JPH06273932A - Positive photosensitive polyimimido precursor composition - Google Patents

Positive photosensitive polyimimido precursor composition

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JPH06273932A
JPH06273932A JP5063895A JP6389593A JPH06273932A JP H06273932 A JPH06273932 A JP H06273932A JP 5063895 A JP5063895 A JP 5063895A JP 6389593 A JP6389593 A JP 6389593A JP H06273932 A JPH06273932 A JP H06273932A
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JP
Japan
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group
carbon atoms
organic group
polyimide precursor
compound
Prior art date
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Pending
Application number
JP5063895A
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Japanese (ja)
Inventor
Masuichi Eguchi
益市 江口
Masaya Asano
昌也 浅野
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Priority to JP5063895A priority Critical patent/JPH06273932A/en
Publication of JPH06273932A publication Critical patent/JPH06273932A/en
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Abstract

PURPOSE:To facilitate the manufacturing method of this composition and to enhance its performance by incorporating a polymer composed essentially of specified structural units, a compound having an ethylenically unsaturated double bond and an amide group, and a photccpolymerization initiator and/or a sensitizer and/or a photopolymerizable monomer. CONSTITUTION:This composition comprises the polymer composed ssentially of the structural units each represented by formula I (R<1> is a tri- or tetra-valent organic group having at least 2C atoms; R<2> is a >=2C divalent organic group: R<3> is an H, alkali metal, or ammonium ion or a 1-30C organic group; and n is 1 or 2), the compound having an ethylenically unsaturated double bond and an amide group, and the photopolymerization initiator and/or the sensitizer and/or the photopolymerizable monomer. This polymer can be converted into a polymer having imido rings or other cyclic structures by heating or catalytic action.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポジ型感光性ポリイミ
ド前駆体組成物に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a positive photosensitive polyimide precursor composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】感光性ポリイミド前駆体組成物としては
次のものが知られていた。
2. Description of the Related Art The following are known as photosensitive polyimide precursor compositions.

【0003】(a)ポリアミド酸に化学線により2量化
または重合可能な炭素−炭素二重結合およびアミノ基ま
たはその四級化塩を添加した組成物(例えば特公昭59
−52822号公報)。
(A) A composition obtained by adding a polyamic acid to a carbon-carbon double bond which is dimerizable or polymerizable by actinic radiation and an amino group or a quaternized salt thereof (for example, Japanese Examined Patent Publication Sho 59).
-52822 publication).

【0004】(b)ポリアミド酸にアクリルアミド類を
添加した組成物(例えば特開平3−170555号公
報)。
(B) A composition obtained by adding acrylamides to polyamic acid (for example, JP-A-3-170555).

【0005】しかしながら、これらは、いずれも露光し
た部分が現像により残るネガ型であった。ネガ型の場
合、露光時に使用するマスクなどにダストなどが付着し
ているとその部分が欠陥となり、ポリイミド被膜にピン
ホールが形成される。そのため、とくにポリイミド被膜
を半導体素子の保護膜や、高密度実装用多層配線の層間
絶縁膜として用いた場合は、歩留まりの低下や信頼性が
低下するという問題があり、ポジ型の感光性ポリイミド
前駆体組成物が求められていた。
However, all of these are negative-working, in which the exposed portion remains after development. In the case of the negative type, if dust or the like adheres to a mask or the like used at the time of exposure, that portion becomes a defect and a pinhole is formed in the polyimide coating. Therefore, especially when a polyimide film is used as a protective film for semiconductor elements or an interlayer insulating film for multi-layer wiring for high-density packaging, there is a problem that the yield and reliability decrease. A body composition was sought.

【0006】またポジ型の感光性ポリイミド前駆体組成
物としては、次のものが知られていた。
The following have been known as positive-type photosensitive polyimide precursor compositions.

【0007】(c)ポリアミド酸にエステル基で光分解
性の感光性を導入した感光性ポリイミド前駆体(例え
ば、特開平01−61747号公報)。
(C) A photosensitive polyimide precursor obtained by introducing photodegradable photosensitivity into a polyamic acid by an ester group (for example, JP-A No. 01-61747).

【0008】(d)特定の構造のポリアミド酸に特定の
構造のナフトキノンジアジド化合物を添加し、露光後に
特定の温度範囲で熱処理し、形成した感光性ポリイミド
前駆体(例えば、高分子学会予稿集、40巻、3号、8
21(1991))。
(D) A photosensitive polyimide precursor formed by adding a naphthoquinonediazide compound having a specific structure to a polyamic acid having a specific structure and subjecting it to a heat treatment after exposure in a specific temperature range (for example, Proceedings of the Polymer Society of Japan, Volume 40, Issue 3, 8
21 (1991)).

【0009】しかしながら、これらは、いずれも感光性
ポリイミド前駆体組成物の製造方法が繁雑であったり、
性能面などで問題があり、実用化されていないのが現状
である。
However, in all of these, the method for producing the photosensitive polyimide precursor composition is complicated,
At present, there are problems in terms of performance and it has not been put to practical use.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
を解決せしめ、製造方法が容易でかつ性能が優れたポジ
型の感光性ポリイミド前駆体組成物を提供することを目
的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a positive type photosensitive polyimide precursor composition which is easy to manufacture and has excellent performance. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、 (a)一般式(1)で表される構造単位を主成分とする
ポリマ(A)、
The object of the present invention is as follows: (a) a polymer (A) containing a structural unit represented by the general formula (1) as a main component,

【化7】 (ただし、式中R1 は少なくとも2個の炭素原子を有す
る3価または4価の有機基、R2 は少なくとも2個の炭
素原子を有する2価の有機基、R3 は水素、アルカリ金
属イオン、アンモニウムイオンまたは炭素数1〜30の
有機基を表す。nは1または2である。) (b)エチレン性不飽和二重結合およびアミド基を有す
る化合物(B)、および (c)光開始剤および/または増感剤および/または光
反応性モノマを含有することを特徴とするポジ型感光性
ポリイミド前駆体組成物により達成される。
[Chemical 7] (Wherein R 1 is a trivalent or tetravalent organic group having at least 2 carbon atoms, R 2 is a divalent organic group having at least 2 carbon atoms, R 3 is hydrogen, an alkali metal ion Represents an ammonium ion or an organic group having 1 to 30 carbon atoms, n is 1 or 2.) (b) a compound (B) having an ethylenically unsaturated double bond and an amide group, and (c) photoinitiation. And a sensitizer and / or a photoreactive monomer are contained in the positive-type photosensitive polyimide precursor composition.

【0012】本発明における一般式(1)で表される構
造単位を主成分とするポリマ(A)とは、加熱あるいは
適当な触媒により、イミド環や、その他の環状構造を有
するポリマ(以後、ポリイミド系ポリマという)となり
得るものである。
The polymer (A) having a structural unit represented by the general formula (1) as a main component in the present invention means a polymer having an imide ring or other cyclic structure (hereinafter referred to as "polymer") by heating or a suitable catalyst. Polyimide-based polymer).

