JPH03179057A - パターン形成法 - Google Patents
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- FHYUCVWDMABHHH-UHFFFAOYSA-N toluene;1,2-xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1.CC1=CC=CC=C1C FHYUCVWDMABHHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHUUYVZLXJHWDV-UHFFFAOYSA-N trimethyl(methylsilyloxy)silane Chemical compound C[SiH2]O[Si](C)(C)C UHUUYVZLXJHWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、耐熱性高分子となる新規な感光性重合体組成
物を用い耐熱性に優れたポリイミドのパターン形成法に
関するものである。 従来、耐熱性高分子となる感光性重合組体酸物として(
a)ポリイミドの前駆体たるポリアミド酸を主成分とす
るポリマーと、化学線により二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もの、(b)ポリアミド酸のカルボ
キシル基にアミド結合で不飽和結合を有する基(ビニル
基)を導入し、さらにビスアジド化合物を加えた系から
なる感光性耐熱重合体組成物が知られている。 しかし、上記<8)の組成物は、感度が数百〜数千■J
/cnl程度あ◆ハ実用に供するには不十分であり、上
記(b)の組成物は、現体時に露光部のパターンが溶出
され易いため細かなパターンが形成されないのみならず
、パターンの端面が鮮明でない欠点があった。 本発明の目的は前記した従来技術の欠点をなくし、高感
度で解像度の良好な感光性重合体組成物を用いたポリイ
ミドのパターン形成法を提供するにある。 引 上記目的を達成するために鋭意検椿した結果、(但し、
(11式中R1は3価または4価の有機基、Roは2価
の有機基を表わし、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100重量部と、 (ii)一般式 〔但し、(IJ式中Xは一〇)1.−OR”、 −R’
−014゜−5iR,”、 −COOH,−COOR”
、 −NR,”、 −NH,、(R”4;を低級アルキ
ル基、R′″はアルキレンを表わす)から選択された基
を表わし、mはOまたはlである。Jで表わされる芳香
族ビスアジド化合物0.1〜100重量部と、 (iii)一般式 (但し、Ro、 R”、 R“、Roは水素、低級アル
キル基、フェニル基、ビニル基の中から選択された基、
Roはアルキレンを表わす。)で表わされるアミン化合
物1〜400重量部と、(iv )必要に応じて加える
増感剤とから成る感光性重合体組成物が前記した従来法
に比べて高感度でかつ解像度が良好であることを見い出
した。 本発明のパターン形成法に用いる感光性重合体組成物は
1通常、対象とする基板上に塗膜として形成された後、
所望の箇所に紫外線等の化学線を照射して未照射部と照
射部の溶剤に対する溶解性の差を生じさせ、現像液(溶
剤)で処理することによって本重合体組成物で成る所望
のネガ型パターンと成る。 上記のパターン形成能は化学線が照射されると、受光部
分では光架橋反応が起つてポリマ問に架橋が形成され、
このために溶剤に対する不溶性が増大することに依ると
考えられる。本感光性重合体組成物は、この光架橋反応
を生じせしめるために光架橋剤として光感度性の高いこ
とで知られているビスアジド化合物を用いている。この
ビスアジド化合物の持つアジド基(−N、 )はA吸収
すると活性種ナイトレン(−N・)コ形成し、二重結合
への付加、C−11結合への挿入。 水素引き抜き反応等を起して結合を形成する。 ビスアジド化合物は、このアジド基を分子の両端に持つ
ことによって分子両端で化学結合を形成することができ
km、従ってポリマの架橋にあずかるこができるが、式
物を用い耐熱性に優れたポリイミドのパターン形成法に
関するものである。 従来、耐熱性高分子となる感光性重合組体酸物として(
a)ポリイミドの前駆体たるポリアミド酸を主成分とす
るポリマーと、化学線により二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もの、(b)ポリアミド酸のカルボ
キシル基にアミド結合で不飽和結合を有する基(ビニル
基)を導入し、さらにビスアジド化合物を加えた系から
なる感光性耐熱重合体組成物が知られている。 しかし、上記<8)の組成物は、感度が数百〜数千■J
/cnl程度あ◆ハ実用に供するには不十分であり、上
記(b)の組成物は、現体時に露光部のパターンが溶出
され易いため細かなパターンが形成されないのみならず
、パターンの端面が鮮明でない欠点があった。 本発明の目的は前記した従来技術の欠点をなくし、高感
度で解像度の良好な感光性重合体組成物を用いたポリイ
ミドのパターン形成法を提供するにある。 引 上記目的を達成するために鋭意検椿した結果、(但し、
(11式中R1は3価または4価の有機基、Roは2価
の有機基を表わし、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100重量部と、 (ii)一般式 〔但し、(IJ式中Xは一〇)1.−OR”、 −R’
−014゜−5iR,”、 −COOH,−COOR”
、 −NR,”、 −NH,、(R”4;を低級アルキ
ル基、R′″はアルキレンを表わす)から選択された基
を表わし、mはOまたはlである。Jで表わされる芳香
族ビスアジド化合物0.1〜100重量部と、 (iii)一般式 (但し、Ro、 R”、 R“、Roは水素、低級アル
キル基、フェニル基、ビニル基の中から選択された基、
Roはアルキレンを表わす。)で表わされるアミン化合
物1〜400重量部と、(iv )必要に応じて加える
増感剤とから成る感光性重合体組成物が前記した従来法
に比べて高感度でかつ解像度が良好であることを見い出
した。 本発明のパターン形成法に用いる感光性重合体組成物は
1通常、対象とする基板上に塗膜として形成された後、
所望の箇所に紫外線等の化学線を照射して未照射部と照
射部の溶剤に対する溶解性の差を生じさせ、現像液(溶
剤)で処理することによって本重合体組成物で成る所望
のネガ型パターンと成る。 上記のパターン形成能は化学線が照射されると、受光部
分では光架橋反応が起つてポリマ問に架橋が形成され、
このために溶剤に対する不溶性が増大することに依ると
考えられる。本感光性重合体組成物は、この光架橋反応
を生じせしめるために光架橋剤として光感度性の高いこ
とで知られているビスアジド化合物を用いている。この
ビスアジド化合物の持つアジド基(−N、 )はA吸収
すると活性種ナイトレン(−N・)コ形成し、二重結合
への付加、C−11結合への挿入。 水素引き抜き反応等を起して結合を形成する。 ビスアジド化合物は、このアジド基を分子の両端に持つ
