JPH06234870A - Etching liquid for polyimide and its use - Google Patents

Etching liquid for polyimide and its use

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JPH06234870A
JPH06234870A JP2097193A JP2097193A JPH06234870A JP H06234870 A JPH06234870 A JP H06234870A JP 2097193 A JP2097193 A JP 2097193A JP 2097193 A JP2097193 A JP 2097193A JP H06234870 A JPH06234870 A JP H06234870A
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JP
Japan
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polyimide
etching
alcohol
bis
solution
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JP2097193A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoyuki Hamada
直之 濱田
Nagahiro Moroi
長広 諸井
Toshimichi Maruta
順道 丸田
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Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a etching liquid for polyimide containing respective specific amounts of quaternary ammonium hydroxide, amino alcohol and alcohol as essential components, having high etching speed, capable of forming a through hole and a deep pattern and useful for electronic material, etc. CONSTITUTION:The etching liquid contains (A) 5-20wt.% of a quaternary ammonium hydroxide such as tetramethylammonium hydroxide, (B) 10-60wt.% of an amino alcohol such as 2-8C aliphatic or alicyclic amino alcohol (e.g. ethanolamine) and (C) 20-80wt.% of an alcohol such as 1-6C aliphatic alcohol as essential components. The etching liquid is preferably used for the wet etching of a polyimide or a fluorine-containing polyimide having low thermal expansion coefficient.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】ポリイミドは耐熱性、耐薬品性、
電気特性、機械特性等に優れることから、電子材料とし
てIC、LSI、モジュール基板等の製造において、種
々の用途に用いられている。これらの用途においてはポ
リイミド樹脂をフィルム状あるいはコーティング膜とし
て用い、ポリイミドの一部をエッチング加工することに
よりパターンを形成する必要が少なからずある。
[Industrial application] Polyimide has heat resistance, chemical resistance,
It is used for various purposes in the manufacture of ICs, LSIs, module substrates and the like as electronic materials because of its excellent electrical properties and mechanical properties. In these applications, it is often necessary to form a pattern by using a polyimide resin as a film or a coating film and etching a part of the polyimide.

【0002】本発明は、このポリイミドにパターンを形
成する湿式加工法における新規なエッチング液および使
用方法に関する。
The present invention relates to a novel etching solution and method of use in a wet processing method for forming a pattern on this polyimide.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来のポリイミドの湿式加工法として
は、部分イミド化したポリイミド前駆体(ポリアミド
酸)をポジ型レジストをマスクとしてアルカリ水溶液で
エッチング(溶解)する方法および完全イミド化したポ
リイミド前駆体をネガ型レジストをマスクとしてヒドラ
ジン−エチレンジアミンでエッチング(ヒドラジドの形
成による主鎖の分解)する方法が知られており、形成可
能なパターン深さは、そのパターンサイズにも依存する
が概ね15μm程度が限界である。
2. Description of the Related Art Conventional wet processing methods for polyimide include a method of etching (dissolving) a partially imidized polyimide precursor (polyamic acid) in an alkaline aqueous solution using a positive resist as a mask, and a completely imidized polyimide precursor. There is known a method of etching (decomposing the main chain by formation of hydrazide) with hydrazine-ethylenediamine using a negative resist as a mask, and the pattern depth that can be formed depends on the pattern size, but is about 15 μm. It is the limit.

【0004】イミド化反応が完結しない部分イミド化状
態でのアルカリ水溶液によるエッチングは、イミド化率
のばらつきでエッチング速度が変化する、20μm以上
の厚膜加工に十分対応できない、また近年開発された剛
直な主鎖構造を持つ低熱膨張性ポリイミドあるいは含フ
ッ素ポリイミドはエッチングできないという問題点があ
り、イミド化反応完結後のエッチングは、エッチング液
が作業環境上好ましくないという問題点があった。
Etching with an aqueous alkaline solution in a partially imidized state in which the imidization reaction is not completed cannot change the etching rate due to variations in the imidization rate, and cannot sufficiently process thick films of 20 μm or more. There is a problem that a low thermal expansion polyimide or a fluorine-containing polyimide having such a main chain structure cannot be etched, and etching after the completion of the imidization reaction has a problem that the etching solution is not preferable in the working environment.