【0013】上記一般式(1)中、R1 は少なくとも2
個の炭素原子を有する3価または4価の有機基である。
耐熱性の面から、R1 は芳香族環または芳香族複素環を
含有し、かつ、炭素数6〜30の3価または4価の基が
好ましい。具体的には、フェニル基、ビフェニル基、タ
ーフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニル
エーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパ
ン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロ
パン基などが挙げられるが、これらに限定されない。
In the general formula (1), R 1 is at least 2
A trivalent or tetravalent organic group having 4 carbon atoms.
From the viewpoint of heat resistance, R 1 is preferably a trivalent or tetravalent group containing an aromatic ring or an aromatic heterocycle and having 6 to 30 carbon atoms. Specific examples thereof include, but are not limited to, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthalene group, a perylene group, a diphenyl ether group, a diphenyl sulfone group, a diphenylpropane group, a benzophenone group, and a biphenyltrifluoropropane group. .

【0014】上記一般式(1)中、R2 は少なくとも2
個の炭素原子を有する2価の有機基であるが、耐熱性の
面から、R2 は芳香族環または芳香族複素環を含有し、
かつ炭素数6〜30の2価の基が好ましい。具体的に
は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフ
タレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェ
ニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノ
ン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基などが挙げら
れるが、これらに限定されない。
In the above general formula (1), R 2 is at least 2
Although it is a divalent organic group having 4 carbon atoms, R 2 contains an aromatic ring or an aromatic heterocycle from the viewpoint of heat resistance,
Moreover, a divalent group having 6 to 30 carbon atoms is preferable. Specific examples thereof include, but are not limited to, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthalene group, a perylene group, a diphenyl ether group, a diphenyl sulfone group, a diphenylpropane group, a benzophenone group, and a biphenyltrifluoropropane group. .

【0015】さらに、基板との接着性を向上させるため
に、耐熱性を低下させない範囲でR1 、R2 としてジア
ミン成分として、シロキサン構造を有する脂肪族性の基
を共重合していてもよい。具体的には、ビス(3−アミ
ノプロピル)テトラメチルジシロキサンなどを1〜10
モル%共重合したものなどがあげられる。
Further, in order to improve the adhesion to the substrate, an aliphatic group having a siloxane structure may be copolymerized as a diamine component as R 1 and R 2 within a range that does not lower the heat resistance. . Specifically, bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane or the like is used in an amount of 1 to 10
Examples include those copolymerized by mol%.

【0016】R3 は、水素、アルカリ金属イオン、アン
モニウムイオンまたは炭素数1〜30の有機基を表す。
3 の好ましい具体例としては、水素、メチル基、エチ
ル基、イソプロピル基、ブチル基、メタクリル酸エチル
基、アクリル酸エチル基、o−ニトロベンジル基などが
あげられるが、これらに限定されない。
R 3 represents hydrogen, an alkali metal ion, an ammonium ion or an organic group having 1 to 30 carbon atoms.
Specific examples of R 3 include, but are not limited to, hydrogen, methyl group, ethyl group, isopropyl group, butyl group, ethyl methacrylate group, ethyl acrylate group, o-nitrobenzyl group and the like.

【0017】ポリマ(A)は、R1 、R2 、R3 がこれ
らのうち各々1種から構成されていても良いし、各々2
種以上から構成される共重合体であってもよい。
In the polymer (A), R 1 , R 2 and R 3 may each be composed of one kind, or each of them may be 2 kinds.
It may be a copolymer composed of one or more species.

【0018】ポリマ(A)は、一般式(1)で表される
構造単位のみからなるものであっても良いし、他の構造
単位との共重合体あるいはブレンド体であっても良い。
その際、一般式(1)で表される構造単位を90モル%
以上含有していることが好ましい。共重合あるいはブレ
ンドに用いられる構造単位の種類および量は最終加熱処
理によって得られるポリイミド系ポリマの耐熱性を損な
わない範囲で選択することが好ましい。
The polymer (A) may be composed of only the structural unit represented by the general formula (1), or may be a copolymer or a blend with another structural unit.
At that time, the structural unit represented by the general formula (1) is 90 mol%
It is preferable to contain the above. The type and amount of structural units used for copolymerization or blending are preferably selected within a range that does not impair the heat resistance of the polyimide-based polymer obtained by the final heat treatment.

【0019】ポリマ(A)の具体的な例として、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、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、3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物と4,4´−ジアミノジフェニルエーテル、
3,3´,4,4´−ビフェニルトリフルオロプロパン
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、3,3´,4,4´−ビフェニルスルホ
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、ピロメリット酸二無水物と3,3´
(または4,4´)−ジアミノジフェニルスルホン、
3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物と3,3´(または4,4´)−ジアミノジフ
ェニルスルホン、3,3´,4,4´−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物と3,3´(または4,4´)−
ジアミノジフェニルスルホン、ピロメリット酸二無水物
と4,4´−ジアミノジフェニルスルフィド、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スルフィド、3,3
´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と
4,4´−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3´,
4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と
パラフェニレンジアミン、3,3´,4,4´−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミ
ン、3,3´,4,4´−ジフェニルエーテルテトラカ
ルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、3,3
´,4,4´−ビフェニルトリフルオロプロパンテトラ
カルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、3,3
´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と
タ−フェニルジアミン、3,3´,4,4´−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物および3,3´,4,4´
−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物とパラフェ
ニレンジアミン、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3,3´(または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´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラ
フェニレンジアミン、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、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、3,3
´,4,4´−ビフェニル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、などか
ら合成されたポリアミド酸およびそのエステル化物が挙
げられるが、これらに限定されない。
Specific examples of the polymer (A) include pyromellitic dianhydride, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4. ′ -Diaminodiphenyl ether, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether,
3,3 ', 4,4'-biphenyltrifluoropropane tetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3', 4,4'-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride and 4, 4'-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3 '
(Or 4,4 ′)-diaminodiphenyl sulfone,
3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 3,3' (or 4,4 ')-diaminodiphenyl sulfone, 3,3', 4,4'-biphenyl tetracarboxylic dianhydride Things and 3,3 '(or 4,4')-
Diaminodiphenyl sulfone, pyromellitic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3
′, 4,4′-Benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3
', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3',
4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine, 3,3', 4,4'-diphenyl ether Tetracarboxylic acid dianhydride and para-phenylenediamine, 3,3
′, 4,4′-Biphenyltrifluoropropanetetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine, 3,3
′, 4,4′-Biphenyltetracarboxylic dianhydride and ta-phenyldiamine, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,3 ′, 4,4 ′
-Benzophenone tetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine, pyromellitic dianhydride and 3,3
′, 4,4′-Benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 3,3 ′ (or 4,4 ′)-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′,
4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether and bis (3-aminopropyl) Tetramethyldisiloxane, pyromellitic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether and bis (3
-Aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 3,3
′, 4,4′-Biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether and bis (3
-Aminopropyl) tetramethyldisiloxane, and the like, but not limited to, polyamic acid and an esterified product thereof.