ことによって分子両端で化学結合を形成することができ
km、従ってポリマの架橋にあずかるこができるが、式
【1】で示されるポリアミド酸は活性種ナイトレンとの
反応基を持つ条 ていない、そこで、本感光性重合体組成物では、第3の
成分としてポリアミド酸と結合する基(アミノ基)を持
ちかつ活性種ナイトレンと効率良く反応する基(炭素−
炭素二重結合、アリル位のC−H基等〉を持つ化合物を
用い、ポリアミド酸との架橋を可能ならしめている。こ
の1時、上記の第3成分として用いる化合物はそのアミ
ノ基がポリアミド酸のカルボキシル基とイオン結合する
ことによってポリアミド酸に組み込まれると考えられる
。 ポリアミド酸以外に用いるビスアジド化合物とナイトレ
ンとの反応基を持つアミン化合物が必須成分であり、従
って上記反応が架橋の主反応であると考えられるのは以
下の実験例に基ずく。ポリアミド酸にそのカルボキシル
基のモル数に対して等モル量の3’−(N、N−ジメチ
ルアミノ)プロピル−3−ブテンカルボキシレートと、
0.2倍モル量の2.6−ジ(4′アジドベンザル)−
4−ヒドロキシシクロヘキサノンを加えた感光性重合体
組成物は、塗膜厚4μm、照射光源350W高圧水銀灯
を用い、フォトマスクを介して光源から30cn+の距
離で光照射し、N−メチル−2−ピロリドン4容、エタ
ノールl容から成る現像液で現像した場合、20秒の照
射によってパターンが形成されるのに対し、上記組成の
うちポリアミド酸のみの場合、ポリアミド酸とビスアジ
ドまたはポリアミド酸とアミン化合物の2成分を用いた
組成の場合、上記と全く同一の実験条件で15分光照射
してもパターンは形成されず塗布膜は全て現像液に溶解
した。 ポリアミド酸とアミン化合物から成る系のうち、アミン
化合物が光反応(二量化、重合等)する二重結合を持つ
場合においても、ビスアジド化合物が共存する場合には
圧倒的にビスアジドから生成する活性種ナイトレンの付
加による架橋反応が主反応となる。例えばポリアミド酸
と2− (N、N−ジメチルアミノ)美チルメタクリレ
ートから成る組成物は、上記の照射条件で感度(塗布厚
に対して現像後浮が1/2となる照射量) 3200@
J/e11!であるが、これにアミン成分のモル数に対
して0.1倍モルの2゜6−ジ(4′−アジドベンザル
)−4−ヒドロキシシクロヘキサノンを加えた感光性重
合体組成物は感度40mJ/cnlであり、前者の1.
3%■射量でパターン形成が可能となった。即ち、1ビ
ナ スアジド化合物のナイトレンへの光分解とそに続く二重
結合への付加が極めて短時間でかつ好率良く起きている
ことを意味している。 本発明のパターン形成法に用いる感光性重合体組成物は
、実用的でかつ高感度なものとするために前記した感光
性付与成分自身にも工夫を加えた。従来、フォトレジス
ト材料の感光剤成分としてゴム系ポリマ等の極性の低い
ポリマをベースとして用いる材料については、ビスアジ
ド化合物(例えば2,6−ビス−(パラアジドベンザル
)−4−メチルシクロヘキサノン)を用いる方法は知ら
れているが、極性の高いポリアミド酸にビスアジド化合
物を用いて製品化した例は知られていない。これは、ビ
スアジド化合物がポリアミド酸との相溶性が低いため塗
膜を形成する際に上記ビスアジド化合物が析出したり、
又ポリアミド酸の溶剤(極性溶剤)に対する溶解性が低
く添加量に限界があるため高感度のものを得ることがで
きないためである。本発明においては、上記相溶性、溶
解性を解決するためにはビスアジド化合物として極性な
置換基を持つものを用いて、ポリアミド酸および極性溶
剤に対する相互作用を高めれば良いと考えた。又フィル
ム中での反応の場合は反応種同士の相互の位置が近接し
ていたり、また易動度の高い事が反応効率を高める因子
であると考え、この観点からもポリアミド酸との相溶性
の良い極性な感光性付与成分を用いれば良いと考えた。 本発明の感光性重合体組成物は、上記の考えに従い、ビ
スアジド化合物としてはシクロヘキサノン環の4位に極
性基を持った一般式[11]で表わされる化合物を用レ
チミン成分とdh極性なエステル基を持った一般式[[
1])で表わされる化合物を用いることによって塗膜形
成能に優れ、かつ数〜数十■J/cIi台の高感度な材
料とするhできた。 以下、本発明で使用する材料について説明する。 一般式El)で示されるポリアミド酸は、加熱処理によ
ってポリイミドと成り得るものKあリ、これらポリイミ
ドは耐熱性を有する。−式中[+]で表わされる繰り返
し単位を主成分とするポリマは、−式中[+]で示され
るポリアミド酸のみからなるものでも、これと他の繰り
返し単位との共重合体であっても良い。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っ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フパターンが保持
されるものが望ましい。 −式中〔!〕中のRo、R”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。 これらの例はU、S、P、3゜179、614
. U、S、P、3.740.305.特公昭48−2
956号に示されている。ただし、ポリイミドに耐熱性
を与えるものであればこらに限定されない。 Roは具体的には、@−、@−@− ()so、@−・斯梃y・()() (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。 Roは具体的には、−s、−@−o−e@−0@ 、
% co、 @−IQ)co、 @%co(cか0)ω
K)・!so、! ・4)o%o%、00富□□o%
。 LH。 しIf。 などが挙げられる。 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。 なお、−式中([1で表わされるポリアミド酸で好まし
いものとしてはピロメリット酸二無水物と4.4′−ジ
アミノジフェニルエーテル、ピロメリット酸二無水物お
よび3.3’、4゜4′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物と4.4′ジアミノジフエニルエーテル、
ピロメリット酸二無水物および3.3’、4゜4′−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4.4′−ジ
アミノジフェニルエーテル及び3.3’、4.4’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4.4′−ジ
アミノジフェニルエーテル−3−カルボアミド、ピロメ
リット酸二無水物および3.3’、4.4 −ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物と4゜4′−ジアミノ
ジフェニルエーテルおよびビス(3−アミノプロピル)
テトラメチルジシロキサンから導かれるポリアミド酸な
どが挙げられる。 一般式[N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
