nは2〜30の整数、FLはl(またはCHaである
)。
(nは3〜30の整数、RはHまたFi CHsである
)。
(R#iHまたはCH3である)。
(nは1〜30の整数、RoけHまたけCHsである)
(RはHまた#:t CHsである)。
等が挙げられる。
これらのエチレン性不飽和基を有するヒドロキシ化合物
は、単独でも221i類以上を組み合わせても使用する
ことができる。
また、エチレン性不飽和基を有するジイソシアナート化
合物としては、・例えば、4.4’−ジフェニルメタン
ジイソシアナート、ジアニシジンイ′ノシアナート、ト
リデンジインシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナ
ート、λ4−トリレンジイソシアナート、2.6−ドリ
レンジイソシアナート。
メタキ7リレンジイソシアナート、1,5−ナフタレン
ジイソシアナート、トランスビニレンジインシアナート
、  2,2.4−)ジエチルへキサメチレンジイソシ
アナート、2,4.4−トリメチルへキサメチレンジイ
ソシアナート、3−インシアナートメチル−35,5−
)ジエチル−シクロヘキシルインシアナート 等が挙げられる。
さらに、これらのジイソシアナート化合物は。
単独でも2種類以上を組み合わせても使用することがで
きる。
少なくとも1つのエチレン性不飽和基を有するヒドロキ
シ化合物とジインシアナート化合物との反応は、無溶媒
あるいは不活性な有機溶媒中で。
通常θ〜100℃の温度で行うことが好ましく。
20〜70℃の温度で行うことがより好ましい。
また、その配合は前者/後者が0.8 / 1〜1.2
/1(モル比)の割合とするのが好ましく、はぼ等モル
で使用するのがより好ましい。
少なくとも1つのエチレン性不飽和基を有するヒドロキ
シ化合物とジインシアナート化合物との反応は、トリエ
チルアミン、1,4−ジアゾビシクロ[2,2,2)オ
クタンのようなアミンまたはジブチルスズジラウレート
、あるいはジブチルスズジアセテートのようなスズ化合
物を触媒的に用いると容易となる。
これらは、ジインシア、ナート化合物に対して約0.0
1〜5重量係の範囲で通常用いることができる。
エチレン性不飽和基を有するインシアナート化合物(b
)は、単独でも2種類以上を組み合わせても使用するこ
とができる。
本発明に用いられる(B)光開始剤としては0例えば、
ミヒラーズケトン、ペンシイ/、2−メチルベンゾイン
、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテ
ル、ペンゾインイソグロビルエーテル、ベンゾインブチ
ルエーテル、2−1−ブチルアントラキノン、1.2−
ベンゾ−9,10−アントラキノン、アントラキノン、
メチルア/トラキノン、4.4’−ビス(ジエチルアミ
ノ)ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾフェノン
、チオキサントン、2.4−ジエチルチオキサントン、
1゜5−アセナフテン、2.2−ジメトキシ−2−フェ
ニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロへキシルフ
ェニルケトン、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェ
ニル〕−2−モルフォリノ−1−プロパノン、ジアセチ
ル、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジ
エチルケタール、ジフェニルジスルフィド、アントラセ
ン、フェナンスレンキノ/、リボフラビンテトラブチレ
ート、アクリルオレンジ、エリスロシ/、フェナンスレ
ンキノン、2−イソプロピルチオキサント/、&3−カ
ルボニルービス(7−ジニチルアs))クマリ/、スロ
ービス(p−ジエチルアミノベンジリデン)−4−メチ
ル−4−アザシクロヘキサノン。
6−ビス(p−ジメチルアミノベンジリデン)−シクロ
ペンタノン、2.6−ビス(p−ジエチルアミノベンジ
リデン)−4−フェニルシクロヘキサノン、下記の式で
表されるアミノスチリルケトン等を挙げることができる
これらの(B)光開始剤は、単独でもZNi類以上を組
み合わせても使用することができる。
これらの(Bl光開始剤に、光開始助剤であるアミン類
やアミノ酸を併用することもできる。
アミン類としては9例えば、p−ジメチルアミノ安息香
酸エチル、p−ジエチルアミノ安息香酸メチル、p−ジ
エチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息
香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、
p−ジメチルアミノベンゾニトリル、 N、N−ジメチ
ルアントラニル酸エチル等を挙げることができる。
アミノ酸としては1例えば、N−フェニルグリシン、N
−メチル−N−(p−りaロフェニル)クリシン、N−
エチル−N−(p−クロロフェニル)グリシン、N−(
n−プロピル)−N−(p−Vロロフェニル)グリシン
、N−メチル−N−(p−ブロモフェニル)グリシン、
N−エチル−N−(p−ブロモフェニル)グリシン、 
N−(p−シアノフェニル)グリシン、N−(p−クロ
ロフェニル)グリシン、N−(p−ブロモフェニル)グ
リシン等を挙げることができる。
これらの(B)光開始剤、光開始助剤であるアミン類お
よびアミノ酸の使用量は、感光性樹脂組成物の感度およ
び塗膜の耐熱性の点から、(A)感光性付加物100重