【0020】これらのポリアミド酸およびそのエステル
化物は公知の方法によって合成される。すなわち、ポリ
アミド酸の場合はテトラカルボン酸二無水物とジアミン
を選択的に組み合わせ、これらを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
チルホルムアミドなどを主成分とする極性溶媒や、γ−
ブチロラクトン中で反応させることにより合成される。
ポリアミド酸のエステル化物は例えば、特開昭61−7
2022号公報、特公昭55−30207号公報に記載
されている方法などで合成される。
These polyamic acids and their esterified products are synthesized by known methods. That is, in the case of polyamic acid, tetracarboxylic dianhydride and diamine are selectively combined, and these are mainly composed of N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like. Polar solvent or γ-
It is synthesized by reacting in butyrolactone.
An esterified product of a polyamic acid is described in, for example, JP-A-61-17.
2022, Japanese Patent Publication No. 55-30207, and the like.

【0021】(b)成分のエチレン性不飽和二重結合お
よびアミド基を有する化合物としては、80℃で10mmHg
以下の蒸気圧を示す化合物が好ましい。80℃で10mmHg
以上の蒸気圧を示す化合物、例えばN,N−ジメチルア
クリルアミドはポリイミド前駆体組成物の被膜を基板上
に形成する乾燥工程でそのほとんどが揮発し、良好な感
光性能が得られないため好ましくない。また、N−メチ
ロールアクリルアミドのように、乾燥工程でポリマ
(A)のアミド基と反応し共有結合を形成する化合物も
好ましくない。
The component (b) having an ethylenically unsaturated double bond and an amide group is 10 mmHg at 80 ° C.
Compounds exhibiting the following vapor pressures are preferred. 10mmHg at 80 ℃
Most of the compounds having the above vapor pressure, such as N, N-dimethylacrylamide, are volatilized in the drying step of forming a film of the polyimide precursor composition on the substrate, and good photosensitivity cannot be obtained, which is not preferable. Further, a compound such as N-methylolacrylamide that reacts with the amide group of the polymer (A) to form a covalent bond in the drying step is also not preferable.

【0022】エチレン性不飽和二重結合およびアミド基
を有する化合物としては、一般式(2)、(3)、
(4)、(5)または(6)で表される化合物が好まし
い。
The compound having an ethylenically unsaturated double bond and an amide group is represented by the general formula (2), (3),
The compound represented by (4), (5) or (6) is preferable.

【0023】[0023]

【化8】 [Chemical 8]

【化9】 [Chemical 9]

【化10】 [Chemical 10]

【化11】 [Chemical 11]

【化12】 4 、R7 、R8 、R11、R14、R15は水素または炭素
数1〜6の低級アルキル基を表す。R5 、R9 、R12
13、R16は水素または炭素数1〜30の有機基を表
す。炭素数1〜30の有機基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、シクロ
ヘキシル基、−C(CH3 2 CH2 COCH3 基など
の基があげられる。R6 は炭素数3〜30の脂肪族有機
基またはシクロヘキシル基を表す。ここで、炭素数が3
〜30であることが重要である。炭素数が3未満の場
合、上述のように、良好な感光性能が得られなかった
り、ネガ型像を形成したりするので好ましくない。炭素
数3〜30の脂肪族有機基としては、プロピル基、ブチ
ル基、ジメチルアミノエチル基、ジメチルアミノプロピ
ル基、ジエチルアミノエチル基、ジエチルアミノプロピ
ル基、−C(CH3 2 CH2 COCH3 基などの基が
あげられる。R10、R18は炭素数1〜6の低級アルキル
基を表す。R17は炭素数1〜30の有機基を表す。炭素
数1〜30の有機基としては、メチレン基、エチレン
基、プロピレン基などの基があげられる。
[Chemical 12] R 4, R 7, R 8 , R 11, R 14, R 15 represents hydrogen or a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 5 , R 9 , R 12 ,
R 13 and R 16 represent hydrogen or an organic group having 1 to 30 carbon atoms. The organic group having 1 to 30 carbon atoms, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, groups such as a cyclohexyl group, -C (CH 3) 2 CH 2 COCH 3 group and the like. R 6 represents an aliphatic organic group having 3 to 30 carbon atoms or a cyclohexyl group. Where the carbon number is 3
It is important to be ~ 30. When the carbon number is less than 3, as described above, good photosensitivity cannot be obtained, or a negative image is formed, which is not preferable. The aliphatic organic group having 3 to 30 carbon atoms, a propyl group, a butyl group, dimethylaminoethyl group, dimethylaminopropyl group, diethylaminoethyl group, diethylaminopropyl group, -C (CH 3) 2 CH 2 COCH 3 group, etc. The base is given. R 10 and R 18 represent a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 17 represents an organic group having 1 to 30 carbon atoms. Examples of the organic group having 1 to 30 carbon atoms include groups such as methylene group, ethylene group and propylene group.

【0024】好ましい具体的な例として、一般式(2)
で表される化合物としては、N−イソプロピルメタクリ
ルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ブチ
ルメタクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、ジア
セトンアクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、
N−シクロヘキシルメタクリルアミド、N−シクロヘキ
シルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル
(メタクリルまたはアクリル)アミド、N,N−ジメチ
ルアミノプロピル(メタクリルまたはアクリル)アミ
ド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタクリルまたは
アクリル)アミド、N,N−ジエチルアミノプロピル
(メタクリルまたはアクリル)アミドなど、一般式
(3)で表される化合物としては、アクリロイルモルホ
リン、メタクリロイルモルホリンなど、一般式(4)で
表される化合物としては、アクリロイルピペリジン、メ
タクリロイルピペリジンなど、一般式(5)で表される
化合物としては、クロトンアミド、N−メチルクロトン
アミド、N−イソプロピルクロトンアミド、N−ブチル
クロトンアミドなど、一般式(6)で表される化合物と
しては、酢酸アリルアミド、プロピオン酸アリルアミド
などが挙げられるがこれらに限定されない。これらの化
合物(B)は単独もしくは2種以上の混合物として使用
される。
As a preferred specific example, the general formula (2)
Examples of the compound represented by N-isopropylmethacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-butylmethacrylamide, N-butylacrylamide, diacetoneacrylamide, diacetonemethacrylamide,
N-cyclohexyl methacrylamide, N-cyclohexyl acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (methacrylic or acrylic) amide, N, N-dimethylaminopropyl (methacrylic or acrylic) amide, N, N-diethylaminoethyl (methacrylic or acrylic) Examples of the compound represented by the general formula (3) such as amide and N, N-diethylaminopropyl (methacryl or acryl) amide include acryloylmorpholine and methacryloylmorpholine, and the compound represented by the general formula (4) include acryloyl. Examples of the compound represented by the general formula (5) such as piperidine and methacryloylpiperidine include crotonamide, N-methylcrotonamide, N-isopropylcrotonamide, N-butylcrotonamide, and the like. Examples of the compound represented by 6), acetic acid allyl amide, the like allyl amide propionic acid without limitation. These compounds (B) are used alone or as a mixture of two or more.

