JPH0296168A - 感光性重合体 - Google Patents

感光性重合体

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JPH0296168A
JPH0296168A JP63129533A JP12953388A JPH0296168A JP H0296168 A JPH0296168 A JP H0296168A JP 63129533 A JP63129533 A JP 63129533A JP 12953388 A JP12953388 A JP 12953388A JP H0296168 A JPH0296168 A JP H0296168A
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photosensitive
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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〕 本発明は新規な感光性耐熱重合体及びその製造法等に関
する。更に詳しくは保存安定性に優れ、高感度である新
規な感光性ポリ(アミド)イミド前駆体、その製造法、
それを含む感光性1合体組成物及びそれを用い念パター
ン化されたポリ(アミド)イミド膜の形成法に関する。
(従来の技術〕 耐熱性感光材料として感光性ポリイミドは半導体の絶縁
膜あるいけパッシベーション膜等ニ広く使用されている
。例えば特開昭54−145794号公報では二重結合
とアミン基又はその4級化塩を含む化合物をポリアミド
酸に混合する方法が提案されている。さらに特開昭55
−45746号公報及び特開昭60−100143号公
報では各々ポリアミド酸のカルボキシル基に不飽和エポ
キシ化合物又は二重結合を有するインシアネート化合物
全反応させる方法が提案されている。また特公昭55−
41422号公報ではポリアミド酸のエステル側鎖に二
重結合などの活性官能基金導入したポリマーが提案され
ている。そして特開昭60−6029号公報ではあらか
じめ二重結合を有するジアミンを合成しておきこれらを
用いてポリイミドを合成する等の方法がそれぞれ提案さ
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記の特開昭54−145794号公報では不安定なポ
リアミド酸溶液に多量のアミノ基又55−45746号
公報及び特開昭60−100143号公報ではポリアミ
ド酸のカルボキシル基に感光性不飽和基含有化合物を反
応させる際にポリアミド酸の一部が分解する等して溶液
の粘度が変化する欠点を有している。また特公昭55−
41422号公報及び特開昭60−6029号公報では
感光性官能基を導入するための工程が複雑であシ多くの
費用を要する。
このように従来の技術には種々の問題があり、この様な
点を解決した感光性材料の開発が要望されていた。
本発明の目的は、保存安定性に優れ、不純物含量が少な
く、かつ感度良好な新規な感光性ポリ(アミド)イミド
前駆体、その容易な製造法、それを含む感光性重合体組
成物及びそれを用いたパターン化されたポリ(アミド)
イミド膜の形成法全提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者等は前記の課題を解決すべく鋭意研究を行なっ
た結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は下記一般式(I)で表わされる反復単
位を含み、溶媒中、温度30±0.01℃、濃度0.5
9/dlで測定された対数粘度数が0,1〜5dl/g
である感光性重合体である。
(式(I)に於いてR1はそれぞれが独立に、3価又は
4価の炭素環式芳香族基または複素環式基、R2はそれ
ぞれが独立に、少なくとも2個の炭素原子を有する脂肪
族基、脂環式基、芳香脂肪族基、炭素環式芳香族基もし
くは複素環式基またはポリシロキサン基、R8は感光性
の不飽和基を有する一価の有機基であり、R4は一価の
有機基であり、mは1又は2、nは0又は1であり、1
≦m 十n≦2の値をとる。)。
この感光性重合体(1)は、)記−船人(′I)で表わ
される反復単位、一般式(I)で表わされる反復単位又
はこの両者を含むポリ(アミド)イソイミドと一般式(
5)で表わされる感光性不飽和基含有二級アミンを温度
θ〜100 ’Cで反応を行なうことにより製造するこ
とができる。
(ただしここにR1、R2、RM、R4及びnは前述の
意味を表わす。) この感光性重合体(1)は下記(イ)、(ロ)、(ハ)
、に)及び溶媒からなる感光性重合体組成物としての用
途を有する。
(イ)上記一般式(I)で表わされる反復単位を含む感
光性1合体 (01前記感光性重合体に対してθ〜2Ofi量%の光
重合開始剤及び増感剤 (ハ)前記感光性重合体に対してθ〜50重量%のジア
ジド化合物 に)前記感光性重合体に対して0〜10重量%の炭素−
炭素二1(結合を有する化合物さらにこの感光性重合体
組成物を使用してパターニングするには、この組成物を
基板上に塗布し、30〜150°Cの温度でプリベーク
を行なった後、マスクを介して化学線を照射し、現像し
、所望により更にリンス又は乾燥の順に処理した後、2
00〜500°Cの温度でボストベーク全行うことによ
りパターン化されたポリ(アミド)イミド膜を形成する
ことができる。
前記−船人(I)で表わされる本発明の感光性重合体は
m=1、n−0の場合には感光性ポリアミドイミド前駆
体であり、m=n5clの場合及びm−2、n−0の場
合にはどちらも感光性ポリイミド前駆体である。
これらの感光性重合体を製造する方法を以下に詳述する
ポリ(アミド)インイ、ミドは、テトラカルボン酸二無