量部に対して1通常0.01〜30重量部、好ましくは
0.1〜10重量部とされる。
また、これらの(B)光開始剤、光開始助剤であるアミ
ン類およびアミノ酸は、単独でも2種類以上を組み合わ
せても使用することができる。感光性樹脂組成物の熱的
な安定性を向上させるために、公知の熱重合禁止剤を共
存させることができる。
熱重合禁止剤としては9例えば、p−メトキシフェノー
ル、ヒドロキノン、t−ブチルカテコール、ビaガロー
ル、フェノチアジン、クロラニール、ナフチルアミン、
β−ナフトール、2.6−ジーt−ブチル−p−クレゾ
ール、ピリジン、ニトロベンゼン、p−トルイジン、メ
チレンブルーム2′−メチレ/ビス(4−メチル−6−
t−ブチルフェノール)、42′−メチレンビス(4−
エチル−6−t−ブチルフェノール)等が挙げられ。
その使用量は、 (A)感光性付加物100重量部に対
して0通常0.001〜10重量部とするのが好ましい
本発明だおいて必要に応じて(C)重合性不飽和化金物
を用いることができる。かかる(C)重合性不飽和化合
物としては、各種のものがあるがアクリル酸系化合物あ
るいはメタクリル酸系化合物等が実用的である。
具体的なアクリル酸系化合物としては9例えば。
アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート
、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレー
ト、n−ブチルアクリレート、インブチルアクリレート
、シクロへキシルアクリレート、ベンジルアクリレート
、カルピトールアクリレート、メトキシエチルアクリレ
ート、エトキシエチルアクリレート、ブトキシエチルア
クリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキ
シプロピルアクリレート、ブチレングリコールモノアク
リレート、 N、N−ジメチルアミノエチルアクリレー
ト、  N、N−ジエチルアミノエチルアクリレート、
グリシジルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアク
リレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、ト
リメチロールプロパンモノアクリレート、アリルアクリ
レ−)、1.3−プロピレングリコールジアクリレート
、1.4−フチレンゲリコールジアクリレート、1.6
−ヘキサングリコールジアクリレート、ネオペンチルグ
リコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジア
クリレート、λ2−ビスー(4−アクリロキシジェトキ
シフェニル)プロパン、2.2−ビス(4−アクリロキ
シプロビルキシフェニル)プロパン、トリメチロールプ
ロパンジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリ
レート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペ
ンタエリスリトールトリアクリレート、トリアクリルホ
ルマール、テトラメチロールメタンテトラアクリレート
、トリス(2−ヒドロキシエチル)インシアヌル酸のア
クリル酸エステル。
(nは1〜30の整数である)。
しH3 (n、mはn十mが2〜30となる整数である)。
CHgBr 0        Br  Br 等を挙げることができる。
また、メタクリル酸系化合物としては9例えば。
メタクリル酸、メチルメタクリレート、エチルメタクリ
レート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタク
リレート、ブチルメタクリレート。
イソブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレ
ート、ベンジルメタクリレート、オクチルメ、タクリレ
ート、エチルへキシルメタクリレート。
メトキシエチルメタクリレート、エトキシエチルメタク
リレート、ブトキシエチルメタクリレート。
ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピル
メタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ヒ
ドロキシペンチルメタクリレート。
N、N−ジメチルアミノメタクリレート、 N、N−ジ
エチルアミノメタクリレート、グリシジルメタクリレー
ト、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン。
アリルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメ
タクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレー
ト、1.3−ブチレングリコールジメタクリレート、1
.6−ヘキサンゲリコールジメタクリレート、ネオペン
チルグリコールジメタクリレート、Z2−ビス−(4−
メタクリロキシジェトキシフェニル)フロパン、トリメ
チロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリスリト
ールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート
、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、トリ
ス(2−ヒドロキシエチル)インシアヌル酸のメタクリ
ル酸エステル。
(nは1〜30の整数である)。
(n、mはn−4−mが1〜30となる整数である)。
Cl−12B「 等を挙げることができる。
これらの化合物は単独で使用しても2種類以上を併用し
ても良い。
本発明になる感光性樹脂組成物は、有機溶媒を含むこと
ができるが、この有機溶媒は前記の芳香族テトラカルボ
ン酸二無水物と芳香族アミンの反応に用いた有機溶媒を
用いても良く、また1反応に用いた有機溶媒を前記され
た他の有機溶剤に変えても良い。
有機溶媒の使用量は、感光性樹脂組成物の粘度の県から
、(A)感光性付加物100重量部に対して。
90〜1900重量部用いることが好ましく。
150〜500重量部用いることがより好ましい。
本発明になる感光性樹脂組成物は、各種の成分を含むが
、これらの混合順序、混合方法等には特に制限はなく、
浸漬法、スプレー法、スクリーン印刷法、スピンナー塗
布法などによって銅貼り積層板、シリコンウェハー等の
基材に塗布、乾燥され、?!i膜とされる。
まえ、感光性樹脂組成物を可撓性の基体フィルム、例え
ば、ポリエステルフィルム上に塗布・乾燥して積層し、
この上に必要に応じてボ11エチレン等のカバーシート
を設けてサンドイッチ構造の感光性エレメントを予め作
成し、この感光性エレメントのカバーシートを剥がして
被覆すべき基材上に塗膜を形成することも可能である。
この塗膜上に、所望のパターンを描いたマスク上から活
性光線を照射することにより、照射部において重合が起
こり、この照射部は非照射部に対して現像液に対する溶
解性が大きく低下する。
上記活性光twVi、通常紫外光が用いられるが。
場合により、電子線、放射線のような電離性放射線を照
射することによっても塗膜に対して同様の効果を与える
ことができる。
かくして上記のように処理された塗膜を、適当な現像液
で処理すれば、高い溶解性を保持している非照射部は現
像除去されるとともに、活性光線の照射により溶解性が
低下せしめられた照射部は残り、所望の樹脂パターンを
得ることができる。
現像液としては、非照射部を適当な時間内に完全に溶解
除去し得るものが好ましく1例えば、N−メチルピロリ
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、ヘキサメチレンホスホリッ
クトリアミド、γ−ブチロラクトン等の極性溶媒を使用
することができる。
あるいは、これらに例えば、メタノール、エタノール、
インプロパツール等のアルコール類、トルエン、キシレ
ン等の芳香族炭化水素化合物、アセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、
シクロペン2フフ等ノケトン類、酢酸エチル、プロピオ
ン酸メチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン等のエーテル等の一般的有機溶媒を混合して用い
ることができる。
また、このような有機溶媒で現像残りを生じる場合には
、極性溶媒や一般的有機溶媒に塩基性化合物または塩基
性化合物の水溶液を添加して用いることができる。
塩基性化合物としては、アルカリ金属、4級アンモニウ
ムの水酸化物、炭酸塩、ii炭酸塩、ケイ酸塩、リン酸
塩、ピロ11ン酸塩、酢酸塩、アミン類等が用いられる
これらの具体例としては9例えば、水酸化リチウム、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム
、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、ケイ酸ナトリウム
、す7mナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、酢酸ナト
リウム。
モノエタノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタ
ノールアミン等が挙げられる。
塩基性化合物の水溶液を調整する場合には、上記塩基性
化合物の使用量は、水100重量部に対して0.000
1〜10重量部用いるのが好ましく。
0、005〜1重量部用いるのがより好ましい。
現像により得られた厚膜の樹脂パターンは、その後80
〜450℃の焼き付けすなわちボストキュア、および必
要に応じてさらに活性光線の露光により優れた耐熱性を
有する半導体素子、多層印刷配線板などの眉間絶縁膜、
表面保護膜などに変換し得るもので9本発明の感光性樹
脂組成物は。
主として前述のような微細加工の分野においても非常に
有用である。
(実施例) 次に本発明を実施例および比較例により説明するが1本
発明はこれらに限定されるものではない。
なお1合成例で使用したエチレン性不飽和基を有するイ
ンシアナート化合物(b)は1次のようにして調整した
参考例 温度計、チッ素ガス導入口および攪拌装置を付した20
0m1の4つロフラスコに、λ4−トリレンジインシア
ネート’i17.4 g (0,1モル)乾燥されたメ
チルエチルケトンを100−およびジブチルスズジラウ
レートを2yIQ加え、乾燥チッ素ガス流通下の室温で
攪拌した。
次に、2−ヒドロキシエチルアクリレートを11.6g
(0,1モル)を加え、この溶液を室温下で8時間攪拌
した後、メチルエチルケトンを除去してインシアネート
化合物船を得た。
生成物の”H−NMRスペクトルでは、4.35ppm
’に一0CHhCH20−のシグナルと、5.7〜6.