【0005】これらの改良法として、剛直な主鎖構造を
持つ低熱膨張性ポリイミドの加工については、特開昭6
2−253621号には、特定組成の剛直な主鎖構造よ
りなるポリイミドが低熱膨張性とヒドラジン−エチレン
ジアミンによる湿式加工性を兼備できることが述べられ
ており、また特開平4−15233号、特開平4−20
541号には、10wt%以上の尿素、8〜28wt%
のエチレンジアミン等のアミン化合物、1〜35wt%
の水酸化アルカリあるいは水酸化第四アンモニウムの水
溶液あるいは水性アルコール溶液により、ポリイミドを
加工する方法が記載されている。
As a method for improving these, as to the processing of a low thermal expansion polyimide having a rigid main chain structure, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 6-62
2-253621 describes that a polyimide having a rigid main chain structure with a specific composition can have both low thermal expansion and wet processability with hydrazine-ethylenediamine, and JP-A-4-15233 and JP-A-4-15233. -20
No. 541 has 10 wt% or more urea, 8 to 28 wt%
Amine compounds such as ethylenediamine, 1-35 wt%
Describes a method for processing a polyimide with an aqueous solution of alkali hydroxide or quaternary ammonium hydroxide or a hydroalcoholic solution.

【0006】この方法はヒドラジンを使用せずにポリイ
ミドを加工できるもので、作業環境を改善する新規なエ
ッチング組成液として優れているが、エチレンジアミン
を使用する点で依然問題が残されており、また近年開発
された剛直な主鎖構造を持つ低熱膨張性ポリイミドある
いは含フッ素ポリイミドのエッチングには不十分であ
る。
This method can process polyimide without using hydrazine, and is excellent as a novel etching composition liquid for improving the working environment, but it still has a problem in using ethylenediamine. It is insufficient for etching low thermal expansion polyimide or fluorine-containing polyimide having a rigid main chain structure developed in recent years.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明の目的は、剛直な主鎖構造を持つ
低熱膨張性ポリイミドあるいは含フッ素ポリイミドを、
作業上その使用が問題であるヒドラジンあるいはエチレ
ンジアミン等を使用すること無く、加工深さ20μm以
上の実用的な湿式加工を可能とする新規なエッチング液
およびその使用方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a low thermal expansion polyimide or a fluorine-containing polyimide having a rigid main chain structure,
It is an object of the present invention to provide a novel etching solution that enables practical wet processing with a processing depth of 20 μm or more without using hydrazine or ethylenediamine whose use is a problem in operation, and a method of using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記現状の
問題点に鑑み、ポリイミドのアルカリ分解条件を種々検
討したところ、剛直な低熱膨張性ポリイミドあるいは含
フッ素ポリイミドは、アルカリ水溶液に対する耐性が従
来ポリイミドよりはるかに優れているため、固液界面反
応を速やかに行なわせるためには有機媒体による濡れ性
の向上が必要であり、有機媒体の採用にあたっては耐溶
剤性に劣るノボラック系のポジ型レジストでは使用に絶
えず、耐溶剤性に優れる環化ゴム系のネガ型レジスト使
用が必須であるとの観点に立ち、ネガ型レジストの使用
条件と、種々のアルカリ溶液の組合せを鋭意検討したと
ころ、比較的安全性の高いアミノアルコールに、ポリイ
ミド湿式加工性向上の著しい効果を認め本発明を完成し
た。
Means for Solving the Problems In view of the above-mentioned problems of the present inventors, various investigations have been made on the conditions for alkali decomposition of polyimide, and a rigid low thermal expansion polyimide or a fluorine-containing polyimide has a resistance to an alkaline aqueous solution. Since it is far superior to conventional polyimide, it is necessary to improve the wettability with an organic medium in order to carry out a solid-liquid interface reaction quickly. In use as a resist, in view of the fact that it is essential to use a cyclized rubber type negative resist excellent in solvent resistance, the use conditions of the negative resist and a combination of various alkaline solutions were earnestly studied, The present invention has been completed by recognizing the remarkable effect of improving the wet processability of polyimide to amino alcohol, which is relatively safe.