水物、トリカルボン酸無水物(その誘導体を含む。以下
同じ。)又はこの両者とジアミンの反応生成物t−Pr
oceedings of 5econdIntern
ational Conference on Pol
yimides(1985)p631に記載されている
方法により反応させることにより容易に製造することが
できる。
これらのテトラカルボン酸二無水物、トリカルボン酸無
水物及びジアミンを各々−船人(V)、(Vり及び(至
)で表わしこれらについて以下詳述する。
金環(これらの環は、直接または橋かけ基を通して互い
に結合する)を有する多環式芳香族基である。
上記の橋かけ基としては、例えば、次の基が適尚である
−0−−CH2−CHt−−CHt−CH寓CH−−C
H−−C−−03F、−−8−8−−8O−Q 1  
 cal −8Ot−SO!N−−CO−−〇−0−(ただしYは
H又はCtである。) NHt R2−NHt   ・・・(至)R1が炭素環
式芳香族基である場合、この基は好ましくは、少なくと
も一個の六員環を有する。R1は、特に、単環式芳香族
基、縮合多環式芳香族基、または数個の縮合環もしくは
非線−N工N−−N=N−−NQ”−C−Q’−C−N
Q”−又は−〇−8t −0− 上記式中、Qlは、場合によってはハロゲン原子(好ま
しくはフッ素原子)−個もしくはそれ以上で置換された
、炭素原子数1ないし6、好ましくは1ないし4のアル
キル基もしくはアルキレン基を表わすか、あるいはシク
ロアルキル基、アリール基またはアリーレン基金表わし
、Q2は、水素原子、シクロアルキル基またはアリール
基を表わすか、あるいは場合によってはハロゲン原子−
個もしくはそれ以上で置換された炭素原子数1ないし4
のアルキル基を表わす。
また、Ql及びQ2は、上記の基が互いに、二個の橋か
け基、例えば二個の一3Ot−基を通して結合してなる
基でもよい。
R1が検素環式基を表わす場合、それらの例として特に
挙げられるのは、酸素、窒素及び(またはイオウを含む
)五員環もしくは六員環の複素環式芳香族基、またはそ
れらとベンゼン核との縮金環弐基である。
R1が表わす炭素環式芳香族基もしくは複素環式基は、
また、例えばニトロ基、炭素原子数1ないし4のアルキ
ル基、トリフルオルメチル基、ハロゲン原子(特にフッ
素原子)、シリル基またはスルファモイル基などの一個
以上で置換されたものであってもよい。
R1が表わす基は、非置換でも、あるいは例えばハロゲ
ン原子(例えば、フッ素、塩素または臭素)、または炭
素原子数1ないし4のアルキル基もしくはアルコキシ基
などの一個以上で置換されたものでもよい。
R2が炭素環式芳香族基である場合、好ましいそれらの
例としては、単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、ま
たは非縮合二環式芳香族基が挙げられる。この非縮合二
環式基の場合は、芳香環が互いに橋かけ基を通して結合
している。
この場合、可能な橋かけ基は、R1の説明のところで挙
げた基と同じものである。
R2が複素環式基である場合、それは、特に、0、N及
び(!!、たけ)Sを含む五員環もしくは六員環の複素
環式芳香族基である。
また、R2が脂肪族基である場合には、特に、炭素原子
数2ないし12のアルキレン基、またはそれらのアルキ
レン鎖中にベテロ原子、例えばO,SまたはN原子が介
在したアルキレン基がそれらの例として挙げられる。
R2が脂環式入幕である場合の例として挙げられるもの
は、シクロヘキシル基またはジシクロヘキシルメタン基
などであり、一方、芳香脂肪族基である場合の例として
特に挙げられるものは、1・3−1・4−もしくは2・
4−ビス−アルキレンベンゼンの基、4・4′−とスー
アルキレンージフェニル基、及び4・4′−ヒス−アル
キレン−ジフェニルエーテル基でアル。
R1については、それぞれのR1が互いに独立に、非置
換単環式芳香族基、非置換縮合多環式芳香族基、または
非置換非縮合二環式芳香族基を表わすのが好ましい。上
記最後の基は、芳香環が互いに、−〇−または−CO−
の橋かけ基を通して結合してなる基である。
一方、R”については、それぞれのR2が互いに独立に
、場合によってはハロゲン原子または炭素原子数1ない
し4のアルキル基もしくはアルコキシ基の一個以上を置
換基として有する、単環式芳香族基もしくは非縮合二環
式芳香族基であるか、あるいは非置換単環式芳香脂肪族
基または炭素原子数2ないし10の非置換脂肪族基であ
るのが好ましい。
R2がポリシロキサン基である場合次式面で表わされる
Ra   R6 Ra     Re ここにR5は独立に−(CH,)−1 −(CH2)s−Q、−(、CH,>、−o−qまたは
−6であシ(ただしSは1〜4の整数を示す。)、R6
は独立に炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基または
炭素数7〜12個のアルキル置換フェニル基金表わし、
tはl≦t≦100の値をとる。
前記式(V)で表わされるテトラカルボン酸二無水物の
例としては、以下のものが挙げられる。
ピロメリット酸二無水物、 3・3′・4・4′−ベンゾフェノン−テトラカルボン
酸二無水物、 2・3・3′・4′−ベンゾフェノン−テトラカルボン
酸二無水物、 2・2′・3・3′−ベンゾフェノン−テトラカルボン
酸二無水物、 3・3′・4・4′−ジフェニル−テトラカルボン酸二
無水物、 2・2′・3・3′−ジフェニル−テトラカルボン酸二
無水物、 ビス(2・3−ジカルボキシフェニル)−メタンニ無水
物、 ビス(3・4−ジカルボキシフェニル)−メタンニ無水
物、 2・2−ビス(2・3−ジカルボキシフェニル)−プロ
パンニ無水物、 ビス(3・4−ジカルボキシフェニル)−ニーテルニ無
水物、 ビス(3・4−ジカルボキシフェニル)−スルホンニ無