4ppmに−CH= CI2のシグナルが見られた。
また、生成物のI 11.スペクトルでは、アミド基の
カルボニルの伸縮撮動による吸収が1650cm””に
見られた。得られたインシアナート化合物を’I’ D
 −HE Aと命名した。
合成例1 温度計および攪拌装置を付した1000fntのフラス
コに、フッ素原子を有する芳香族テトラカルボン酸二無
水物として2.2−ビス(λ4−ジカルホキシフェニル
)へキサフルオロブロハ/二無水物(セントラル硝子社
M)133.2gおよび溶媒トl、−(A)−メチル−
2−ピロリドン450gを加え、室温で攪拌した。
次に、この溶液にフッ素原子を有しない芳香族ジアミン
として4.4′−ジアミノジフェニルエーテル(三井東
圧化学社製)60.19を加え、室温で4時間攪拌して
粘稠な重合体溶液を得た。
さらに、この重合体溶液に光遮断下の室温で参考例で得
たインシアナート化合物T D −[I EA43.5
9を加え8時間攪拌した。反応中には、二酸化炭素が発
生した。得られた感光性付加物溶液をPI−1と命名し
た。
合成例2〜24 合成例1と同様にして表1に示した配合量でフッ素原子
を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物−!たはフッ
素原子を有しない芳香族テトラカルボン酸二無水物、フ
ッ素原子を有する芳香族ジアミンまたはフッ素原子を有
しない芳香族ジアミンエチレン性不飽和基を有するイン
シアナート化合物(b)を用いて囚感光性付加物の溶液
PI−2〜24を得た。
実施例1〜48 合成例1〜24で得られた(A)感光性付加物の溶液P
I−1〜PI−24各々1009に対して。
表2に示した配合量で(B)光開始剤、必要に応じて重
合性不飽和化合物を加え、攪拌混合して、実施例1〜4
8に供する均一な感光性樹脂組成物の溶液を得た。
この各溶液を、フィルタ濾過してシリコンウェハー上に
滴下し1回転数2000ppmで30秒間スピンコード
した。
得られた塗膜を80℃で10分間乾燥させ、塗膜の膜厚
を測定した。
次に、塗膜面をパターンマスクし、超高圧水銀灯(8m
W/cm’ )で70秒間露光した。
次に、スプレー式現像機を用い、 N、N−ジメチルア
セトアミドとテトラヒドロフランの等量混合液で50秒
間現像を行った後、5秒間インプロパツールでり/ヌを
行って超高圧水銀灯による照射部分を残し、チッ素スプ
レーによる乾燥によりレリーフパターンを得た。
レリーフパターンの硬化状態は、下式の残膜率によって
調べた。
残存率= (現像後の塗膜の膜厚÷現像前の塗膜の膜厚)X100
次に、チッ素雰囲気下100℃で30分、200℃で3
0分、350℃で30分加熱し、ポリイミドのレリーフ
パターンを得た。得られた結果を表2に示す。
さらに、実施例1〜48で得た感光性樹脂組成物の溶液
をカラス基板に塗布して乾燥後、350℃で1時間加熱
し得られたフィルムをカラス基板から剥離して硬化後の
膜特性を以下に示す方法により評価した。結果を表2に
示す。
(1)引張強度 上記フィルム(膜厚)30cmを幅1cm長さ10cm
程度の試験片にし、この試験片5枚を引張試験機でS−
Sカーブを測定(10mm/m1n)して求めた。
(21M量減少開始温度 上記フィルム10mgを用い、示差熱天秤で空気中昇温
速度10℃/minで測定した。
比較合成例1 合成例1に用いた2、2−ビス(3,4−ジカルボキシ
フェニル)へキサフルオロプロパンニ無水物の代わりに
λ3’、 4.4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物96.69を合成例1と同様にしてN−メチル
−2−ピロリドン6009に溶解し。
4.4′−ジアミノシフニコルエーテル60.1gを加
え、室温で4時間攪拌して粘稠な重合体溶液を得た。さ
らに1合成例1と同様にして、インシアナートエチルメ
タクリレート23.39を加え、8時間攪拌し、感光性
付加物溶液を得た。この感光性付加物溶液をP I −
R,1と命名した。
比較′例1〜6 比較合成例1で得られた感光性付加物溶液PI−R1t