【0009】すなわち、上記問題点を解決するために本
発明により提供される新規なポリイミドのエッチング液
は、5〜20wt%の水酸化第四アンモニウムと10〜
60wt%のアミノアルコールと20〜80wt%のア
ルコールを必須成分とすることを特徴とするもので、水
酸化第四アンモニウムとしては、水酸化テトラメチルア
ンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化
テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアン
モニウム等の水酸化テトラアルキルアンモニウムであ
り、アミノアルコールとしては、エタノールアミン、ア
ミノプロパノール、アミノブタノール、アミノヘキサノ
ール、アミノシクロヘキサノール等の炭素数2ないし8
の脂肪族または脂環式アミノアルコールであり、アルコ
ールとしてはメタノール、エタノール、イソプロパノー
ル、n−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタ
ノール、tert−ブタノール、エチレングリコール等
の炭素数1ないし6の脂肪族アルコールを用いることが
できる。また、エッチングの作用を大きく変更すること
のない範囲において、他に有機溶媒、水または安定剤な
どを添加することも可能である。
That is, in order to solve the above problems, the novel polyimide etching solution provided by the present invention is 5 to 20 wt% of quaternary ammonium hydroxide and 10 to 10 wt.
60% by weight of amino alcohol and 20 to 80% by weight of alcohol are essential components, and as the quaternary ammonium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, It is a tetraalkylammonium hydroxide such as tetrabutylammonium hydroxide, and the aminoalcohol has 2 to 8 carbon atoms such as ethanolamine, aminopropanol, aminobutanol, aminohexanol and aminocyclohexanol.
Is an aliphatic or alicyclic amino alcohol, and the alcohol has 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol, sec-butanol, tert-butanol, and ethylene glycol. Can be used. In addition, an organic solvent, water, a stabilizer, or the like may be added in the range in which the action of etching is not significantly changed.

【0010】エッチング液中の水酸化第四アンモニウム
の含有量は、濃度が5wt%以下ではエッチング速度が
遅くなり、20wt%以上ではエッチング速度は向上す
るもののパターン形状が不良となり、アミノアルコール
の添加量は、10wt%未満ではパターン形状が不良で
あり、60wt%以上ではエッチング速度が遅くなる。
エッチング速度はアミノアルコールの添加量により極大
値を示し、特に15wt%以上40wt%未満の範囲で
エッチング速度が大きくパターン形状が良好である。
Regarding the content of quaternary ammonium hydroxide in the etching solution, when the concentration is 5 wt% or less, the etching rate becomes slow, and when it is 20 wt% or more, the etching rate is improved but the pattern shape becomes poor, and the amount of amino alcohol added. When the content is less than 10 wt%, the pattern shape is poor, and when the content is 60 wt% or more, the etching rate becomes slow.
The etching rate shows a maximum value depending on the amount of amino alcohol added, and particularly in the range of 15 wt% or more and less than 40 wt%, the etching rate is large and the pattern shape is good.

【0011】ポリイミドのエッチングに際しては、ポリ
イミドがポリイミド前駆体溶液あるいはポリイミド前駆
体溶液と三次元熱硬化型樹脂よりなるポリイミド前駆体
組成物溶液を基板に塗布・脱溶媒した後、200〜30
0℃で焼成して得られるポリイミド、特に含フッ素ポリ
イミドあるいはポリイミド組成物であり、パターンのマ
スクが、環化ゴム系のネガ型フォトレジストを塗布・焼
成し、所望パターンを露光・現像して得られるマスクで
あり、エッチング処理を10〜60℃の液温範囲におい
て実施するものである。脱溶媒は、低温において長時間
かけて行なうことが好ましく、ポリイミドの膜厚にもよ
るが、50〜150℃の範囲で10〜150分間、空
気、水素などの不活性雰囲気下に行なえる。50℃以下
では時間が掛かりすぎ実用的ではなく、150℃以上で
は特に膜厚の大きい場合に平坦性、白化現象、泡の発生
などの問題が生じるので好ましくない。
In etching the polyimide, the polyimide precursor solution or a polyimide precursor composition solution comprising a polyimide precursor solution and a three-dimensional thermosetting resin is applied to the substrate and desolvated, and then 200 to 30.
A polyimide obtained by baking at 0 ° C., particularly a fluorine-containing polyimide or a polyimide composition, wherein the pattern mask is obtained by applying / baking a cyclized rubber negative photoresist and exposing / developing a desired pattern. This is a mask to be used, and the etching treatment is carried out in a liquid temperature range of 10 to 60 ° C. Desolvation is preferably carried out at a low temperature for a long time, and depending on the film thickness of the polyimide, it can be carried out in the range of 50 to 150 ° C. for 10 to 150 minutes in an inert atmosphere such as air or hydrogen. If the temperature is lower than 50 ° C., it takes too much time and is not practical, and if the temperature is higher than 150 ° C., problems such as flatness, whitening phenomenon, and generation of bubbles occur, which is not preferable.