水物、 N−N−(3・4−ジカルボキシフェニル)−N−メチ
ルアミンニ無水物、 3・3′・4・4′−テトラカルボキシペンゾイルオキ
シベンゼンニ無水物、 2・3・6・7−ナフタリン−テトラカルボン酸二無水
物、 1・2・5・6−ナフタリン−テトラカルボン酸二無水
物、 チオフェン−2・3・4・5−テトラカルボン酸二無水
物、 ピラジン−2・3・5・6−テトラカルボン酸二無水物
、 ピリジン−2・3・5・6−テトラカルボン酸二無水物
、 2・3・3′・4′−ビフェニルテトラカルボン m 酸二無水物、 2・2−ビス(3・4−ジカルボキシフェニル)へキサ
フロロプロパン。
前記式(V′)で表わされるトリカルボン酸無水物とし
ては、トリメリット酸無水物、トリメリット酸無水物ク
ロライドが特に好ましい。
前記式(至)で表わされるジアミン類としては、公知の
化合物が用いられる。
炭素環式芳香族ジアミン類の例としては特に次の化合物
が挙げられる。
o−lm−及びl)−フェニレンジアミン、ジアミノト
ルエン類(例えば、2・4−ジアミノトルエン)、1・
4−ジアミノ−2−メトキシベンゼン、2・5−ジアミ
ノキシレン類、1・3−ジアミノ−4−クロルベンゼン
、1・4−ジアミノ−2・5−ジクロルベンゼン、1・
4−ジアミノ−2−ブロムベンゼン、1・3−ジアミノ
−4−イソプロピルベンゼン、N−N’−ジフェニル−
1・4−フェニレンジアミン、4・4′−ジアミノジフ
ェニル−2・2−プロパン、4・4′−ジアミノジフェ
ニルメタン、2・2′−ジアミノスチルベン、4・4′
−ジアミノスチルベン、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−チオエー
テル、4・4′−ジアミノジフェニルスルホン、3・3
′−ジアミノジフェニルスルホン、4・4′−ジアミノ
安息香酸フェニルエステル、2・2′−ジアミノベンゾ
フェノン、4・4−ジアミノベンゾフェノン、4・4′
−ジアミノベンジル、4−(4′−アミノンエニルカル
バモイル)−アニリン、ビス(4−アミノフェニル)−
ホスフィンオキシト、ビス(4−アミノフェニル)−メ
チル−ホスフィンオキシト、ビス(3−アミノフェニル
)−メチルスルフィンオキシド、ビス(4−アミノフェ
ニル)−フェニルホスフィンオキシト、ビス(4−アミ
ノフェニル)−シクロヘキシルホスフィンオキシト、N
−N−ビス(4−アミノフェニル)−N−フェニルアミ
ン、N−N−ビス(4−アミノフェニル)−N−メチル
アミン、4・4′−ジアミノジフェニル尿素、1・8−
ジアミノナフタリン、1・5−ジアミノナフタリン、1
・5−ジアミノアントラキノン、ジアミノフルオランテ
ン、ビス(4−アミノフェニル)−ジエチルシラン、ビ
ス(4−アミノフェニル)−ジメチルシラン、ビス(4
−アミノフェニル)−テトラメチルジシロキサン、3・
4’−−)アミノジフェニルエーテル、ベンジジン、2
・2’−ジメチルベンジジン、2・2−ビス(4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、ビス(4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、4・4
/ ++ ヒス(4−7ミノフエノキシ)ビフェニル、
2・2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
〕へキサフロロプロパン、1・4−ビス(4−アミノフ
ェノキシ)ベンゼン、1・3−ビス(4−7ミノフエノ
キシ)ベンゼン。
複素環式ジアミン類は、例えば次の化合物である。
2・6−ジアミノベンジル、2・4−ジアミノピリミジ
ン、2・4−ジアミノ−5−)リアジン、2・7−リア
ミツージベンゾフラン、2・7−リアミツカルバゾール
、3・7−リアミツフエノチアジン、2・5−ジアミノ
−1・3・4−チアジアゾール、2・4−ジアミノ−6
−フェニル−5−)リアジン。
また、脂肪族ジアミンの例として挙げられるのは、次の
化合物である。
ジメチルジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチ
レンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレ
ンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレン
ジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミ
ン、2・2−ジメチルプロピレンジアミン、2・5−ジ
メチルへキサメチレンジアミン、2・5−ジメチルへブ
タメチレンジアミン、4・4−ジメチルへブタメチレン
ジアミン、3−メチルへブタメチレンジアミン、3−メ
トキシへブタメチレンジアミン、5−メチルノナメチレ
ンジアミン、2・11−ジアミノドデカン、1・12−
ジアミノオクタデカン、1・2−ビス(3−アミノ−汐
 − プロポキシ)−エタン、N−N’−ジメチル−エチレン
ジアミン、N−N’−ジエチル−1・3−ジアミツプロ
パン、N−N’−ジメチル−1・6−ジアミツヘキサン
、式: %式% ジアミン、式: HtN (CHt )sNH*で表わ
されるジアミン。
さらに、脂環式ジアミンとして適当な化合物は、1・4
−ジアミノシクロヘキサン及び4・4′−ジアミノ−ジ
シクロヘキシルメタンであり、芳香脂肪族ジアミンとし
ては1・4−ビス(2−メチル−4−アミノペンチル)
−ベンゼン、1・4−ビス(1・1−ジメチル−5−ア
ミノペンチル)−ベンゼン、1・3−ビス(アミノメチ
ル)−ベンゼン及び1・4−ビス(アミノメチル)−ベ
ンゼンが適当である。
さらに、ジアミノポリシロキサンとして次の化合物を挙
げることができる。
CH3 CH3 CH。