【0025】また、エチレン性不飽和二重結合およびア
ミノ基またはその4級化塩を含む化合物を添加するとさ
らに感光性能が向上するのでより好ましい。好ましい具
体的な例として、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、
メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメ
チルアミノプロピル、アクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメ
チルアミノプロピル、N、N−ジメチルアミノエチル
(メタクリルまたはアクリル)アミド、N、N−ジメチ
ルアミノプロピル(メタクリルまたはアクリル)アミ
ド、N、N−ジエチルアミノエチル(メタクリルまたは
アクリル)アミド、N、N−ジエチルアミノプロピル
(メタクリルまたはアクリル)アミドなどが挙げられる
がこれらに限定されない。
It is more preferable to add a compound containing an ethylenically unsaturated double bond and an amino group or a quaternized salt thereof, because the photosensitivity is further improved. As a preferred specific example, dimethylaminoethyl methacrylate,
Diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, dimethylaminopropyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (methacrylic or acrylic) amide, N, N-dimethylaminopropyl ( Methacrylic or acryl) amide, N, N-diethylaminoethyl (methacryl or acryl) amide, N, N-diethylaminopropyl (methacryl or acryl) amide, and the like, but are not limited thereto.

【0026】化合物(B)はポリマの全構成単位の5
%、好ましくは30%に相当する当量以上で、かつポリ
マ中の全カルボキシル基の当量の5倍以下の割合で混合
されているのが望ましい。この範囲をはずれると感度が
悪くなったり、現像への制約が多くなる。
The compound (B) is 5 of all constitutional units of the polymer.
%, Preferably 30% or more equivalent amount, and it is desirable to mix at a ratio of 5 times or less of the equivalent amount of all carboxyl groups in the polymer. If it deviates from this range, the sensitivity will be deteriorated and there will be many restrictions on development.

【0027】光開始剤としてはミヒラーズケトン、4,
4´−ジエチルアミノベンゾフェノン、N−フェニルジ
エタノールアミン、N−フェニルグリシンなど芳香族ア
ミン化合物、1−フェニルプロパンジオン−2−(O−
エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−1,2
−ブタンジオン−2−(O−メトキシカルボニル)オキ
シム、1−フェニルプロパンジオン−2−(O−ベンゾ
イル)オキシム、1−2−ジフェニル−エタンジオン−
1−(O−ベンゾイル)オキシムに代表される鎖状オキ
シムエステル化合物、3−フェニル−5−イソオキサゾ
ロンに代表される環状オキシムエステル化合物が有効で
あるがこれらに限定されない。とくにオキシムエステル
化合物が感度面で望ましい。これらの光開始剤は単独あ
るいは2種以上混合して使用される。
As the photoinitiator, Michler's ketone, 4,
Aromatic amine compounds such as 4'-diethylaminobenzophenone, N-phenyldiethanolamine, N-phenylglycine, 1-phenylpropanedione-2- (O-
(Ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-1,2
-Butanedione-2- (O-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenylpropanedione-2- (O-benzoyl) oxime, 1-2-diphenyl-ethanedione-
A chain oxime ester compound typified by 1- (O-benzoyl) oxime and a cyclic oxime ester compound typified by 3-phenyl-5-isoxazolone are effective, but not limited thereto. Particularly, an oxime ester compound is desirable in terms of sensitivity. These photoinitiators may be used alone or in admixture of two or more.

【0028】光開始剤の量としては、ポリマ成分に対し
て1〜100重量%、好ましくは5〜50重量%混合さ
れているのが望ましい。この範囲をはずれると感度が悪
くなったり、現像への制約が多くなる。
The amount of the photoinitiator is desirably 1 to 100% by weight, preferably 5 to 50% by weight, based on the polymer component. If it deviates from this range, the sensitivity will be deteriorated and there will be many restrictions on development.

【0029】増感剤としてはミヒラーズケトン、4,4
´−ジエチルアミノベンゾフェノン、3,3´−カルボ
ニルビス(ジエチルアミノクマリン)、コダック社
(株)の“クマリン”339、“クマリン”338、
“クマリン”314、“クマリン”7などが有効である
が、これらに限定されない。とくにクマリン化合物が感
度面で望ましい。これらの増感剤は単独もしくは2種以
上の混合物として使用される。
As the sensitizer, Michler's ketone, 4,4
′ -Diethylaminobenzophenone, 3,3′-carbonylbis (diethylaminocoumarin), “Coumarin” 339, “Coumarin” 338, manufactured by Kodak Corporation.
"Coumarin" 314, "coumarin" 7 and the like are effective, but are not limited thereto. Coumarin compounds are particularly desirable in terms of sensitivity. These sensitizers are used alone or as a mixture of two or more kinds.

【0030】増感剤の量としては、ポリマ成分に対して
0.1〜20重量%、好ましくは0.2〜10重量%混
合されているのが感度面で望ましい。光反応性モノマと
しては2−ヒドロキシエチルメタクリレート、メタクリ
ル酸、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリ
メチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリ
コールジメタクリレートなどのモノマをポリマに対して
1重量%〜20重量%、添加するとさらに感度の向上が
期待できる。
The amount of the sensitizer is preferably 0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight, based on the polymer component, from the viewpoint of sensitivity. As the photoreactive monomer, monomers such as 2-hydroxyethyl methacrylate, methacrylic acid, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, and ethylene glycol dimethacrylate are added in an amount of 1 to 20% by weight based on the polymer. It can be expected to improve the sensitivity.

【0031】光開始剤として、オキシムエステル化合
物、増感剤としてクマリン化合物を組み合わせたもの
が、とくに本発明のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成
物に有効である。
A combination of an oxime ester compound as a photoinitiator and a coumarin compound as a sensitizer is particularly effective for the positive photosensitive polyimide precursor composition of the present invention.

【0032】光反応性モノマとしては2−ヒドロキシエ
チルメタクリレート、トリメチロールプロパントリアク
リレート、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、エチレングリコールジメタクリレートなどがあげら
れる。これらの光反応性モノマは単独あるいは2種以上
混合して使用される。これらの光反応性モノマはポリマ
成分に対して1〜20重量%添加するとさらに感度の向
上が期待できる。
Examples of the photoreactive monomer include 2-hydroxyethyl methacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate and ethylene glycol dimethacrylate. These photoreactive monomers may be used alone or in admixture of two or more. If these photoreactive monomers are added in an amount of 1 to 20% by weight with respect to the polymer component, further improvement in sensitivity can be expected.

【0033】上記のポリマ(A)、化合物(B)および
光開始剤および/または増感剤および/または光反応性
モノマを溶媒と混合することにより化学線感応性ポリイ
ミド前駆体組成物を得る。
An actinic radiation-sensitive polyimide precursor composition is obtained by mixing the above-mentioned polymer (A), compound (B) and photoinitiator and / or sensitizer and / or photoreactive monomer with a solvent.