【0012】本発明のエッチングに使用するレジスト
は、とくに限定されないが、例えば、東京応化(株)O
MRシリーズ、長瀬産業(株)NNRシリーズ、富士薬
品工業(株)FSRシリーズなどを挙げることができ
る。
The resist used in the etching of the present invention is not particularly limited.
Examples include MR series, NNR series of Nagase & Co., Ltd., FSR series of Fuji Yakuhin Kogyo.

【0013】ポリイミドの焼成温度は200℃未満では
イミド化が不完全でエッチング速度は速いが耐溶剤性に
乏しく、ネガ型レジストの剥離液温が100℃以上では
剥離液に完全に溶解し、また300℃以上ではエッチン
グは可能であるがエッチング速度が遅くなる。レジスト
の使用方法は市販製品の推奨条件で特に問題なく、エッ
チング処理は浸漬法、スプレイ法等が採用できる。エッ
チングの処理温度は、高温ではエッチング速度が大きく
なる傾向にあるが、有機媒体の蒸気圧も高くなることを
考慮すると10℃から60℃の範囲が好ましい。
If the baking temperature of the polyimide is less than 200 ° C., imidization is incomplete and the etching rate is high, but the solvent resistance is poor, and if the stripping solution temperature of the negative resist is 100 ° C. or more, it is completely dissolved in the stripping solution. At 300 ° C. or higher, etching is possible, but the etching rate becomes slow. The method of using the resist is not particularly problematic under the recommended conditions of commercial products, and the etching treatment may be a dipping method, a spray method or the like. The etching treatment temperature tends to increase at high temperatures, but considering the vapor pressure of the organic medium to increase, the range of 10 ° C. to 60 ° C. is preferable.

【0014】本発明のエッチング液でエッチングされる
ポリイミドは、特に限定されないが、芳香族ポリイミド
が適し、含フッ素芳香族ポリイミドがより適し、ジアミ
ン成分が2,2’−置換−4,4’−ベンジジンとピロ
メリット酸またはピロメリット酸誘導体からなるポリイ
ミドおよびその物性をシロキシジアミンの共重合により
および/またはマレイミド化合物で改良したポリイミド
をさらに適するものとして挙げることができる。具体的
には、ジアミン成分は、4,4’−ジアミノベンズアニ
リド、4,4’−ビナフチルアミンおよび下式
The polyimide to be etched with the etching solution of the present invention is not particularly limited, but aromatic polyimide is suitable, fluorine-containing aromatic polyimide is more suitable, and diamine component is 2,2'-substituted-4,4'-. Further suitable are polyimides composed of benzidine and pyromellitic acid or pyromellitic acid derivatives and polyimides whose physical properties are improved by copolymerization of siloxydiamine and / or with maleimide compounds. Specifically, the diamine component includes 4,4′-diaminobenzanilide, 4,4′-binaphthylamine and the following formula.

【0015】[0015]

【化1】 [Chemical 1]

【0016】(式中、Rは同一または異なるCF3、C
3、C25、OCH3、OC25、Cl、Brまたはフ
ェニル基を表す。)で表される2,2’−置換−4,
4’−ベンジジンまたは4,4’−ジアミノベンズアニ
リド、4,4’−ビナフチルアミンなどであり、化1の
具体例としては、2,2’−ビス(トリフルオロメチ
ル)−4,4’−ベンジジン、2,2’−ジメチル−
4,4’−ベンジジン、2,2’−ジクロロ−4,4’
−ベンジジン、2,2’−ジブロモ−4,4’−ベンジ
ジン、2,2’−ジメトキシ−4,4’−ベンジジン、
2,2’−ジエトキシ−4,4’−ベンジジン、2,
2’−ジフェニル−4,4’−ベンジジンなどが例示で
きる。
(Wherein R is the same or different CF 3 , C
Represents H 3 , C 2 H 5 , OCH 3 , OC 2 H 5 , Cl, Br or a phenyl group. ) 2,2'-substitution-4,
4'-benzidine or 4,4'-diaminobenzanilide, 4,4'-binaphthylamine and the like, and specific examples of Chemical formula 1 are 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'- Benzidine, 2,2'-dimethyl-
4,4'-benzidine, 2,2'-dichloro-4,4 '
-Benzidine, 2,2'-dibromo-4,4'-benzidine, 2,2'-dimethoxy-4,4'-benzidine,
2,2'-diethoxy-4,4'-benzidine, 2,
2'-diphenyl-4,4'-benzidine etc. can be illustrated.