CHt CH3 CHt CHt  Hs H8 OH。
CHt Hj CH。
CHt −公一 一 ムー C*Hs   CtHs 前記−船人(ト)で表わされる感光性不飽和基含有二級
アミンについて説明する。
130例を以下に示す。
−(CHt ) s −CH=CHt、(Jla   
   O −CHz−CCHt  0−C−CH=CHt 0CH
(ただしここにSは1.2又は3の値をとる。)R4は
R3又は炭素数1〜10の脂肪族基、脂環式基、芳香族
基又は芳香脂肪族基を表わす。
−船人面で表わされる二級アミンについて次の化合物を
例示することができる。
Hg 加 − o  CH。
本発明の感光性重合体を製造する際の好ましい溶媒(以
下反応溶媒と言うことがある。)として次のものを挙げ
ることができる。
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、ピリジン、ジメチルスル
ホン、ヘキサメチルホスホルアミド、メチルホルムアミ
ド、N−アセチル−2−ピロリドン、エチレングリコー
ルモノメチルエーテル、エチレンクリコールモノエチル
エーテル、エチレングリコールモツプチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、シクロ
ヘキサノン、クレゾール、γ−ブチロラクトン、N−N
−ジエチルアセトアミド、N−N−ジメチルホルムアミ
ド、N−N−ジメチルメトキシアセトアミド、テトラヒ
ドロフラン、N−アセチル−2−ピロリドン、N−メチ
ル−ε−カプロラクタム、テトラヒドロチオフェンジオ
キシド〔スルホラン(5ulpholane ) ) 
捷た、この反応は、上記した如き有機溶媒を混合して得
られる混合溶媒中でも行うことができる。さらに、上記
の如き好ましい有機溶媒を、他の非プロトン性(中性)
有機溶媒、例えば芳香族、脂環式もしくは脂肪族炭化水
素またはそれらの塩素化誘導体(例えば、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン類、シクロヘキサン、ペンタン、ヘキ
サン、石油エーテル、塩化メチレンなど)、またはジオ
キサンで希釈したものを用いることもできる。
上記した溶媒の存在下公知の方法により上記酸無水物及
びジアミンからポリ(アミド)アミド酸を合成すること
ができる。
この場合基板に対する接着性を向上することを目的にポ
リマー末端に下記式(■)で表わされるアミノシランを
導入することができる。
NH2−R’ −S i R88k Xk   ・・・
(■)(ここにR7は−(CH2)s−−<cHt>8
−@”、−CCH2>8−o−@またはにオであり、(
ただし、ここに8は1〜4の整数を表わす。)、R6は
独立に炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基または炭
素数7〜12のアルキル置換フェニル基を表わし、Xは
独立に加水分解性のアルコキシ基、アセトキシ基または
ハロゲンを表わし、kは1≦に≦3の値をとる。)。
次に弐〇柑)で表わされるアミノシランとしては次の化
合物を挙げることができる。
アミノメチル−ジ−n−プロポキシ−メチルシラン、(
β−アミノエチル)−ジ−n−プロポキシ−メチルシラ
ン、(β−アミノエチル)−ジェトキシ−フェニルシラ
ン、(β−アミノxaf−p、 ) −) リ−n−フ
ェニルシラン、(β−アミノエチル)−ジメトキシ−メ
チルシラン、(γ−アミノプロピル)−ジ−n−プロポ
キシ−メチルシラン、(γ−アミノプロピル)−ジ−n
−ブトキシ−メチルシラン、(γ−アミノプロピル)−
トリメトキシシラン、(γ−アミノプロピル)−トリエ
トキシシラン、(γ−アミノプロピル)−ジ−n−ペン
トキシ−フェニルシラン、(γ−アミノプロピル)−メ
トキシ−加 − −n−グロボキシーメチルシラン、(δ−アミノブチル
)−ジメトキシ−メチルシラン、(3−アミノフェニル
)−ジ−n−プロポキシ−メチルシラン、(4−アミノ
フェニル) −) IJ −n−プロポキシシラン、(
β−(4−7ミノフエニル)−エチルツージェトキシ−
メチルシラン、〔β−(3−7ミノフエニル)−エチル
〕−シーn−7’ロボキシーフェニルシラン、(r−(
4−アミノフェニル)−プロピル)−シーn−プロポキ
シ−メチルシラン、〔γ−(4−アミノフェノキシ)−
プロピルツージ−n−プロポキシ−メチルシラン、(γ
−(3−アミノフェノキシ)−プロピルツージ−n−ブ
トキシ−メチルシラン、(γ−アミノプロピル)−メチ
ル−ジメトキシシラン、(γ−アミノプロピル)−メチ
ル−ジェトキシシラン、(γ−アミノプロピル)−エチ
ル−ジ−n−プロポキシシラン、4−アミノフェニル−
トリメトキシシラン、3−アミノフェニルトリメトキシ
シラン、4−アミノフェニル−メチル−ジ−メトキシシ
ラン、3−アミノフェニル−ジ−メチル−メトキシシラ
ン、4−アミノフェニル−トリーエトキシシラン。
それ以外にもポリ(アミド)アミド酸の分子量會コント
ロールすることを目的に一官能性の酸無水物又はアミン
を添加して反応を行なうこともできる。その様な化合物
の例として以下の化合物を例示できる。
無水フタル酸、無水マレイン酸、アニリン、モノアリル
アミン等。
このようにして合成されたポリアト酸は前記Proce
eding of 5econd Internati
onal Conferenceon Polyimi
deiに記載されている方法により例、tばN−N’−
ジシクロへキシルカルボジイミドあるいはトリフロロ無
水酢酸等の脱水剤により容易にポリイソイミドに変換さ
れる。この場合反応条件により一部イミド基が形成され
る場合もある。
脱水剤としてN −N’−ジシクロへキシルカルボジイ
ミドを使用し、ポリアミド酸との反応例を上に示したが