【0034】このとき用いられる溶媒としては、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、ジメチルスルホオ
キシド、ヘキサメチルホスホロトリアミド、γ−ブチロ
ラクトン、N,N−ジメチルアクリルアミドなどの非プ
ロトン性極性溶媒が単独もしくは二種以上の混合物とし
て好ましく用いられるが、これらに限定されない。
As the solvent used at this time, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphorotriamide, γ-butyrolactone, N, N An aprotic polar solvent such as dimethylacrylamide is preferably used alone or as a mixture of two or more kinds, but is not limited thereto.

【0035】また、必要に応じ、上記のポリイミド前駆
体組成物に基板との塗れ性を向上させる界面活性剤や、
SiO2 、TiO2 などの無機粒子、あるいはポリイミ
ドの粒子を添加してもよい。
If necessary, a surfactant for improving the wettability of the polyimide precursor composition with the substrate,
Inorganic particles such as SiO 2 and TiO 2 or polyimide particles may be added.

【0036】次に本発明のポジ型感光性ポリイミド前駆
体組成物を用いてポジ型のポリイミドパターンを形成す
る方法について説明する。
Next, a method for forming a positive type polyimide pattern using the positive type photosensitive polyimide precursor composition of the present invention will be described.

【0037】該感光性ポリイミド前駆体組成物を基板上
に塗布する。基板としてはシリコン、アルミニウム、窒
化アルミ、アルミナセラミックス、ガラスセラミック
ス、サファイヤ、半導体を形成した基板などが用いられ
るが、これらに限定されない。塗布方法としては、スピ
ンナーを用いた回転塗布、スプレーコータ、浸漬、ロー
ルコーティングなどがあげられるが、これらに限定され
ない。また、塗布膜厚は、塗布手段、組成物の固形分濃
度、粘度等によって異なるが、通常、乾燥後の膜厚が、
0.1〜150μmになるように塗布される。
The photosensitive polyimide precursor composition is coated on a substrate. The substrate may be, but is not limited to, silicon, aluminum, aluminum nitride, alumina ceramics, glass ceramics, sapphire, a semiconductor-formed substrate, or the like. Examples of the coating method include, but are not limited to, spin coating using a spinner, spray coater, dipping, and roll coating. The coating thickness varies depending on the coating means, the solid content concentration of the composition, the viscosity, etc., but usually the coating thickness after drying is
It is applied so as to have a thickness of 0.1 to 150 μm.

【0038】次に、ポリイミド前駆体組成物を塗布した
基板を乾燥し、ポリイミド前駆体組成物被膜を得る。乾
燥は、オーブン、ホットプレート、赤外線などを使用
し、50〜100℃の範囲で1分〜数時間行うのが好ま
しい。
Next, the substrate coated with the polyimide precursor composition is dried to obtain a polyimide precursor composition coating film. Drying is preferably carried out using an oven, a hot plate, infrared rays or the like at 50 to 100 ° C. for 1 minute to several hours.

【0039】次に、この被膜上に所望のパターンを有す
るマスクを置き、それを介して化学線を照射し露光す
る。露光に用いられる化学線としては、紫外線、可視光
線、電子線、X線などが挙げられる。とくに紫外線、可
視光線が好ましい。
Next, a mask having a desired pattern is placed on this film, and actinic rays are irradiated through the mask to expose it. Examples of actinic rays used for exposure include ultraviolet rays, visible rays, electron beams, and X-rays. Ultraviolet rays and visible rays are particularly preferable.

【0040】本発明においては、露光後に未露光部の被
膜が露光部の被膜より、硬化度が高くなる処理を施すこ
とが重要である。未露光部の被膜が露光部の被膜より、
硬化度が高くなる処理としては、熱処理、赤外線照射処
理、マイクロ波照射処理などが有効であり、特に熱処理
が簡便な点で望ましい。熱処理は前記乾燥の工程と同じ
か、それより高い温度で1分〜数時間行うのが好まし
い。具体的には60〜180℃、さらに好ましくは90
〜170℃の温度である。露光後に、これらの処理を行
うことによって、未露光部の被膜が露光部の被膜より硬
化度が高くなるので現像液に対する耐性が高くなり、現
像すると露光部の方が未露光部より早く除去され、ポジ
型の像が形成される。
In the present invention, it is important to carry out a treatment such that the unexposed portion of the coating has a higher degree of curing than the exposed portion of the coating after exposure. The unexposed film is more exposed than the exposed film.
As the treatment for increasing the degree of curing, heat treatment, infrared irradiation treatment, microwave irradiation treatment, etc. are effective, and particularly preferable because heat treatment is simple. The heat treatment is preferably performed for 1 minute to several hours at the same temperature as or higher than the drying step. Specifically, it is 60 to 180 ° C., more preferably 90.
The temperature is ˜170 ° C. By performing these treatments after the exposure, the unexposed film has a higher degree of curing than the exposed film, so that the resistance to the developing solution is high, and when developed, the exposed part is removed earlier than the unexposed part. , A positive image is formed.

【0041】ここでいう硬化とはポリイミド前駆体組成
物の被膜から、ポリイミド以外の成分、例えば、アミノ
基および/またはアミド基を有する化合物、光開始剤、
光反応性のモノマ類、溶剤、閉環水などが揮発すること
をいう。ポリイミド前駆体組成物の被膜は硬化が進むほ
ど、膜厚が薄くなり、硬化が完了した時点、すなわち、
ポリイミド被膜になった時点で、ある一定の膜厚にな
る。硬化度が高くなる処理を施した後の未露光部の被膜
と露光部の被膜との硬化度の違いを膜厚の比(すなわ
ち、硬化度比=未露光部被膜の膜厚÷露光部被膜の膜
厚)で示す。硬化度比は露光量および硬化を進める処理
条件により異なるが、0.98以下が望ましい。さらに好ま
しくは0.97以下である。硬化を進める処理を施さない場
合(硬化度比1.000 )は、現像の初期にネガ像が一瞬形
成されるが、やがて消失する。
The term "curing" as used herein refers to a component other than polyimide, for example, a compound having an amino group and / or an amide group, a photoinitiator, from a film of a polyimide precursor composition.
It means that photoreactive monomers, solvents, ring-closing water, etc. are volatilized. As the film of the polyimide precursor composition cures, the film thickness becomes thinner, and when the cure is completed, that is,
When it becomes a polyimide coating, it has a certain thickness. The difference in the degree of cure between the unexposed portion coating and the exposed portion coating after the treatment for increasing the curing degree is expressed by the film thickness ratio (that is, curing degree ratio = unexposed portion coating thickness / exposed portion coating). Film thickness). The curing degree ratio is preferably 0.98 or less, though it varies depending on the exposure amount and the processing conditions for promoting curing. More preferably, it is 0.97 or less. When the hardening process is not performed (hardness ratio 1.000), a negative image is formed for a moment at the beginning of development, but then disappears.