【0017】シロキシジアミンとしては、特に限定され
ないが1,2−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,
2,2−テトラメチルジシロキサン、1,2−ビス(3
−アミノブチル)−1,1,2,2−テトラメチルジシ
ロキサン、ビス(4−アミノフェノキシ)ジメチルシラ
ン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)テトラメチ
ルジシロキサン等が例示できる。
The siloxydiamine is not particularly limited, but 1,2-bis (3-aminopropyl) -1,1,
2,2-tetramethyldisiloxane, 1,2-bis (3
Examples include -aminobutyl) -1,1,2,2-tetramethyldisiloxane, bis (4-aminophenoxy) dimethylsilane, and 1,3-bis (4-aminophenoxy) tetramethyldisiloxane.

【0018】上記のジアミンの外に30モル%未満の割
合で組み合わせて使用されるジアミン成分としては、特
に限定されないがo−,m−,p−フェニレンジアミ
ン、2,4−ジアミノトルエン、2,5−ジアミノトル
エン、2,4−ジアミノキシレン、2,4−ジアミノジ
ュレン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,
4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミ
ノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニル
スルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォ
ン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジ
アミノベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノフェ
ノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)
ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフ
ェニル、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕スルフォン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)
フェニル〕スルフォン、2,2−ビス〔4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロ
プロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキ
シ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−ア
ミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス〔4−(4−アミノ−2−トリフルオロメ
チルフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス〔4−(3−アミノ−5−トリフルオロメ
チルフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプ
ロパン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)ヘキサフ
ルオロプロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒド
ロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビ
ス(3−アミノ−4−メチルフェニル)ヘキサフルオロ
プロパン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)オ
クタフルオロビフェニル、3,5−ジアミノベンゾトリ
フルオリド、2,5−ジアミノベンゾトリフルオリド、
2,2’−ビストリフルオロメチル−4,4’−ジアミ
ノビフェニル、2,2’−ビストリフルオロメチル−
2,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ビストリフ
ルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,
3’−ビストリフルオロメチル−5,5’−ジアミノビ
フェニル等が例示できる。
The diamine component used in combination with the above diamine in a proportion of less than 30 mol% is not particularly limited, but o-, m-, p-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2, 5-diaminotoluene, 2,4-diaminoxylene, 2,4-diaminodurene, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,
4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminobenzophenone, 1, 3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy)
Benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy)
Phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4
-(4-Aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane ,
2,2-bis [4- (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane,
2,2-bis [4- (3-amino-5-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane,
2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2 , 2-bis (3-amino-4-methylphenyl) hexafluoropropane, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) octafluorobiphenyl, 3,5-diaminobenzotrifluoride, 2,5-diaminobenzotrifluor Lido,
2,2'-bistrifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bistrifluoromethyl-
2,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-bistrifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,
Examples thereof include 3'-bistrifluoromethyl-5,5'-diaminobiphenyl.

【0019】使用されるマレイミド化合物としてはビス
マレイミド類が好ましく、4,4’−ビスマレイミドジ
フェニルメタン、4,4’−ビスマレイミドジフェニル
エ−テル、4,4’−ビスマレイミドベンズアニリド、
2,2’−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フ
ェニル〕プロパン等とともに、2,2’−ビス(4−マ
レイミドフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’
−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕
ヘ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−マレイミドフェノキシ)フェ
ニル〕ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ビス(4−
マレイミドフェノキシ)オクタフルオロビフェニル等の
含フッ素ビスマレイミドを例示できる。
As the maleimide compound used, bismaleimides are preferable, and 4,4'-bismaleimide diphenylmethane, 4,4'-bismaleimide diphenyl ether, 4,4'-bismaleimide benzanilide,
2,2′-bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] propane and the like, as well as 2,2′-bis (4-maleimidophenyl) hexafluoropropane, 2,2 ′
-Bis [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl]
Hexafluoropropane, 2,2'-bis [4- (2-
Trifluoromethyl-4-maleimidophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-bis (4-
Examples thereof include fluorine-containing bismaleimide such as maleimidophenoxy) octafluorobiphenyl.