、必ずしも全てのアミド酸をイソイミドに変換する必要
はない。しかしながらポリマー中に於けるイソイミドの
割合が減少すると、付加する感光性基の割合も減少する
ため感度が低下する。従って可能な限りイソイミドに変
換しておくのが好ましい。
次にこのポリ(アミ、ド)イソイミドに弐■で表わされ
る二級アミンを添加して反応溶媒の存在下に反応を行な
う。添加する二級アミンはイソイミドに対して当モル以
上でも又は以下でも一羽 − 良いが大体当モル近辺が好ましい。反応温度は0〜10
0℃、好ましくは10〜30℃位である。反応時間は0
.2〜30時間が好ましく、より好ましくは1〜10時
間位である。
この様にして一般式(I)で表わされる本発明の感光性
1合体が得られる。この重合体の対数粘度数は0.1〜
5dl/gの範囲が成膜性の点から好ましい。ここで対
数粘度数とは次式で表わされるηinhである。
(ことでηはウベローデ粘度計を使用し、溶媒中テ温度
30+0.01℃、濃度0.59/dlで測定した値で
あり、η0は同粘度計を使用し、同温度における同溶媒
の測定値であり、Cは濃度0.59/diである。) 本発明の感光性重合体は溶液のまま保存することもでき
るが、この溶液を多量の非溶媒中に添加し、ポリマーを
析出させた後、ろ別乾燥して得られる粉末状あるいは塊
状の固体としても一讃 − 保存することができる。
本発明の感光性重合体組成物は前記(イ)、(ロ)、(
ハ)、に)及び溶媒より構成される。
(イ)に記載された感光性重合体は前記一般式(1)で
表わされる反復単位を含むが、必ずしもこの反復単位が
100%である必要はない。しかし実用的にはこの反復
単位が全反復単位の30モル%以上存在する方が好まし
い。一般式(1)で表わされる反復単位以外の反復単位
としてはfPK規定する必要線ないが、下記に示される
反復単位の1種又は数種から構成されるのが実際的であ
る。
感光性重合体組成物中の感光性重合体の濃度は2〜50
重景%、好ましくは10〜30重量%が好ましい。
(ロ)に記載された光重合開始剤及び増感剤としては下
記の化合物を例示することができ、これらの一種又は数
種を混合して使用することができる。
ベンゾイン、ベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、p
−p’−ジメチルベンゾフェノン、4・4′−ビス(ジ
エチルアミノベンゾフェノン)、ミヒラーズケトン、2
−ニトロフルオレン、5−ニトロアセナフテン、4−ニ
トロ−1−ナフチルアミン、アントロン、1・9−ベン
ズアントロン、ジペンザルアセトン、アントラキノン、
2−メチルアントラキノン、1−ニトロピレン、1・8
−ジニトロピレン、ピレン−ドローキノン、シアノアク
リジン、ベンゾキノン、1・2−ナフトキノン、1・4
−ナフトキノン、1・2−ベンズアントラキノン1゜ 光重合開始剤及び増感剤の添加量は感光性重合体の0〜
20重量%、好ましくは0〜10重量5である。
(ハ)に記載されたジアジド化合物としては下記の化合
物を例示することができ、これらの一種又は二種以上を
混合して使用することができる。
2・6−ジ(p−アジドベンザル)−4−メチルシクロ
ヘキサノン、2・6−ジ(p−アジドヘンザル)シクロ
ヘキサノン、4・4′−ジアジドカルコン、4・4′−
ジアジドベンザルアセトン、4・4′−ジアジドスチル
ベン、4・4′−ジアジドベンゾフェノン、4・4′−
ジアジドジフェニルメタン、4・4′−ジアジドジフェ
ニルアミン。
ジアジド化合物の添加量は感光性重合体に対して0〜5
0重葉%、好ましくは0〜20重量%である。
に)に記載された炭素−炭素二重結合を有する化合物と
しては下記の化合物を例示することができ、これらの一
種又は数11ヲ混合して使用することができる。
ブチルアクリラート、シクロヘキシルアクリシート、ジ
メチルアミノエチルメタクリラート、ベンジルアクリラ
ート、カルビトールアクリラ−)、2−エチルへキシル
アクリラート、2−エチルへキシルメタクリラート、ラ
ウリルメタクリラート、2−ヒドロキシエチルアクリラ
ート、2−ヒドロキシエチルメタクリラート、2−ヒド
ロキシプロピルアクリラート、2−ヒドロキシプロピル
メタクリラート、グリシジルメタクリラート、N−メチ
ロールアクリルアミド、N−ジアセトンアクリルアミド
、N −N’−メチレンビスアクリルアミド、N−ビニ
ルピロリドン、エチレングリコールシアクリラード、ジ
エチレングリコールジアクリラート、トリエチレングリ
コールジアクリラート、ブチレングリコールシアクリラ
ード、ブチレングリコールジメタクリラード、ネオペン
チルグリコールシアクリラード、ネオペンチルグリコー
ルジメタクリ−あ − ラード、1・4−ブタンジオールシアクリラード、1・
6−ヘキサンシオールジアクリラート、1・6−ヘキサ
ンシオールジメタクリラート、ペンタエリスリトールジ
アクリラート、ペンタエリスリトールトリアクリラート
、トリメチロールプロパントリアクリラート、トリメチ
ロールプロパントリメタアクリラート。
炭素−炭素二重結合を有する化合物の添加量は感光性重
合体に対して0〜10重量%、好ましくは0〜5重量%
である。
その他に架橋助剤として感光性重合体に対して10g量
%以下のペンタエリスリトールテトラ(3−メルカプト
プロピオネート)又はペンタエリスリトールテトラ(メ
ルカプトアセテート等の公知の多価チオール類、染料、
顔料等の副素材を添加することもできる。
(イ)、(ロ)、(ハ)及びに)に記載される化合物を
前記反応溶媒に上述した混合比で溶解させるととKより
本発明の感光性重合体組成物が得られる。
次に本発明の重合体組成物を用いたパターン化されたポ
リ(アミド)イミド膜の形成法について説明する。本発
明の重合体組成物はスピンコード、浸漬又は噴霧印刷等
の公知の方法によりシリコンウェハー、金属板、プラス