せることによって得られるが、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しく用いられ
る。N−メチル−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、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。41、 一般式[11で示されるビスアジド化合物としては などが好適な例として挙げられるがこれらに限定されな
い。 一般式[11)で示されるビスアジド化合物の配合割合
は、−式中(11で表わされる繰り反し単位を主成分と
するポリマ100重量部に対して0.li量郡部以上1
00重量部以下良く、さらに好しくは0.5重量部以上
50重量部以下で用いるのが好ましい。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
。 一般式[m]で示されるアミン化合物としては2− (
N、N−ジメチルアミノ)エチルアクリレート、2−
(N、N−ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、3
−(N、N−ジメチルアミノ〉プロピルアクリレート、
3− (N、N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリレ
ート、4− (N、N−ジメチルアミノ)ブチルアクリ
レート、4− (N、N−ジメチルアミノ)ブチルメタ
クリレート、5− (N、N−ジメチルアミノ)ペンチ
ルアクリレート、5− (N、N−ジメチルアミノ)ペ
ンチルメタクリレート、6−(N、N−ジメチルアミノ
)へキシルアクレート、6− (N、N−ジメチルアミ
ノ)へキシルメタフレレート、2− (N、N−ジメチ
ルアミノ)エチルシンナメート、3−(N、N−1ジメ
チルアミノ)プロピルシンナメートなどが好適な例とし
て挙げられるが、ビスアジド[111と効率良く反応す
るものであれば良くこれらに限定されない。 アミン化合物[I11]の配合割合は一般式[+]で表
わされる繰り返し単位を主成分とするポリマ100重量
部に対して1重量部以上、400重量部以下で用いるが
、好しくは10重量部以上400重量部以下で用いるの
が望しい。上記範囲を逸脱すると、現像性や最終生成物
のポリイミドの膜質に悪影響をもたらす。 本発明による感光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−1ε−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。溶剤の量は一般式〔1〕で表わされる繰り返し
単位を主成分とするポリマ、−式中[11]で表わされ
るビスアジド化合物、−式中[I11]で表わされるア
ミン化合物の総和を100重量部とした時、これに対し
て100重量部以上10.000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
量部以下で用いるのが望しく、この範囲を逸脱すると成
膜性に影響を及ぼす。 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、添加量は一般式(+3で表わされ
る繰り返し単位を主成分とするポリマ、8−式中[11
]で表わされるビスアジド化合物、アミン化合物の総重
量の0.1風量部以上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。 芳香族ビスアジド化合物の増感に有効な化合物は角田、
山開(Phot、 Sci、Eng、、 L7.390
(1973)) らによって詳しく報告されている。な
かでもアントロン、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、
2−三島ルオレン、ピレン−1,6−キノン、9−フル
オレノン、I。 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−クロロ本発明の
パターン形成法の工程で感光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
しつがえない。 支持基板−とじては、金属、ガラス、半導体、金属酸化
物絶縁体(例えばTie、、 Tajol、 Sin。 など)、窒化ケイ素などが例として挙げられ□る。 本発明による感光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、粘度等によって調節可能である。 示持基板上で塗膜となっ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。 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橋性溶媒
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。 現像によって形成したレリーフ・パターンは次いでリン
ス液によって洗浄し、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。 上記の処理によって得られたレリーフ・パターンのポリ
マはポリイミドの前駆体であ番ハ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って説明する。 実施例1 窒素気流下に4.4ジアミノジフ工ニルエーテル100
g(0,5モル)をN−メチル−2−ピロリドン179
1gに溶解し、アミン溶液を調合した。次に、この溶液
を水冷によって約15℃の温度に保ちながら、撹拌下に
ピロメリット酸二無水物109g(0,5モル)を加え
た。加え終ってからさらに約15℃で3時間反応させて
。 の溶液(A)を得た。 上記によって得られた溶液(A)20gに(N。 N−ジメチルアミノ)エチルメタクリレート9.79
g (0,005モル)、2.6−ジ(4′アジドベン
ザル)−4−ヒドロキシシクロへサキノン0.74 g
(0,002モル)を溶解し、次いで5μm孔のフィ
ルタを用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ上に回転塗布
し、次いで70℃、30分乾燥して、1.2μm厚の塗
膜を得た。この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォトマ
スクで密着被覆し、500WのXe−Hg灯で紫外線照
射した。受光面での紫外線強度は365nmの波長8m
W/antであった。露光後、N−メチル−2−ピロリ
ドン4容、エタノールl容から成る混液で現像し。 次いでエタノールでリンスして最小線幅2μmのレリー
フ・パターンを得た。感度(現像後の膜厚が初期厚に対
してl/2となる照射量)は40+mJ/cIIl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った。 実施例2 窒素気流下に4,4′−ジアミノジフェニルエーテル9