【0020】また、ピロメリット酸誘導体としては、特
に限定されないがピロメリット酸、トリフルオロメチル
ベンゼンテトラカルボン酸、ビストリフルオロメチルベ
ンゼンテトラカルボン酸、ジフルオロベンゼンテトラカ
ルボン酸の無水物またはエステルを例示できる。また、
その外に30モル%未満の割合で組み合わせて使用され
るテトラカルボン酸成分としては特に限定されないが、
ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸、ビフェニ
ルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン
酸、オキシジフタル酸、シクロブタンテトラカルボン
酸、ビシクロ(2,2,2)オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカ
ルボン酸の無水物またはエステルが例示できる。
The pyromellitic acid derivative is not particularly limited, and examples thereof include pyromellitic acid, trifluoromethylbenzenetetracarboxylic acid, bistrifluoromethylbenzenetetracarboxylic acid, and anhydrides or esters of difluorobenzenetetracarboxylic acid. Also,
In addition, the tetracarboxylic acid component used in combination at a ratio of less than 30 mol% is not particularly limited,
Hexafluoroisopropylidene diphthalic acid, biphenyl tetracarboxylic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, oxydiphthalic acid, cyclobutane tetracarboxylic acid, bicyclo (2,2,2) oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid An acid anhydride or ester can be illustrated.

【0021】本発明のエッチング液でエッチングするポ
リイミドの前駆体溶液は、上記したジアミン成分とテト
ラカルボン酸成分を、N,N−ジメチルアセトアミド、
N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリド
ン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラ
クトン、フェノール、クレゾール、ハロゲン化フェノー
ルなどの溶媒中、0〜150℃で混合反応させることに
より得られる。
The polyimide precursor solution which is etched with the etching solution of the present invention contains the above diamine component and tetracarboxylic acid component, N, N-dimethylacetamide,
It can be obtained by mixing and reacting in a solvent such as N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, sulfolane, γ-butyrolactone, phenol, cresol, halogenated phenol at 0 to 150 ° C.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

実施例1 温度計、攪拌装置、還流コンデンサー、窒素導入管を付
した4ツ口セパラブルフラスコに6.89gの2,2’
−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ベンジジン
(21.52mmol、97mol%)、0.16g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(0.66mmol、3mol%)と4.84
gのピロメリット酸二無水物(22.19mmol)お
よび1.78gの2,2’−ビス(4−(4−マレイミ
ド−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル)ヘ
キサフルオロプロパン(ポリアミド酸の固形分量に対し
て15wt%)を仕込み、77.5gのγ−ブチロラク
トンを加え、窒素気流下に室温で24時間攪拌し、粘度
490ポイズ(22℃)、固形分濃度15wt%のポリ
イミド前駆体組成物溶液を得た。
Example 1 6.89 g of 2,2 'was placed in a 4-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser, and a nitrogen introducing tube.
-Bis (trifluoromethyl) -4,4'-benzidine (21.52 mmol, 97 mol%), 0.16 g of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane (0.66 mmol, 3 mol%) And 4.84
g of pyromellitic dianhydride (22.19 mmol) and 1.78 g of 2,2′-bis (4- (4-maleimido-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl) hexafluoropropane (solid content of polyamic acid) 15 wt%), 77.5 g of γ-butyrolactone was added, and the mixture was stirred under a nitrogen stream at room temperature for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition solution having a viscosity of 490 poise (22 ° C.) and a solid content concentration of 15 wt%. Got

【0023】該溶液をシリコン基板に約25μmの膜厚
にスピンコートし、70℃で1時間脱溶媒し、250℃
で2時間焼成した後、ネガ型レジスト(富士薬品工業
(株)製FSR、以下同じ。)を塗布し、50、30、
20μmのライン・アンド・スペースパターンを露光・
現像し、水酸化テトラメチルアンモニウム12wt%、
2−アミノエタノール20wt%、メタノール65wt
%、水3wt%よりなるエッチング液に40℃で5分間
浸漬したのちレジストを剥離し、メタノールで洗浄後6
0℃で30分間乾燥した。
The solution was spin-coated on a silicon substrate to a film thickness of about 25 μm, desolvated at 70 ° C. for 1 hour, and then 250 ° C.
After baking for 2 hours at 50 ° C., a negative resist (FSR manufactured by Fuji Yakuhin Kogyo Co., Ltd., the same applies hereinafter) is applied, and then 50, 30,
Exposure of line and space pattern of 20 μm
Developed, tetramethylammonium hydroxide 12 wt%,
2-aminoethanol 20 wt%, methanol 65 wt
%, 3 wt% water at 40 ° C. for 5 minutes, remove the resist, and wash with methanol.
It was dried at 0 ° C. for 30 minutes.