チック板、あるいはガオス板等の基板上に塗布すること
が可能である。塗膜は電気炉あるいはホットプレート等
の加熱手段音用い30〜150°Cの温度で数分〜数十
分プリベークを行なうことにより塗膜中の大部分の溶媒
の除去を行なう。この塗膜にネガマスクを置き、化学線
を照射する。化学線としてはX線、電子線、紫外線、遠
紫外線あるいは可視光線などが例として挙げられるが、
紫外線又は遠紫外線が特に好適である。ついで未露光部
を現像液で溶解除去するととKよりレリーフ・パターン
をうる。現像液は反応溶媒中より選択することができる
がこれと本発明の感光性重合体の非溶媒であるメタノー
ル、エタノールあるいはプロパツール等の低級アルコー
ルとの混合液を使用することもできる。所望により上記
非溶媒中でリンスし、さらに所望により150°C以下
の温度で乾燥を行ないレリーフ・パターンの安定化を行
なうことができる。またプリベーク後のいずれかの時点
で基板からフィルムをはがし、単独のフィルムとして使
用することもできる。現像によ多形成されたレリーフ・
パターンのポリマーは前駆体の形であるため、これを上
記加熱手段により200〜500℃、好ましくは300
〜400℃の温度で数十分〜数時間加熱するととにより
パターン化されたポリ(アミド)イミド膜が形成される
。この場合の化学反応は下記に示す通りである。感光成
分は熱分解により揮散してポリ(アミド)イミドが形成
される。
↓ この様にして本発明の感光性重合体からノ(ターン化さ
れた耐熱性のポリ(アミド)イミド膜を得ることができ
る。
本発明の感光性重合体は電子材料用途、特に半導体のパ
ッシベーション膜、プリント回路等に適用可能である。
(実施例〕 以下に実施例によって本発明を更に具体的に説明するが
、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるも
のではない。
最初に各実施例において使用するポリ(アミド)イソイ
ミドの製造例を参考例として述べる。
参考例1 かくはん装置、滴下ロート、温度計、コンデンサーおよ
び窒素置換装置を付した11の7ラ−稔 − スコを恒温槽中に固定した。このフラスコに脱水精製し
た500fのN−メチル−2−ピロリドン(以下NMP
と略記する。)60.39F(0,302モル)の4・
4′−ジアミノジ7工二ルエーテル(以下DDEと略記
する。)及び146f(0,0431モル)のモノアリ
ルアミンを投入し、かくはんを続は溶解させた。この溶
液に104.13F(0,323モル)の3・3′・4
・4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(以
下BTDAと略記する。)を添加し20〜30℃で10
時間反応を行ない、末端にモノアリルアミンが付加した
ポリアミド酸を得た。この溶液に138.27F(0,
646モル)のN −N’−ジシクロへキシルカルボジ
イミド(以下DCCと略記する。)を添加し、この温度
でさらに10時間反応を行なったところN・N′−ジシ
クロへキシルウレアの白色沈殿が析出した。この白色沈
殿をろ別し、ろ液を多量のアセトン中に滴下したところ
、ポリイソイミドが析出した。これをろ別し、50℃で
一昼夜減圧乾燥することによりポリイソイミドを単離し
た。
参考例2 参考例1と同様の装置及び方法で500fのN −N’
−ジメチルアセトアミド中に64.89F(0,150
モル)のビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
)スルホンを溶解させ、これに58.7110.167
モル)のBTDAを添加して15〜20℃で8時間反応
を打力った後、6.40f(0,0300モル)の4−
アミノフェニルトリメトキシシランを添加し、さらに3
時間反応を行なうことにより、末端にシランが付加した
ポリアミド酸を得た。この溶液に70g(0,339モ
ル)のDCCを添加し、30〜40℃の温度で10時間
反応を行なったところ、N−N’−ジシクロへキシルウ
レアの白色沈殿が析出した。この白色沈殿をろ別した後
、ろ液を参考例1と同様の処理を行なうことによυポリ
イソイミドを単離した。
参考例3 参考例1と同様の装置及び方法で500gのNMP中に
88.82F(0,388モル)の4・4′−ジアミノ
ジフェニルサルファイド金溶解させ、これに67.61
 f (0,310モル)のピロメリット醗二無水物を
添加して、15〜20℃で5時間反応を行なった後、1
5.20f(0,155モル)の無水マレイン酸を添加
して、さらに5時間反応を行なうことにより、末端に無
水マレイン酸が付加したポリアミド酸を得た。
この溶液に128.78f/(0,600モル)のDC
Cを添加し、20〜30℃の温度で10時間反応を行な
ったととる、N −N’−ジシクロへキシルウレアの白
色沈殿が析出した。この白色沈殿をろ別した後、ろ液を
参考例1と同様の処理を行なうことにより、ポリアミド
酸の一部をイソイミドに変換したポリイソイミドを単離
した。
参考例4 参考例1と同様の装置及び方法で50ofのNMP中に
68.79F(0,319モル)のDDEを溶解させ、
これに61.21 f (0,319−柘 − モル)のトリメリット酸無水物を添加し、20〜30℃
で5時間反応を行ない両者の付加反応物を得た。これに
131.62F(0,638モル)のDCC′t−添加
し、さらに20時間反応を行なうことにより、アミド酸
のイソイミドへの変換と末端アミン基とカルボキシル基
の縮合全同時に行なうことによりポリアミドイソイミド
を含む溶液を得喪。この溶液から、析出しているN・N
′−ジシクロへキシルウレアをろ別した後、ろ液を参考
例1と同様の処理全行なうことによりポリアミドイソイ
ミドを単離した。
参考例5 参考例1と同様の装置及び方法で50ofのNMP中に