0 g (0,45モル)、ビス(3−アミノプロピル
)テトラメチルジシロキサン9.6g(0,05モル)
をN−メチル−2−ピロリドン1765gに溶解し、ア
ミン溶液を調合しf−r。 次に5この溶液を水冷によって約15℃の温度に保ちな
がら、撹拌下にピロメリット酸二無水物54.5 g
(0,25モル)、3.3’、4.4’−ベンゾフエノ
ンテトラカルボン酸二水物80、5 g (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50ポアズ〈30℃〉のポリアミド酸 液(B)を得た。 上記によって得られた溶液(B)20gに2−(N、N
−ジメチルアミノ)エチルメタクリレート1.57 g
(0,01モル)、2.6−ジ(4′−アジドシンナ
ミリデン)−4−ヒドロキシシクロへキサノン0.42
(0,001モル)を溶解1シ。 次いで5μm孔のフィルタを用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ上に回転塗布
し、次いで70℃、30分乾燥して3゜3μm厚の塗膜
を得た。 この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォトマ
スクで密着被覆し、500W高圧水銀灯で紫外線照射し
、次いでN−メチル−2−ピロリドン5容、エタノール
l容から成る混液で現像し、エタノールで洗浄して最小
線幅6μmのレリーフ・パターンを得た。 感度は35mJ/adであり、得られたパターンを40
0℃、60分加熱してもパターンのぼやけは認められな
かった。形成したポリイミド膜は基板との密着性が向上
した。 実施例3 窒素気流下に4.4′−ジアミノジフェニルエーテル9
0 g (0,45モル)、4.4′−ジアミノジフェ
ニルエーテル−3−カルボンアミド1、14 g (0
,05モル)をN−メチル−2−ピロリドン1764g
に溶解し、アミン溶液を諷合した。次に、この溶液を水
冷によって約15℃の温度に保ちながら、撹拌下にピロ
メリット酸二無水物54.5 g (0,25モル)、
3.3’、4゜4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物80.5 g (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 (但シ、R”c′1)cf ゝE:f、トQカ1:
1の溶液(C)を得た。 上記によって得られた溶液(C,)20 gに3−(N
、N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート1.7
1 g(0,01モル)、2.6−ジ(4′−アジドベ
ンザル)−4−ヒドロキシシクロへキサノン0.37
g (0,001モル)を溶解し、次いで1μm孔のフ
ィルタを用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ上に回転塗布
し、次いで70℃で30分間乾燥して5.2μm厚の塗
膜を得た。この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォトマ
スクで密着被覆し、500W高圧水銀灯(受光面での光
強度は365nmの波長で4 mW / cnl )で
紫外線照射してN−メチル−2−ピロリドン4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
リンスして最小線幅6μmのレリーフ・パターンを得た
。感度は8aJ/calであり、得られたパターンを4
00℃、60分加熱してもパターンのぼやけは認められ
なかった。 実施例4 実施例3で得られた溶液(C)20gに3−(N、N−
ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート1.71 g
(0,01モル〉、2,6−ジ(4′−アジドベンザル
)−4−メトキシシクロへキサノン0.39 g (0
,001モル)を溶解し、次いで1μm孔のフィルタを
用いて加圧ろ過した1゜得られた溶液をスピンナでシリ
コンウェハ上に回転塗布し、次いで70℃で30分間乾
燥して4.9μm厚の塗膜を得た。 この塗膜を縞模様
のソーダガラス製フォトマスクで密着被覆し、500W
高圧水銀灯(受光面での光強度は365nmの波長で4
mW/cnl)で紫外線照射してN−メチル−2−ピロ
リドン4容、エタノールl容から威る混液で現像し、次
いでエタノールでリンスして最小線幅6μmのレリーフ
・パターンを得た。感度は15mJ/cutであり、得
られたパターンを400℃に60分間加熱してもパター
ンのぼやけは認められなかった。 実施例5 実施例3で得られた溶液(C)20gに3−(N、N−
ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート、 1.7
1 g (0,01モル)、2.6−ジ(4′アジドベ
ンザル)−4−メチロールシクロへキサノン0.39
g (0,001モル)を溶解し。 次いで1μm孔のファルタを用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ上に回転塗布
し、次いで70℃で30分間乾燥して、5.2μm厚の
塗膜を得た。 この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォ
トマスクで密着被覆し、500W高圧水銀灯(受光面で
の光強度は365nmの波長で4 mW / crA
)で紫外線照射してN−メチル−2−ピロリドン4容、
エタノールl容から成る混液で現像し、次いでエタノー
ルでリンスして最小線幅6μmのレリーフ・パターンを
得た。感度は7IIJ/cI11であり、得られたパタ
ーンを400℃で60分間加熱してもパターンのぼやけ
は認められなかった。 実施例6 実施例3で得られた溶液(C) 20 gに3−(N、
N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート1,71
g(0,01モル)、2.6− (4’アジドベンザ
ル)−4−カルボキシシクロヘキサン0.04 g (
0,001モル)を溶解し、次いで1μm孔のフィルタ
を用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ己に回転塗布
し、次いで70℃に30分間乾燥して5.0μm厚の塗
膜を得た。 この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォト
マスクで密着被覆し。 500Wの高圧水銀灯(受光面での光強度は365nm
の波長で4mW/cal)で紫外線照射してN−メチル
−2−ピロリドン3容、メタノール2容から成る混液で
現像し、次いでエタノールでリンスして最小線幅5μm
のレリーフ・パターンを得た。感度は6aJ/calを
示し、得られたパターンは400℃で60分間加熱して