【0042】処理後、現像を行い、露光部を除去する。
除去は、剥離、溶解、エッチングなどにより行うことが
できる。具体的には、機械的に剥離する、プラズマエッ
チング、現像液による方法などが挙げられるが、とくに
現像液による方法が簡便な点で望ましい。
After the processing, development is performed to remove the exposed portion.
The removal can be performed by peeling, melting, etching or the like. Specific examples thereof include mechanical peeling, plasma etching, and a method using a developing solution. Particularly, the method using a developing solution is preferable because it is simple.

【0043】現像液としては水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、コ
リンなどのアルカリ水溶液が望ましい。またこれらのア
ルカリとN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチ
ルアセトアミド、などの極性溶媒や、メタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコールなどのアルコールと組
み合わせた現像液、N−メチル−2−ピロリドン、N,
N−ジメチルアセトアミドなどの極性溶媒とキシレン、
水と組み合わせた現像液も使用できる。
As the developing solution, an alkaline aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline or the like is desirable. Further, a developer obtained by combining these alkalis with a polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone or N, N-dimethylacetamide or an alcohol such as methanol, ethanol or isopropyl alcohol, N-methyl-2-pyrrolidone or N. ,
Polar solvent such as N-dimethylacetamide and xylene,
Developers in combination with water can also be used.

【0044】現像後、水またはメタノール、エタノー
ル、イソプロピルアルコールなどのアルコールでリンス
をすることが好ましい。
After development, it is preferable to rinse with water or an alcohol such as methanol, ethanol or isopropyl alcohol.

【0045】さらに、キュアすることによりポリイミド
前駆体のイミド化を行い、ポリイミド絶縁膜を得る。現
像後のキュアは温度を選び、段階的に昇温するか、ある
温度範囲を選び連続的に昇温しながら5分〜5時間実施
する。このキュアの最高温度は、250〜500℃、好
ましくは、300〜450℃で行うのがよい。例えば、
130℃、200℃、400℃で各々30分熱処理す
る。また、室温から400℃まで2時間かけて直線的に
昇温してもよい。
Further, by curing, the polyimide precursor is imidized to obtain a polyimide insulating film. Curing after development is carried out for 5 minutes to 5 hours by selecting the temperature and gradually raising the temperature or by selecting a certain temperature range and continuously raising the temperature. The maximum temperature of this curing is 250 to 500 ° C., preferably 300 to 450 ° C. For example,
Heat treatment is performed at 130 ° C., 200 ° C., and 400 ° C. for 30 minutes each. Alternatively, the temperature may be linearly raised from room temperature to 400 ° C. over 2 hours.

【0046】本発明によるポジ型の感光性ポリイミド前
駆体により形成したポリイミド被膜は、半導体のパッシ
ベーション膜、半導体素子の保護膜や、高密度実装用多
層配線の層間絶縁膜などの用途として用いられる。
The polyimide coating formed from the positive photosensitive polyimide precursor according to the present invention is used as a passivation film for semiconductors, a protective film for semiconductor elements, an interlayer insulating film for multilayer wiring for high-density packaging, and the like.

【0047】[0047]

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited thereto.

【0048】実施例1 3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物 80.55g,ピロメリット酸二無水物 54.53gを
エタノール 2.3g,N−メチル−2−ピロリドン 549g
と共に、70℃で3時間反応させた。その後20℃に冷
却し、4,4´−ジアミノジフェニルエーテル 95.10g
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 6.20 gを添加し、さらに60℃で3時間反応さ
せ、粘度122ポアズ(25℃)のポリマ(A)溶液を
得た。この溶液にN−イソプロピルアクリルアミド 11
3.16 g(ポリマ中の全カルボキシル基と当量)、3−
フェニル−5−イソオキサゾロン 23.6 g、3,3´−
カルボニルビス(ジエチルアミノクマリン) 2.36 gお
よびγ−ブチロラクトン 315gを添加し、感光性ポリイ
ミド前駆体組成物を得た。
Example 1 80.55 g of 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 54.53 g of pyromellitic dianhydride, 2.3 g of ethanol and 549 g of N-methyl-2-pyrrolidone
The reaction was carried out at 70 ° C. for 3 hours. After that, it was cooled to 20 ° C. and 95.10 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether
And 6.20 g of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane were added and further reacted at 60 ° C. for 3 hours to obtain a polymer (A) solution having a viscosity of 122 poise (25 ° C.). N-isopropylacrylamide 11 was added to this solution.
3.16 g (equivalent to all carboxyl groups in polymer), 3-
Phenyl-5-isoxazolone 23.6 g, 3,3'-
2.36 g of carbonylbis (diethylaminocoumarin) and 315 g of γ-butyrolactone were added to obtain a photosensitive polyimide precursor composition.

【0049】4インチシリコンウエハー上にこのポリイ
ミド前駆体組成物を塗布、60℃で30分窒素雰囲気中
で乾燥し、膜厚5.18μmの被膜を形成した。キャノン
(株)製紫外線露光機PLA−501Fを用い、クロム
製のフォトマスクを介して1000mJ/cm2 (365n
m の紫外線強度)露光した。露光後、ホットプレートで
140℃で3分熱処理を施した。この処理により未露光
部の被膜は4.12μm、露光部の被膜は4.44μmの膜厚と
なり、硬化度比は 0.928であった。次にテトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイドの2.38%の水溶液からな
る現像液に浸漬したところ露光部が溶解し、未露光部が
2.34μm残存した像が形成された。水でリンス後、窒素
ブローして乾燥した。この様にして、得られたポジ型の
パターンを130℃、200℃、400℃で各々30分
窒素雰囲気中でキュアし、ポジ型のポリイミドパターン
を形成した。
This polyimide precursor composition was applied onto a 4-inch silicon wafer and dried at 60 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to form a film having a thickness of 5.18 μm. 1000 mJ / cm 2 (365n) using a photo mask made of chrome using an ultraviolet exposure device PLA-501F made by Canon Inc.
m UV intensity) exposed. After the exposure, heat treatment was performed on a hot plate at 140 ° C. for 3 minutes. By this treatment, the unexposed film had a thickness of 4.12 μm, the exposed film had a film thickness of 4.44 μm, and the curing ratio was 0.928. Next, when it was immersed in a developing solution consisting of a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, the exposed areas dissolved and the unexposed areas became
An image was formed which remained 2.34 μm. After rinsing with water, it was blown with nitrogen and dried. The positive type pattern thus obtained was cured at 130 ° C., 200 ° C. and 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to form a positive type polyimide pattern.

【0050】実施例2 実施例1においてテトラメチルアンモニウムハイドロオ
キサイドの2.38%の水溶液からなる現像液の代りにN−
メチル−2−ピロリドン700g,キシレン300g、水100gか
らなる現像液に浸漬し、ポジ型のパターンを得た。
Example 2 In Example 1, instead of the developing solution consisting of a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, N--
A positive type pattern was obtained by immersing in a developer containing 700 g of methyl-2-pyrrolidone, 300 g of xylene and 100 g of water.