【0024】初期膜厚は24.7μmで、加工パターン
を走査電子顕微鏡で観察したところ、20μmのライン
・アンド・スペースパターンでも基板面まで明瞭にエッ
チングされており、ポリイミド面におけるパターン幅に
サイドエッチングは認められず、基板面におけるパター
ン幅はそれぞれ約40μm、約20μm、約10μmと
良好なものであった。この時の膜厚を触針式膜厚計で測
定したところ24.9μmで、さらに350℃で1時間
焼成した後の膜厚は23.6μmであった。
The initial film thickness was 24.7 μm, and when the processed pattern was observed with a scanning electron microscope, even the line and space pattern of 20 μm was clearly etched up to the substrate surface, and the pattern width on the polyimide surface was side-etched. Was not observed, and the pattern widths on the substrate surface were good at about 40 μm, about 20 μm, and about 10 μm, respectively. The film thickness at this time was measured by a stylus type film thickness meter to be 24.9 μm, and the film thickness after baking at 350 ° C. for 1 hour was 23.6 μm.

【0025】実施例2 温度計、攪拌装置、還流コンデンサー、窒素導入管を付
した四ツ口セパラブルフラスコに4.86gの2,2’
−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ベンジジン
(15.19mmol)、0.20g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
(0.80mmol)、0.71gのヘキサフルオロイ
ソプロピロデンフタル酸二無水物(1.60mmo
l)、3.14gのピロメリット酸二無水物(14.4
0mmol)と50.7gのγ−ブチロラクトンを加
え、窒素気流下に室温で24時間攪拌し、粘度170ポ
イズ(22℃)、固形分濃度15wt%のポリイミド前
駆体組成物溶液を得た。
Example 2 4.86 g of 2,2 'was placed in a four-necked separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser and a nitrogen introducing tube.
-Bis (trifluoromethyl) -4,4'-benzidine (15.19 mmol), 0.20 g of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane (0.80 mmol), 0.71 g of hexa Fluoroisopropyrodenphthalic acid dianhydride (1.60mmo
l) 3.14 g of pyromellitic dianhydride (14.4 g)
0 mmol) and 50.7 g of γ-butyrolactone were added, and the mixture was stirred under a nitrogen stream at room temperature for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition solution having a viscosity of 170 poise (22 ° C.) and a solid content concentration of 15 wt%.

【0026】該溶液をシリコン基板に約25μmの膜厚
が得られるようにスピンコートし、70℃で1時間脱溶
媒し、250℃で2時間焼成した後、ネガ型レジストを
塗布し、50μmのライン・アンド・スペースパターン
を露光・現像し、水酸化テトラメチルアンモニウム12
wt%、2−アミノエタノール20wt%、メタノール
63wt%、水3wt%よりなるエッチング液に40℃
で5分間浸漬したのちレジストを剥離し、メタノールで
洗浄後60℃で30分間乾燥した。
The solution was spin-coated on a silicon substrate so as to obtain a film thickness of about 25 μm, desolvated at 70 ° C. for 1 hour, baked at 250 ° C. for 2 hours, and then coated with a negative resist to give a thickness of 50 μm. Exposure and development of line and space pattern, tetramethylammonium hydroxide 12
40 ° C. in an etching liquid consisting of wt%, 2-aminoethanol 20 wt%, methanol 63 wt% and water 3 wt%
After dipping for 5 minutes, the resist was peeled off, washed with methanol and dried at 60 ° C. for 30 minutes.

【0027】初期膜厚は22.9μmで、加工パターン
を走査電子顕微鏡で観察したところ、基板面まで明瞭に
エッチングされており、ポリイミド面におけるパターン
幅にサイドエッチングは認められず、基板面におけるパ
ターン幅はそれぞれ約40μmと良好なものであった。
この時の膜厚を触針式膜厚計で測定したところ23.3
μmで、350℃で1時間焼成した後の膜厚は21.6
μmであった。
The initial film thickness was 22.9 μm, and when the processed pattern was observed with a scanning electron microscope, it was clearly etched to the substrate surface, and no side etching was observed in the pattern width on the polyimide surface. The width was about 40 μm, which was good.
The film thickness at this time was measured by a stylus type film thickness meter to be 23.3.
μm, the film thickness after baking at 350 ° C. for 1 hour is 21.6
was μm.