もパターンのぼやけは認められなかった。 実施例7 実施例3で得られた溶液(C)20gに3−(N、N−
ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート1.71 g
(0,01モル)、2.6−ジ(4′−アジドベンザ
ル)−4−トリメチルシリルシクロへキサノン0.43
g (0,001モル)を溶解し、次いで1μm孔の
フィルタを用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ圧に回転塗布
し、次いで70℃に30分間乾燥して5.3μm厚の塗
膜を得た。 この塗膜を縞模様のソーダ、ガラス製フォ
トマスクで密着被覆し、500Wの高圧水銀灯(受光面
での光強度は365n+iの波長で4+aW/cal)
で紫外線照射してN−メチル−2−ピロリドン4容、メ
タノールl容から成る混液で現像し、次いでエタノール
でリンスして最小線幅6μmのレリーフ・パターンを得
た。感度は1011J/cI11を示し、得られたパタ
ーンは400℃で60分間加熱してもパターンのぼやけ
は認めらなかった。 実施例8 実施例3で得られた溶液(C)20gに4−(N、N−
ジメチルアミノ)ブチルメタクリレート1.85 g
(0,01モル)、2.6−ジ(4′−アジドベンザル
)−4−ヒドロキシシクロへキサノン0.37 g (
0,001モル)を溶解し、次いで1μm孔のフィルタ
を用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ上に回転塗布
し、次いで70℃に30分間乾燥1して4.7μmの塗
膜を得た。この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォトマ
スクで密着被覆し、500Wの高圧水銀灯(受光面での
光強度は365nmの波長で4 m W / c++l
)で紫外線照射してN−メチル−2−ピロリドン4容
、エタノールl容から成る混液で現像し、次いでエタノ
ールでリンスして最小線5μmのレリーフ・パターンを
得た。感度は6IIJ/Cl11であり、得られたパタ
ーンを400℃で60分間加熱してもパターンのぼやけ
は認められなかった。 比較例1 ポリアミド酸を主成分とするポリマに化学線により二量
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孔のフィルタを用いて加
圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ化に回転塗布
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ソーダガラス製フォトマ
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l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/cnlであり5実施例1〜8のい
ずれに比べても低感度であった。 比較例2 ポリアミド酸のカルボキシル基にアミド結合で不飽和結
合を有する基(ビニル基)を導入し。 さらにビスアジド化合物を加えた系から成る感光性耐熱
重合体組成物による実験結果を以下に比較例として示す
。 撹拌棒、冷却管、塩化カルシウム管、ガス導入管を取り
付けた三つロフラスコに窒素気流下4.4′−ジアミノ
ジフェニルエーテル2.0g(0,01モル)を入れ、
N−メチル−2−ピロリドン25gで溶解させる。次に
容器を氷冷し5に以下に保ちながら徐々に無水ピロメリ
ット酸2.2g (0,01モル)を加え完全に溶解し
た後室温にもどし5時間撹拌した。得られたポリマ溶液
にトリエチルアミン2 g (0,02モル)、ヘキサ
クロロシクロトリホスファトリアゼン7.0g(0,0
2モル)を加え室温で1時間撹拌し、次いでアリルアミ
ン6.8g (0,12モル)を加え室温で3時間撹拌
した。この溶液に4.4′−ジアジドスチルベン1.5
gを加えて感光性ポリアミド酸ワニスを調製した。この
ワニスをガラス板上に回転塗布し乾燥、縞模様のマスク
を用い500Wの高圧水銀灯で露光、N−メチル−2−
ピロリドンで現像し、エタノールでリンスしたところ、
マスクされた部分は溶媒に溶け、マスクされない部分は
溶媒に不溶となった。 解像性は実施例1〜8に比べて著しく低く、得られたレ
リーフ・パターンの端面は波打っておりかつ、解像度も
最小線幅1000μmのパターンが得られるにとどまっ
た。 以上述べたように本発明による組成物を用1いたポリイ
ミドのパターン形成法によれば、従来問題のあった感光
性被膜の感光感度、解像性及び最終的に得られるポリイ
ミド膜の耐熱性、機械特性を向上されることが可能にな
ります。そして本発明の感光性重合体組成物を用いたポ
リイミドのパターン形成法は半導体の多層配線用層間絶
縁膜、耐熱性フォトレジストなどに適用される。
反応基を持つ条 ていない、そこで、本感光性重合体組成物では、第3の
成分としてポリアミド酸と結合する基(アミノ基)を持
ちかつ活性種ナイトレンと効率良く反応する基(炭素−
炭素二重結合、アリル位のC−H基等〉を持つ化合物を
用い、ポリアミド酸との架橋を可能ならしめている。こ
の1時、上記の第3成分として用いる化合物はそのアミ
ノ基がポリアミド酸のカルボキシル基とイオン結合する
ことによってポリアミド酸に組み込まれると考えられる
。 ポリアミド酸以外に用いるビスアジド化合物とナイトレ
ンとの反応基を持つアミン化合物が必須成分であり、従
って上記反応が架橋の主反応であると考えられるのは以
下の実験例に基ずく。ポリアミド酸にそのカルボキシル
基のモル数に対して等モル量の3’−(N、N−ジメチ
ルアミノ)プロピル−3−ブテンカルボキシレートと、
0.2倍モル量の2.6−ジ(4′アジドベンザル)−
4−ヒドロキシシクロヘキサノンを加えた感光性重合体
組成物は、塗膜厚4μm、照射光源350W高圧水銀灯
を用い、フォトマスクを介して光源から30cn+の距
離で光照射し、N−メチル−2−ピロリドン4容、エタ
ノールl容から成る現像液で現像した場合、20秒の照
射によってパターンが形成されるのに対し、上記組成の
うちポリアミド酸のみの場合、ポリアミド酸とビスアジ
ドまたはポリアミド酸とアミン化合物の2成分を用いた
組成の場合、上記と全く同一の実験条件で15分光照射
してもパターンは形成されず塗布膜は全て現像液に溶解
した。 ポリアミド酸とアミン化合物から成る系のうち、アミン
化合物が光反応(二量化、重合等)する二重結合を持つ
場合においても、ビスアジド化合物が共存する場合には
圧倒的にビスアジドから生成する活性種ナイトレンの付
加による架橋反応が主反応となる。例えばポリアミド酸
と2− (N、N−ジメチルアミノ)美チルメタクリレ
ートから成る組成物は、上記の照射条件で感度(塗布厚
に対して現像後浮が1/2となる照射量) 3200@
J/e11!であるが、これにアミン成分のモル数に対
して0.1倍モルの2゜6−ジ(4′−アジドベンザル
)−4−ヒドロキシシクロヘキサノンを加えた感光性重
合体組成物は感度40mJ/cnlであり、前者の1.