oogに表3に示し走光開始剤および重合性不飽和化合
物を加え、攪拌混合して、比較例1〜6に供する均一な
感光性樹脂組成物の溶液を得た。
この各溶液を、実施例と同様にしてシリコンウェハ上に
塗布し、#1膜を得た。
次に、塗膜面をパターンマスクし、実施例と同様に露光
、現像、リンス等を行ってレリーフパターンを得た。レ
リーフの硬化状態は残膜率によって調べた。
次に、チッ素雰囲気下100℃で30分、200℃で3
0分、350℃で30分加熱し、ポリイミドのレリーフ
パターンを得た。得られた結果を表3に示す。さらに、
比較例2〜4で得た感光性樹脂組成物の溶液をガラス基
板に塗布して乾燥後。
350℃で1時間加熱してフィルムをガラス基板から剥
離して硬化後の膜特性を実施例と同様にして評価した。
結果を衣3に示す。
(発明の効果) 本発明になる感光性樹脂組成物及びこれを用いた感光性
エレメントは、溶解性に優れるとともに。
基材表面において最終硬化膜として形成した際に耐熱性
及び可撓性を合せ持った膜を形成でき、しかも、塩化物
の残存がなく、光透過性が良好で厚膜形成ができる。ま
た、かかる厚膜パターンは誘電率が小さいため層間絶縁
材料として有用である。
Hr、゛・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(A)一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (但し、式中、R_1は4価の芳香族テトラカルボン酸
    残基であり、R_2は2価の芳香族ジアミン残基であり
    、R_1及びR_2の少なくとも一方がフッ素原子を有
    する) で表される繰り返し単位を有する重合体(a)とエチレ
    ン性不飽和基を有するイソシアナート化合物(b)とを
    反応させて得られる感光性付加物 及び (B)光開始剤 を含有する感光性樹脂組成物。 2、請求項1記載の感光性樹脂組成物を基体上に積層し
    てなる感光性エレメント。 3、一般式( I )におけるR_1が、次の一般式(II
    )▲数式、化学式、表等があります▼(II) で表される4価の芳香族テトラカルボン酸残基である請
    求項1記載の感光性樹脂組成物。 4、請求項3記載の感光性樹脂組成物を基体上に積層し
    てなる感光性エレメント。 5、一般式( I )におけるR_2が、次の一般式(II
    I)▲数式、化学式、表等があります▼(III) (但し、式中、X_1、X_2、X_3及びX_4はそ
    れぞれ独立に水素原子またはアルキル基である) で表される2価の芳香族ジアミン残基である請求項1記
    載の感光性樹脂組成物。 6、請求項5記載の感光性樹脂組成物を基体上に積層し
    てなる感光性エレメント。 7、一般式( I )におけるR_2が、次の一般式(IV
    )▲数式、化学式、表等があります▼(IV) (但し、式中、Y_0は酸素原子または硫黄原子であり
    、Y_1Y_2、Y_3及びY_4はそれぞれ独立に水
    素原子またはアルキル基である) で表される2価の芳香族ジアミン残基である請求項1記
    載の感光性樹脂組成物。 8、請求項7記載の感光性樹脂組成物を基体上に積層し
    てなる感光性エレメント。 9、一般式( I )におけるR_1が前記一般式(II)
    で表される4価の芳香族テトラカルボン酸残基であり、
    一般式( I )におけるR_2が前記一般式(III)で表
    される2価の芳香族ジアミン及び前記一般式(IV)で表
    される2価の芳香族ジアミン残基からなる群より選ばれ
    る少なくとも1種の芳香族ジアミン残基である請求項1
    記載の感光性樹脂組成物。 10、請求項9記載の感光性樹脂組成物を基体上に積層
    してなる感光性エレメント。
JP9916889A 1988-12-16 1989-04-19 感光性樹脂組成物及びこれを用いた感光性エレメント Pending JPH02277062A (ja)

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