38.38y(0,0813モル)の2・2−ビス(4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン及び3
9.23FI(0,0813モル)の2・2−ビス(4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕へキサフロロプ
ロパンヲ溶解させ、これに52.40f(0,163モ
ル)のBTDAを添加し10〜15°Cで10時間反応
−荀 − を行なうことによりポリアミド酸を得た。この溶液に6
7.25F(0,326モル)のDCCを添加し、この
温度で15時間反応を行なったところ、N −N’−ジ
シクロへキシルウレアの白色沈殿が析出した5、この白
色沈殿をろ別した後、ろ液を参考例1と同様の処理を行
なうことにより、ポリイソイミドを単離した。
参考例6 参考例1と同様の装置及び方法で500fのNMP中に
58.64F(0,184モル)の1・3−ビス(4−
アミノフェノキシ)ベンゼン及び2.40f(0,00
966モル)の1・3−ビス(3−アミノプロピル)テ
トラメチルジシロキサンを溶解させ、これに69.15
1 (0,198モル)のジフェニルスルホン−3・3
′・4・4′−テトラカルボン酸二無水物を添加し、2
0〜30″Cで10時間反応を行なうことによりポリア
ミド酸を得た。この溶液に79.63F(0,386モ
ル)のDCCを添加し、この温度で20時間反応を行な
ったところ、N−N’−ジシクロヘキシルウレアの白色
沈殿が析出した。
この白色沈殿をろ別した後、ろ液を参考例1と同様の処
理を行なうことにより、ポリイソイミドを単離した。
実施例1 かくはん装置、滴下ロート、温度計、コンデンサーおよ
び窒素置換装置を付した2 00 mlのフラスコを恒
温槽中に固定した。このフラスコに脱水精製した50f
のNMP、50fのγ−ブチロラクトン及び20fの参
考例1で合成したポリイソイミドを投入し、かくはんを
続は溶解させた。この溶液に8.18F(0,0842
モル)のジアリルアミンを添加し40〜50℃で5時間
反応を行なった。反応液を多量のアセトン中に滴下した
ところ、本発明の感光性重合体が析出した。これをろ別
し、50℃で一星夜減圧乾燥することにより単離した。
得られた本発明の重合体のNMP中での対数粘度数は1
.21di/glであった。この重合体の赤外線吸収ス
ペクトルを第1図に示す。
実施例2 実施例1と同様の装置及び方法で10ofのNMP中に
20f/の参考例2で合成し九ポリイソイミドを投入し
、かくはんを続は溶解させた。
この溶液に5.66F(0,0583モル)のジアリル
アミンを添加し、20〜30℃で12時間反応を行なっ
た。反応液を実施例1の場合と同様に処理したところ本
発明の感光性重合体が単離された。この重合体のNMP
中での対数粘度数は0.554t/Iであった。
実施例3 実施例1と同様の装置及び方法で100gのNMP中に
2Ofの参考例3で合成したポリイソイミドを投入し、
かくはんを続は溶解させた。
この溶液に6.91F(0,0712モル)のジアリル
アミンを添加し、15〜20°Cで20時間反応を行な
った。反応液を実施例1の場合と同様に処理したところ
本発明の感光性重合体が単離された。この1合体のNM
P中での対数粘度数は0.42dl/9であった。
49一 実施例4 実施例1と同様の装置及び方法で100fのN M P
中に209の参考例4で合成したポリイソイミドを投入
し、かくはん金続は溶解させた。
この溶液に5.45F(0,0561モル)のジアリル
アミンを添加し、10〜15°Cで5時間さらに60℃
に昇温しで2時間反応を行なった。
反応液を実施例1の場合と同様に処理したところ、本発
明の感光性重合体が単離された。この重合体のNMP中
の対数粘度数は0.38dllfであった。
実施例5 実施例1と同様の装置及び方法で100fのNMP中に
2Ofの参考例5で合成したポリイソイミドを投入し、
かくはんを続は溶解させ念。
この溶液に5.56f(0,0572モル)のジアリル
アミンを添加し、30〜40°Cで8時間反応を行なっ
た。反応液を実施例1の場合と同様に処理したところ、
本発明の感光性重合体が単離された。この重合体のNM
P中の対数粘度数−美 − は1.80dl/gであった。
実施例6 実施例1と同様の装置及び方法で10ofのNMP中に
20fの参考例6で合成したポリイソイミド舎投入し、
かくはんを続は溶解させた。
この溶液に6゜60g(0,0679モル)のジアリル
アミンを添加し、30〜40°Cで10時間反応を行な
った。反応液を実施例1の場合と同様に処理したところ
、本発明の感光性重合体が単離された1、この重合体の
NMP中の対数粘度数は0.94dl/gであった。
実施例7 実施例1〜6で合成した本発明の感光性重合体4.5g
を25.5gのNMPに溶解させ、この溶液に第1表に
示す光重合開始剤、増感剤、ジアジド化合物及び/又は
炭素−炭素二重結合を有する化合物等を添加し本発明の
感光性重合体組成物を調製した。この組成物をシリコン
ウェハー上にスピンコードし、80℃、1時間プリベー
クを行なうことによシ均一な膜を形成せしめた。次にマ
スクを通して超高圧水銀灯(20mW/d)で種々の照
射時間で露光し穴。これtNMP4容、エチルアルコー
ル1容の混合液に浸漬することにより現像を行ない、エ
チルアルコール中でリンスし、乾燥した。このようにし
て鮮明なレリーフパターンを得た。塗布膜厚を残存膜厚
で規格した値で0.5ヲ与える霧光量を感度とし第1表
に示した。これを200°Cで30分間、さらに400
°Cで1時間電気炉中で焼成を行なった結果、パターン
はくずれることはなかった。ポリマーの赤外線吸収スペ
クトルによるといづれの感光性重合体も焼成後はポリ(