【0051】実施例3 実施例1で得たポリマ(A)溶液に1−フェニルプロパ
ンジオン−2−(O−エトキシカルボニル)オキシム 2
3.6 g、コダック社(株)の“クマリン”339 2.36
g、N,N−ジメチルアセトアミド 315gおよびクロト
ンアミド 42.6g、N、N−ジメチルアミノプロピルメ
タクリルアミド 85.0 gを添加した感光性ポリイミド前
駆体組成物を調整した。
Example 3 1-phenylpropanedione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime 2 was added to the polymer (A) solution obtained in Example 1.
3.6 g, "coumarin" 339 2.36 from Kodak Corporation
g, N, N-dimethylacetamide (315 g) and crotonamide (42.6 g), and N, N-dimethylaminopropylmethacrylamide (85.0 g) were added to prepare a photosensitive polyimide precursor composition.

【0052】4インチシリコンウエハー上にこのポリイ
ミド前駆体組成物を塗布、ホットプレートで80℃で3
分乾燥し、膜厚5.40μmポリイミド前駆体被膜を形成し
た。キャノン(株)製紫外線露光機PLA−501Fを
用い、クロム製のフォトマスクを介して1000mJ/
cm2 (365nm の紫外線強度)露光した。露光後、ホッ
トプレートで140℃で3分熱処理を施した。この処理
により未露光部の被膜は4.29μm、露光部の被膜は4.65
μmの膜厚となり、硬化度比は 0.923であった。次にテ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの2.38%の
水溶液からなる現像液に浸漬現像し、水でリンス後、窒
素ブローし、ポジ型のポリイミドパターンを得た。
This polyimide precursor composition was coated on a 4-inch silicon wafer, and was heated at 80 ° C. for 3 hours on a hot plate.
After minute drying, a polyimide precursor coating having a film thickness of 5.40 μm was formed. Using a UV exposure machine PLA-501F manufactured by Canon Inc., 1000 mJ /
It was exposed to cm 2 (ultraviolet intensity of 365 nm). After the exposure, heat treatment was performed on a hot plate at 140 ° C. for 3 minutes. By this treatment, the unexposed film is 4.29μm and the exposed film is 4.65μm.
The film thickness was μm, and the curing ratio was 0.923. Next, immersion development was performed in a developing solution composed of a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, rinsed with water, and then blown with nitrogen to obtain a positive polyimide pattern.

【0053】実施例4 実施例1で得たポリマ(A)溶液に3−フェニル−5−
イソオキサゾロン 23.6 g、3,3´−カルボニルビス
(ジエチルアミノクマリン) 2.36 g、γ−ブチロラク
トン 315gおよびジアセトンアクリルアミドをポリマ中
の全カルボキシル基に対して当量( 169.22 g)添加し
た感光性ポリイミド前駆体組成物を調整した。
Example 4 To the polymer (A) solution obtained in Example 1 was added 3-phenyl-5-
Photosensitive polyimide precursor composition in which isoxazolone 23.6 g, 3,3′-carbonylbis (diethylaminocoumarin) 2.36 g, γ-butyrolactone 315 g and diacetone acrylamide were added in an equivalent amount (169.22 g) to all carboxyl groups in the polymer. I adjusted things.

【0054】4インチシリコンウエハー上にこのポリイ
ミド前駆体組成物を塗布、ホットプレートで80℃で3
分乾燥し、膜厚6.83μmポリイミド前駆体皮膜を形成し
た。キャノン(株)製紫外線露光機PLA−501Fを
用い、クロム製のフォトマスクを介して1000mJ/
cm2 (365nm の紫外線強度)露光した。露光後、ホッ
トプレートで140℃で3分熱処理を施した。この処理
により未露光部の被膜は4.54μm、露光部の被膜は5.51
μmの膜厚となり、硬化度比は 0.823であった。次にテ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの2.38%の
水溶液からなる現像液に浸漬現像し、水でリンス後、窒
素ブローし、ポジ型のポリイミドパターンを得た。
This polyimide precursor composition was coated on a 4-inch silicon wafer, and was heated at 80 ° C. for 3 hours on a hot plate.
After minute drying, a 6.83 μm-thick polyimide precursor film was formed. Using a UV exposure machine PLA-501F manufactured by Canon Inc., 1000 mJ /
It was exposed to cm 2 (ultraviolet intensity of 365 nm). After the exposure, heat treatment was performed on a hot plate at 140 ° C. for 3 minutes. By this treatment, the unexposed film is 4.54 μm and the exposed film is 5.51
The film thickness was μm, and the cure ratio was 0.823. Next, immersion development was performed in a developing solution composed of a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, rinsed with water, and then blown with nitrogen to obtain a positive polyimide pattern.

【0055】実施例5 実施例1で得たポリマ(A)溶液に3−フェニル−5−
イソオキサゾロン 23.6 g、3,3´−カルボニルビス
(ジエチルアミノクマリン) 2.36 g、γ−ブチロラク
トン 315gおよび酢酸アリルアミド 49.6 g、メタクリ
ル酸ジエチルアミノエチル 92.5 gを添加した感光性ポ
リイミド前駆体組成物を調整した。
Example 5 To the polymer (A) solution obtained in Example 1 was added 3-phenyl-5-
A photosensitive polyimide precursor composition was prepared by adding 23.6 g of isoxazolone, 2.36 g of 3,3′-carbonylbis (diethylaminocoumarin), 315 g of γ-butyrolactone, 49.6 g of acetic acid allylamide and 92.5 g of diethylaminoethyl methacrylate.

【0056】4インチシリコンウエハー上にこのポリイ
ミド前駆体組成物を塗布、ホットプレートで80℃で3
分乾燥し、膜厚4.55μmポリイミド前駆体皮膜を形成し
た。キャノン(株)製紫外線露光機PLA−501Fを
用い、クロム製のフォトマスクを介して1000mJ/
cm2 (365nm の紫外線強度)露光した。露光後、ホッ
トプレートで140℃で3分熱処理を施した。この処理
により未露光部の被膜は3.61μm、露光部の被膜は4.44
μmの膜厚となり、硬化度比は 0.813であった。次にテ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの2.38%の
水溶液からなる現像液に浸漬現像し、水でリンス後、窒
素ブローし、ポジ型のポリイミドパターンを得た。
This polyimide precursor composition was coated on a 4-inch silicon wafer, and was heated at 80 ° C. for 3 hours on a hot plate.
After minute drying, a 4.55 μm-thick polyimide precursor film was formed. Using a UV exposure machine PLA-501F manufactured by Canon Inc., 1000 mJ /
It was exposed to cm 2 (ultraviolet intensity of 365 nm). After the exposure, heat treatment was performed on a hot plate at 140 ° C. for 3 minutes. By this treatment, the unexposed film was 3.61 μm and the exposed film was 4.44
The film thickness was μm, and the curing ratio was 0.813. Next, immersion development was performed in a developing solution composed of a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, rinsed with water, and then blown with nitrogen to obtain a positive polyimide pattern.