【0028】比較例1 実施例1で得られた溶液をシリコン基板に約25μmの
膜厚にスピンコートし、70℃で1時間脱溶媒し、25
0℃で2時間焼成した後、ネガ型レジストを塗布し、5
0μmのライン・アンド・スペースパターンを露光・現
像し、25℃および40℃のヒドラジン−エチレンジア
ミン1対1溶液に5分間浸漬したところ、25℃では膜
厚減少が約5μmと小さく、40℃では基板面までエッ
チングされたが波状サイドエッチが大きく実用的では無
かった。
Comparative Example 1 The solution obtained in Example 1 was spin-coated on a silicon substrate to a film thickness of about 25 μm and desolvated at 70 ° C. for 1 hour.
After baking at 0 ° C. for 2 hours, apply a negative resist and apply 5
When a line and space pattern of 0 μm was exposed and developed and immersed in a hydrazine-ethylenediamine 1: 1 solution at 25 ° C. and 40 ° C. for 5 minutes, the film thickness decrease at 25 ° C. was as small as about 5 μm, and the substrate at 40 ° C. The surface was etched, but the wavy side etch was large and not practical.

【0029】比較例2 実施例1で得られた溶液をシリコン基板に約25μmの
膜厚にスピンコートし、70℃で1時間脱溶媒し、25
0℃で2時間焼成した後、ネガ型レジストを塗布し、5
0μmのライン・アンド・スペースパターンを露光・現
像し、40℃の水酸化テトラメチルアンモニウム10w
t%、エチレンジアミン20wt%、尿素15wt%、
メタノール65wt%よりなるエッチング液に5分間浸
漬したところ、膜厚減少が約5μmと小さく実用的では
なかった。
Comparative Example 2 The solution obtained in Example 1 was spin-coated on a silicon substrate to a film thickness of about 25 μm and desolvated at 70 ° C. for 1 hour.
After baking at 0 ° C. for 2 hours, apply a negative resist and apply 5
Exposure and development of 0 μm line and space pattern, tetramethylammonium hydroxide 10w at 40 ° C
t%, ethylenediamine 20 wt%, urea 15 wt%,
When immersed in an etching solution containing 65 wt% of methanol for 5 minutes, the reduction in film thickness was about 5 μm, which was not practical.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明のエッチング液は、実施例におい
て明らかなように、エッチング速度が大きくしかもサイ
ドエッチングが少ないという特徴を有するため、ポリイ
ミドの微細加工においてスルーホールや深いパターンを
形成することができるという効果を奏する。
As is apparent from the examples, the etching solution of the present invention has a feature that the etching rate is high and side etching is small. Therefore, through holes and deep patterns can be formed in fine processing of polyimide. It has the effect of being able to.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】5〜20wt%の水酸化第四アンモニウム
と10〜60wt%のアミノアルコールと20〜80w
t%のアルコールを必須成分とすることを特徴とするポ
リイミドのエッチング液。
1. A quaternary ammonium hydroxide of 5 to 20 wt%, an amino alcohol of 10 to 60 wt% and 20 to 80 w.
An etching solution for polyimide, which comprises t% alcohol as an essential component.
【請求項2】アミノアルコールが炭素数2ないし8の脂
肪族または脂環式アミノアルコールであることを特徴と
する請求項1記載のポリイミドのエッチング液。
2. The polyimide etching solution according to claim 1, wherein the amino alcohol is an aliphatic or alicyclic amino alcohol having 2 to 8 carbon atoms.
【請求項3】アルコールが炭素数1ないし6の脂肪族ア
ルコールであることを特徴とする請求の範囲1記載のポ
リイミドのエッチング液。
3. The etching solution for a polyimide according to claim 1, wherein the alcohol is an aliphatic alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
【請求項4】ポリイミドをエッチングするに際し、ポリ
イミドがポリイミド前駆体溶液を基板に塗布・脱溶媒し
た後、200〜300℃で焼成して得られるポリイミド
であり、パターンのマスクがネガ型フォトレジストを塗
布・焼成し、所望パターンを露光・現像して得られたマ
スクであり、エッチング液の温度が10〜60℃である
ことを特徴とする請求項1〜3記載のエッチング液の使
用方法。
4. When etching polyimide, the polyimide is a polyimide obtained by applying a polyimide precursor solution to a substrate, removing the solvent, and then baking at 200 to 300 ° C., and the pattern mask is a negative photoresist. The method of using an etching solution according to any one of claims 1 to 3, which is a mask obtained by coating and baking, exposing and developing a desired pattern, and the etching solution having a temperature of 10 to 60 ° C.
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