アミド)イミドに変換されていた。実施例7−1のポリ
マー(焼成後)の赤外線吸収スペクトルを第2図に示す
。さらに本発明の感光性重合体の経時安定性を調べるた
めに、前記感光性重合体組成物について、調製直後及び
室温に1か月装置したときの各々の回転粘f )を測定
し、その経時変化を調べた。なお、本実施例の感光性組
成り及び測定結果の詳細全第1表に示す。
※)回転粘度とはE型粘度計(株式会社東京計器製VI
SCONICEMD (商標))ヲ使用して、温度25
°Cで測定した粘度である。
比較例1 実施例1と同様の装置及び方法で、1ooyのNMP、
t2.34f(0,0383モル)のBTDA及び7.
66y(0,0383モル)のDDEより対数粘度数I
Adl/gのポリアミド酸溶液を合成した。この溶液に
14.19N(0,0766モル)のジメチルアミノエ
チルメタクリレ−トラ混合し感光性重合体溶液とした。
この溶液soy’eとり第1表に示す添加剤を加えて感
光性重合体組成物とし、実施例7と同様にして感光性試
験及び感光性重合体の経時安定性の測定を行なった。そ
の結果を第1表に示す。
−団 − 【発明の効果〕 本発明の新規な感光性重合体は本発明の製造法により容
易に製造するととができ、また適切な添加剤を適量加え
溶剤にとかした溶液である本発明の感光性1合体組成物
は実用上十分な感度を有し、良好なパターンを形成する
ことができる。また本発明の感光性重合体組成物は保存
安定性にすぐれるため膜厚の経時的な変動が少ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得られた本発明の感光性1合体の赤
外線吸収スペクトル、第2図は実施例7−1のポリマー
(焼成後)の赤外線吸収スペクトルである。 以上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式( I )で表わされる反復単位を含み
    、溶媒中、温度30±0.01℃、濃度0.59/dl
    で測定された対数粘度数が0.1〜5dl/gである感
    光性重合体。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) (式( I )に於いてR^1はそれぞれが独立に、3価
    又は4価の炭素環式芳香族基または複素環式基、R^2
    はそれぞれが独立に、少なくとも2個の炭素原子を有す
    る脂肪族基、脂環式基、芳香脂肪族基、炭素環式芳香族
    基もしくは複素環式基またはポリシロキサン基、R^3
    は感光性の不飽和基を有する一価の有機基であり、R^
    4は一価の有機基であり、mは1又は2、nは0又は1
    であり、1≦m+n≦2の値をとる。)
  2. (2)下記一般式(II)で表わされる反復単位、一般式
    (III)で表わされる反復単位又はこの両者を含むポリ
    (アミド)イソイミドと一般式(IV)で表わされる感光
    性不飽和基含有二級アミンを温度0〜100℃で反応を
    行なうことを特徴とする一般式( I )で表わされる反
    復単位を含む感光性重合体の製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(II) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(III) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(IV) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) (ただしここにR^1、R^2、R^3、R^4、m及
    びnは前述の意味を表わす。)
  3. (3)下記(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)及び溶媒か
    らなる感光性重合体組成物。 (イ)下記一般式( I )で表わされる反復単位を含む
    感光性重合体 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) (ただしここにR^1、R^2、R^3、R^4、m及
    びnは前述の意味を表わす。) (ロ)前記感光性重合体に対して0〜20重量%の光重
    合開始剤及び増感剤 (ハ)前記感光性重合体に対して0〜50重量%のジア
    ジド化合物 (ニ)前記感光性重合体に対して0〜10重量%の炭素
    −炭素二重結合を有する化合物
  4. (4)下記(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)及び溶媒か
    らなる感光性重合体組成物を基板上に塗布し、30〜1
    50℃の温度でプリベークを行なった後、マスクを介し
    て化学線を照射し、現像し、所望により更にリンス又は
    乾燥の順に処理した後、200〜500℃の温度でポス
    トベークを行うことを特徴とするパターン化させたポリ
    (アミド)イミド膜の形成法。 (イ)下記一般式( I )で表わされる反復単位を含む
    感光性重合体 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) (ただしここにR^1、R^2、R^3、R^4、m及
    びnは前述の意味を表わす。) (ロ)前記感光性重合体に対して0〜20重量%の光重
    合開始剤及び増感剤 (ハ)前記感光性重合体に対して0〜50重量%のジア
    ジド化合物 (ニ)前記感光性重合体に対して0〜10重量%の炭素
    −炭素二重結合を有する化合物
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