【0057】実施例6 実施例1においてN−イソプロピルアクリルアミドの代
わりに、アクリロイルモルホリンを 141.17 g添加し、
感光性ポリイミド前駆体組成物を調整した。
Example 6 In place of N-isopropylacrylamide in Example 1, 141.17 g of acryloylmorpholine was added,
A photosensitive polyimide precursor composition was prepared.

【0058】4インチシリコンウエハー上にこのポリイ
ミド前駆体組成物を塗布、ホットプレートで80℃で3
分乾燥し、膜厚4.54μmポリイミド前駆体皮膜を形成し
た。キャノン(株)製紫外線露光機PLA−501Fを
用い、クロム製のフォトマスクを介して1000mJ/
cm2 (365nm の紫外線強度)露光した。露光後、ホッ
トプレートで140℃で3分熱処理を施し、ポジ型の感
光性ポリイミド前駆体被膜を得た。この処理により未露
光部の被膜は3.55μm、露光部の被膜は4.02μmの膜厚
となり、硬化度比は 0.883であった。次にテトラメチル
アンモニウムハイドロオキサイドの2.38%の水溶液から
なる現像液に浸漬現像し、水でリンス後、窒素ブロー
し、ポジ型のポリイミドパターンを得た。
This polyimide precursor composition was coated on a 4-inch silicon wafer, and the composition was heated at 80 ° C. for 3 hours on a hot plate.
After minute drying, a polyimide precursor film having a thickness of 4.54 μm was formed. Using a UV exposure machine PLA-501F manufactured by Canon Inc., 1000 mJ /
It was exposed to cm 2 (ultraviolet intensity of 365 nm). After the exposure, heat treatment was performed on a hot plate at 140 ° C. for 3 minutes to obtain a positive photosensitive polyimide precursor coating. By this treatment, the unexposed film had a thickness of 3.55 μm, the exposed film had a film thickness of 4.02 μm, and the curing ratio was 0.883. Next, immersion development was performed in a developing solution composed of a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, rinsed with water, and then blown with nitrogen to obtain a positive polyimide pattern.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明は、上述したように、一般式
(1)で表される構造単位を主成分とするポリマ、エチ
レン性不飽和二重結合およびアミド基を有する特定の化
合物、および光開始剤および/または増感剤および/ま
たは光反応性モノマを含有する組成物が、ポジ型の感光
性ポリイミド前駆体として優れた性能を示すと言う予想
外の効果を得ることができたものである。本発明におけ
るポジ型の感光性ポリイミド前駆体組成物は容易に製造
でき、かつ現像、キュアすることにより、性能が優れた
ポジ型のポリイミド被膜を得ることができる。
As described above, the present invention provides a polymer containing a structural unit represented by the general formula (1) as a main component, a specific compound having an ethylenically unsaturated double bond and an amide group, and an optical compound. A composition containing an initiator and / or a sensitizer and / or a photoreactive monomer has an unexpected effect of exhibiting excellent performance as a positive photosensitive polyimide precursor. is there. The positive photosensitive polyimide precursor composition of the present invention can be easily produced, and by developing and curing, a positive polyimide coating having excellent performance can be obtained.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年7月14日[Submission date] July 14, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Name of item to be corrected] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0015】さらに、基板との接着性を向上させるため
に、耐熱性を低下させない範囲でR1 、R2 として、
ロキサン構造を有する脂肪族性の基を共重合していても
よい。具体的には、ビス(3−アミノプロピル)テトラ
メチルジシロキサンなどを1〜10モル%共重合したも
のなどがあげられる。
Furthermore, in order to improve the adhesion to the substrate, and the R 1, R 2 without compromising the heat resistance may be copolymerized an aliphatic group having a siloxane structure. Specific examples thereof include copolymers of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane and the like in an amount of 1 to 10 mol%.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/027 503 H01L 21/027 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI Technical display location G03F 7/027 503 H01L 21/027

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)一般式(1)で表される構造単位を
主成分とするポリマ(A)、 【化1】 (ただし、式中R1 は少なくとも2個の炭素原子を有す
る3価または4価の有機基、R2 は少なくとも2個の炭
素原子を有する2価の有機基、R3 は水素、アルカリ金
属イオン、アンモニウムイオンまたは炭素数1〜30の
有機基を表す。nは1または2である。) (b)エチレン性不飽和二重結合およびアミド基を有す
る化合物(B)、および (c)光開始剤および/または増感剤および/または光
反応性モノマを含有することを特徴とするポジ型感光性
ポリイミド前駆体組成物。
1. A polymer (A) comprising a structural unit represented by the general formula (1) as a main component, (Wherein R 1 is a trivalent or tetravalent organic group having at least 2 carbon atoms, R 2 is a divalent organic group having at least 2 carbon atoms, R 3 is hydrogen, an alkali metal ion Represents an ammonium ion or an organic group having 1 to 30 carbon atoms, n is 1 or 2.) (b) a compound (B) having an ethylenically unsaturated double bond and an amide group, and (c) photoinitiation. A positive photosensitive polyimide precursor composition comprising an agent and / or a sensitizer and / or a photoreactive monomer.
【請求項2】エチレン性不飽和二重結合およびアミド基
を有する化合物が、80℃で10mmHg以下の蒸気圧
を示す化合物であることを特徴とする請求項1記載のポ
ジ型感光性ポリイミド前駆体組成物。
2. The positive photosensitive polyimide precursor according to claim 1, wherein the compound having an ethylenically unsaturated double bond and an amide group is a compound having a vapor pressure of 10 mmHg or less at 80 ° C. Composition.
【請求項3】エチレン性不飽和二重結合およびアミド基
を有する化合物が、一般式(2)、(3)、(4)、
(5)または(6)で表される化合物の群から選ばれる
少なくとも一種であることを特徴とする請求項1または
2記載のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物。 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 【化6】 (ただし、式中R4 、R7 、R8 、R11、R14、R15
水素または炭素数1〜6の低級アルキル基、R5
9 、R12、R13、R16は水素または炭素数1〜30の
有機基、R6 は炭素数3〜30の脂肪族有機基またはシ
クロヘキシル基、R10、R18は炭素数1〜6の低級アル
キル基、R17は炭素数1〜30の有機基を表す。)
3. A compound having an ethylenically unsaturated double bond and an amide group is represented by the general formula (2), (3), (4),
The positive photosensitive polyimide precursor composition according to claim 1, which is at least one selected from the group of compounds represented by (5) or (6). [Chemical 2] [Chemical 3] [Chemical 4] [Chemical 5] [Chemical 6] (Wherein R 4 , R 7 , R 8 , R 11 , R 14 and R 15 are hydrogen or a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 5 ,
R 9 , R 12 , R 13 and R 16 are hydrogen or an organic group having 1 to 30 carbon atoms, R 6 is an aliphatic organic group having 3 to 30 carbon atoms or a cyclohexyl group, and R 10 and R 18 are 1 to 1 carbon atoms. 6 is a lower alkyl group, R 17 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms. )
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Cited By (2)

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