3%■射量でパターン形成が可能となった。即ち、1ビ
ナ スアジド化合物のナイトレンへの光分解とそに続く二重
結合への付加が極めて短時間でかつ好率良く起きている
ことを意味している。 本発明のパターン形成法に用いる感光性重合体組成物は
、実用的でかつ高感度なものとするために前記した感光
性付与成分自身にも工夫を加えた。従来、フォトレジス
ト材料の感光剤成分としてゴム系ポリマ等の極性の低い
ポリマをベースとして用いる材料については、ビスアジ
ド化合物(例えば2,6−ビス−(パラアジドベンザル
)−4−メチルシクロヘキサノン)を用いる方法は知ら
れているが、極性の高いポリアミド酸にビスアジド化合
物を用いて製品化した例は知られていない。これは、ビ
スアジド化合物がポリアミド酸との相溶性が低いため塗
膜を形成する際に上記ビスアジド化合物が析出したり、
又ポリアミド酸の溶剤(極性溶剤)に対する溶解性が低
く添加量に限界があるため高感度のものを得ることがで
きないためである。本発明においては、上記相溶性、溶
解性を解決するためにはビスアジド化合物として極性な
置換基を持つものを用いて、ポリアミド酸および極性溶
剤に対する相互作用を高めれば良いと考えた。又フィル
ム中での反応の場合は反応種同士の相互の位置が近接し
ていたり、また易動度の高い事が反応効率を高める因子
であると考え、この観点からもポリアミド酸との相溶性
の良い極性な感光性付与成分を用いれば良いと考えた。 本発明の感光性重合体組成物は、上記の考えに従い、ビ
スアジド化合物としてはシクロヘキサノン環の4位に極
性基を持った一般式[11]で表わされる化合物を用レ
チミン成分とdh極性なエステル基を持った一般式[[
1])で表わされる化合物を用いることによって塗膜形
成能に優れ、かつ数〜数十■J/cIi台の高感度な材
料とするhできた。 以下、本発明で使用する材料について説明する。 一般式El)で示されるポリアミド酸は、加熱処理によ
ってポリイミドと成り得るものKあリ、これらポリイミ
ドは耐熱性を有する。−式中[+]で表わされる繰り返
し単位を主成分とするポリマは、−式中[+]で示され
るポリアミド酸のみからなるものでも、これと他の繰り
返し単位との共重合体であっても良い。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っ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フパターンが保持
されるものが望ましい。 −式中〔!〕中のRo、R”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。 これらの例はU、S、P、3゜179、614
. U、S、P、3.740.305.特公昭48−2
956号に示されている。ただし、ポリイミドに耐熱性
を与えるものであればこらに限定されない。 Roは具体的には、@−、@−@− ()so、@−・斯梃y・()() (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。 Roは具体的には、−s、−@−o−e@−0@ 、
% co、 @−IQ)co、 @%co(cか0)ω
K)・!so、! ・4)o%o%、00富□□o%
。 LH。 しIf。 などが挙げられる。 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。 なお、−式中([1で表わされるポリアミド酸で好まし
いものとしてはピロメリット酸二無水物と4.4′−ジ
アミノジフェニルエーテル、ピロメリット酸二無水物お
よび3.3’、4゜4′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物と4.4′ジアミノジフエニルエーテル、
ピロメリット酸二無水物および3.3’、4゜4′−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4.4′−ジ
アミノジフェニルエーテル及び3.3’、4.4’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4.4′−ジ
アミノジフェニルエーテル−3−カルボアミド、ピロメ
リット酸二無水物および3.3’、4.4 −ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物と4゜4′−ジアミノ
ジフェニルエーテルおよびビス(3−アミノプロピル)
テトラメチルジシロキサンから導かれるポリアミド酸な
どが挙げられる。 一般式[N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
せることによって得られるが、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しく用いられ
る。N−メチル−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、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。41、 一般式[11で示されるビスアジド化合物としては などが好適な例として挙げられるがこれらに限定されな
い。 一般式[11)で示されるビスアジド化合物の配合割合
は、−式中(11で表わされる繰り反し単位を主成分と
するポリマ100重量部に対して0.li量郡部以上1
00重量部以下良く、さらに好しくは0.5重量部以上
50重量部以下で用いるのが好ましい。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
。 一般式[m]で示されるアミン化合物としては2− (
N、N−ジメチルアミノ)エチルアクリレート、2−
(N、N−ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、3
−(N、N−ジメチルアミノ〉プロピルアクリレート、
3− (N、N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリレ
ート、4− (N、N−ジメチルアミノ)ブチルアクリ
レート、4− (N、N−ジメチルアミノ)ブチルメタ
クリレート、5− (N、N−ジメチルアミノ)ペンチ
ルアクリレート、5− (N、N−ジメチルアミノ)ペ
ンチルメタクリレート、6−(N、N−ジメチルアミノ
)へキシルアクレート、6− (N、N−ジメチルアミ
ノ)へキシルメタフレレート、2− (N、N−ジメチ
ルアミノ)エチルシンナメート、3−(N、N−1ジメ
チルアミノ)プロピルシンナメートなどが好適な例とし
て挙げられるが、ビスアジド[111と効率良く反応す
るものであれば良くこれらに限定されない。 アミン化合物[I11]の配合割合は一般式[+]で表
わされる繰り返し単位を主成分とするポリマ100重量
部に対して1重量部以上、400重量部以下で用いるが
、好しくは10重量部以上400重量部以下で用いるの
が望しい。上記範囲を逸脱すると、現像性や最終生成物
のポリイミドの膜質に悪影響をもたらす。 本発明による感光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−1ε−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。溶剤の量は一般式〔1〕で表わされる繰り返し
単位を主成分とするポリマ、−式中[11]で表わされ
るビスアジド化合物、−式中[I11]で表わされるア
ミン化合物の総和を100重量部とした時、これに対し
て100重量部以上10.000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
量部以下で用いるのが望しく、この範囲を逸脱すると成
膜性に影響を及ぼす。 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、添加量は一般式(+3で表わされ
る繰り返し単位を主成分とするポリマ、8−式中[11
]で表わされるビスアジド化合物、アミン化合物の総重
量の0.1風量部以上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。 芳香族ビスアジド化合物の増感に有効な化合物は角田、
山開(Phot、 Sci、Eng、、 L7.390
(1973)) らによって詳しく報告されている。な
かでもアントロン、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、
2−三島ルオレン、ピレン−1,6−キノン、9−フル
オレノン、I。 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−クロロ本発明の
パターン形成法の工程で感光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
しつがえない。 支持基板−とじては、金属、ガラス、半導体、金属酸化
物絶縁体(例えばTie、、 Tajol、 Sin。 など)、窒化ケイ素などが例として挙げられ□る。 本発明による感光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、粘度等によって調節可能である。 示持基板上で塗膜となっ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。 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橋性溶媒
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。 現像によって形成したレリーフ・パターンは次いでリン
ス液によって洗浄し、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。 上記の処理によって得られたレリーフ・パターンのポリ
マはポリイミドの前駆体であ番ハ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って説明する。 実施例1 窒素気流下に4.4ジアミノジフ工ニルエーテル100
g(0,5モル)をN−メチル−2−ピロリドン179
1gに溶解し、アミン溶液を調合した。次に、この溶液
を水冷によって約15℃の温度に保ちながら、撹拌下に
ピロメリット酸二無水物109g(0,5モル)を加え
た。加え終ってからさらに約15℃で3時間反応させて
。 の溶液(A)を得た。 上記によって得られた溶液(A)20gに(N。 N−ジメチルアミノ)エチルメタクリレート9.79
g (0,005モル)、2.6−ジ(4′アジドベン
ザル)−4−ヒドロキシシクロへサキノン0.74 g
(0,002モル)を溶解し、次いで5μm孔のフィ
ルタを用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ上に回転塗布
し、次いで70℃、30分乾燥して、1.2μm厚の塗
膜を得た。この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォトマ
スクで密着被覆し、500WのXe−Hg灯で紫外線照
射した。受光面での紫外線強度は365nmの波長8m
W/antであった。露光後、N−メチル−2−ピロリ
ドン4容、エタノールl容から成る混液で現像し。 次いでエタノールでリンスして最小線幅2μmのレリー
フ・パターンを得た。感度(現像後の膜厚が初期厚に対
してl/2となる照射量)は40+mJ/cIIl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った。 実施例2 窒素気流下に4,4′−ジアミノジフェニルエーテル9
0 g (0,45モル)、ビス(3−アミノプロピル
)テトラメチルジシロキサン9.6g(0,05モル)
をN−メチル−2−ピロリドン1765gに溶解し、ア
ミン溶液を調合しf−r。 次に5この溶液を水冷によって約15℃の温度に保ちな
がら、撹拌下にピロメリット酸二無水物54.5 g
(0,25モル)、3.3’、4.4’−ベンゾフエノ
ンテトラカルボン酸二水物80、5 g (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50ポアズ〈30℃〉のポリアミド酸 液(B)を得た。 上記によって得られた溶液(B)20gに2−(N、N
−ジメチルアミノ)エチルメタクリレート1.57 g
(0,01モル)、2.6−ジ(4′−アジドシンナ
ミリデン)−4−ヒドロキシシクロへキサノン0.42
(0,001モル)を溶解1シ。 次いで5μm孔のフィルタを用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ上に回転塗布
し、次いで70℃、30分乾燥して3゜3μm厚の塗膜
を得た。 この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォトマ
スクで密着被覆し、500W高圧水銀灯で紫外線照射し
、次いでN−メチル−2−ピロリドン5容、エタノール
l容から成る混液で現像し、エタノールで洗浄して最小
線幅6μmのレリーフ・パターンを得た。 感度は35mJ/adであり、得られたパターンを40
0℃、60分加熱してもパターンのぼやけは認められな
かった。形成したポリイミド膜は基板との密着性が向上
した。 実施例3 窒素気流下に4.4′−ジアミノジフェニルエーテル9
0 g (0,45モル)、4.4′−ジアミノジフェ
ニルエーテル−3−カルボンアミド1、14 g (0
,05モル)をN−メチル−2−ピロリドン1764g
に溶解し、アミン溶液を諷合した。次に、この溶液を水
冷によって約15℃の温度に保ちながら、撹拌下にピロ
メリット酸二無水物54.5 g (0,25モル)、
3.3’、4゜4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物80.5 g (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 (但シ、R”c′1)cf ゝE:f、トQカ1:
1の溶液(C)を得た。 上記によって得られた溶液(C,)20 gに3−(N
、N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート1.7
1 g(0,01モル)、2.6−ジ(4′−アジドベ
ンザル)−4−ヒドロキシシクロへキサノン0.37
g (0,001モル)を溶解し、次いで1μm孔のフ
ィルタを用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ上に回転塗布
し、次いで70℃で30分間乾燥して5.2μm厚の塗
膜を得た。この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォトマ
スクで密着被覆し、500W高圧水銀灯(受光面での光
強度は365nmの波長で4 mW / cnl )で
紫外線照射してN−メチル−2−ピロリドン4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
リンスして最小線幅6μmのレリーフ・パターンを得た
。感度は8aJ/calであり、得られたパターンを4
00℃、60分加熱してもパターンのぼやけは認められ
なかった。 実施例4 実施例3で得られた溶液(C)20gに3−(N、N−
ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート1.71 g
(0,01モル〉、2,6−ジ(4′−アジドベンザル
)−4−メトキシシクロへキサノン0.39 g (0
,001モル)を溶解し、次いで1μm孔のフィルタを
用いて加圧ろ過した1゜得られた溶液をスピンナでシリ
コンウェハ上に回転塗布し、次いで70℃で30分間乾
燥して4.9μm厚の塗膜を得た。 この塗膜を縞模様
のソーダガラス製フォトマスクで密着被覆し、500W
高圧水銀灯(受光面での光強度は365nmの波長で4
mW/cnl)で紫外線照射してN−メチル−2−ピロ
リドン4容、エタノールl容から威る混液で現像し、次
いでエタノールでリンスして最小線幅6μmのレリーフ
・パターンを得た。感度は15mJ/cutであり、得
られたパターンを400℃に60分間加熱してもパター
ンのぼやけは認められなかった。 実施例5 実施例3で得られた溶液(C)20gに3−(N、N−
ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート、 1.7
1 g (0,01モル)、2.6−ジ(4′アジドベ
ンザル)−4−メチロールシクロへキサノン0.39
g (0,001モル)を溶解し。 次いで1μm孔のファルタを用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ上に回転塗布
し、次いで70℃で30分間乾燥して、5.2μm厚の
塗膜を得た。 この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォ
トマスクで密着被覆し、500W高圧水銀灯(受光面で
の光強度は365nmの波長で4 mW / crA
)で紫外線照射してN−メチル−2−ピロリドン4容、
エタノールl容から成る混液で現像し、次いでエタノー
ルでリンスして最小線幅6μmのレリーフ・パターンを
得た。感度は7IIJ/cI11であり、得られたパタ
ーンを400℃で60分間加熱してもパターンのぼやけ
は認められなかった。 実施例6 実施例3で得られた溶液(C) 20 gに3−(N、
N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート1,71
g(0,01モル)、2.6− (4’アジドベンザ
ル)−4−カルボキシシクロヘキサン0.04 g (
0,001モル)を溶解し、次いで1μm孔のフィルタ
を用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ己に回転塗布
し、次いで70℃に30分間乾燥して5.0μm厚の塗
膜を得た。 この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォト
マスクで密着被覆し。 500Wの高圧水銀灯(受光面での光強度は365nm
の波長で4mW/cal)で紫外線照射してN−メチル
−2−ピロリドン3容、メタノール2容から成る混液で
現像し、次いでエタノールでリンスして最小線幅5μm
のレリーフ・パターンを得た。感度は6aJ/calを
示し、得られたパターンは400℃で60分間加熱して
もパターンのぼやけは認められなかった。 実施例7 実施例3で得られた溶液(C)20gに3−(N、N−
ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート1.71 g
(0,01モル)、2.6−ジ(4′−アジドベンザ
ル)−4−トリメチルシリルシクロへキサノン0.43
g (0,001モル)を溶解し、次いで1μm孔の
フィルタを用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ圧に回転塗布
し、次いで70℃に30分間乾燥して5.3μm厚の塗
膜を得た。 この塗膜を縞模様のソーダ、ガラス製フォ
トマスクで密着被覆し、500Wの高圧水銀灯(受光面
での光強度は365n+iの波長で4+aW/cal)
で紫外線照射してN−メチル−2−ピロリドン4容、メ
タノールl容から成る混液で現像し、次いでエタノール
でリンスして最小線幅6μmのレリーフ・パターンを得
た。感度は1011J/cI11を示し、得られたパタ
ーンは400℃で60分間加熱してもパターンのぼやけ
は認めらなかった。 実施例8 実施例3で得られた溶液(C)20gに4−(N、N−
ジメチルアミノ)ブチルメタクリレート1.85 g
(0,01モル)、2.6−ジ(4′−アジドベンザル
)−4−ヒドロキシシクロへキサノン0.37 g (
0,001モル)を溶解し、次いで1μm孔のフィルタ
を用いて加圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ上に回転塗布
し、次いで70℃に30分間乾燥1して4.7μmの塗
膜を得た。この塗膜を縞模様のソーダガラス製フォトマ
スクで密着被覆し、500Wの高圧水銀灯(受光面での
光強度は365nmの波長で4 m W / c++l
)で紫外線照射してN−メチル−2−ピロリドン4容
、エタノールl容から成る混液で現像し、次いでエタノ
ールでリンスして最小線5μmのレリーフ・パターンを
得た。感度は6IIJ/Cl11であり、得られたパタ
ーンを400℃で60分間加熱してもパターンのぼやけ
は認められなかった。 比較例1 ポリアミド酸を主成分とするポリマに化学線により二量
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孔のフィルタを用いて加
圧ろ過した。 得られた溶液をスピンナでシリコンウェハ化に回転塗布
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ソーダガラス製フォトマ
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l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/cnlであり5実施例1〜8のい
ずれに比べても低感度であった。 比較例2 ポリアミド酸のカルボキシル基にアミド結合で不飽和結
合を有する基(ビニル基)を導入し。 さらにビスアジド化合物を加えた系から成る感光性耐熱
重合体組成物による実験結果を以下に比較例として示す
。 撹拌棒、冷却管、塩化カルシウム管、ガス導入管を取り
付けた三つロフラスコに窒素気流下4.4′−ジアミノ
ジフェニルエーテル2.0g(0,01モル)を入れ、
N−メチル−2−ピロリドン25gで溶解させる。次に
容器を氷冷し5に以下に保ちながら徐々に無水ピロメリ
ット酸2.2g (0,01モル)を加え完全に溶解し
た後室温にもどし5時間撹拌した。得られたポリマ溶液
にトリエチルアミン2 g (0,02モル)、ヘキサ
クロロシクロトリホスファトリアゼン7.0g(0,0
2モル)を加え室温で1時間撹拌し、次いでアリルアミ
ン6.8g (0,12モル)を加え室温で3時間撹拌
した。この溶液に4.4′−ジアジドスチルベン1.5
gを加えて感光性ポリアミド酸ワニスを調製した。この
ワニスをガラス板上に回転塗布し乾燥、縞模様のマスク
を用い500Wの高圧水銀灯で露光、N−メチル−2−
ピロリドンで現像し、エタノールでリンスしたところ、
マスクされた部分は溶媒に溶け、マスクされない部分は
溶媒に不溶となった。 解像性は実施例1〜8に比べて著しく低く、得られたレ
リーフ・パターンの端面は波打っておりかつ、解像度も
最小線幅1000μmのパターンが得られるにとどまっ
た。 以上述べたように本発明による組成物を用1いたポリイ
ミドのパターン形成法によれば、従来問題のあった感光
性被膜の感光感度、解像性及び最終的に得られるポリイ
ミド膜の耐熱性、機械特性を向上されることが可能にな
ります。そして本発明の感光性重合体組成物を用いたポ
リイミドのパターン形成法は半導体の多層配線用層間絶
縁膜、耐熱性フォトレジストなどに適用される。
Claims (2)
- 1.(i)一般式▲数式、化学式、表等があります▼・
・・・・・・・・〔 I 〕(但し、式中R^1は3価ま
たは4価の有機基、R^2は2価の有機基を表わし、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100重量部と、 (ii)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔II〕 (但し、〔II〕式中Xは−OH,−OR^3,−R^4
−OH,−SiR^■_■,−COOH,−COOR^
3,−NR^■_■,−NH_2(R^3は低級アルキ
ル基、R^4はアルキレンを表わす)から選択さた基を
表わし、mは0または1である。)で表わされる芳香族
ビスアジド化合物0.1〜100重量部と、 (iii)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
〔III〕 (但し、〔III〕式中R^6,R^7,R^8,R^9
は水素、低級アルキル基、フェニル基、ビニル基の中か
ら選択された基、R^6はアルキレンを表わす。)で表
わされるアミン化合物1〜400重量部とから成る組成
物の溶液を基板上に塗布した後乾燥して皮膜を形成し、
該被膜を所望のパターンを有するホトマスクを介して水
銀灯により露光し、更に現像、加熱処理によって耐熱性
に優れたポリイミドのパターンを形成することを特徴と
するパターン形成法。 - 2.上記組成物の溶液に増感剤を加えたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のパターン形成法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29534590A JPH03179057A (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | パターン形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29534590A JPH03179057A (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | パターン形成法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4277982A Division JPS57170929A (en) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | Photosensitive polymeric composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03179057A true JPH03179057A (ja) | 1991-08-05 |
JPH0368066B2 JPH0368066B2 (ja) | 1991-10-25 |
Family
ID=17819412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29534590A Granted JPH03179057A (ja) | 1990-11-02 | 1990-11-02 | パターン形成法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03179057A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008007744A (ja) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Toray Ind Inc | 耐熱性樹脂組成物およびそれを用いた金属樹脂複合体ならびに電子部品 |
-
1990
- 1990-11-02 JP JP29534590A patent/JPH03179057A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008007744A (ja) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Toray Ind Inc | 耐熱性樹脂組成物およびそれを用いた金属樹脂複合体ならびに電子部品 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0368066B2 (ja) | 1991-10-25 |
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