JPH1010717A - ポジ型耐熱性感光性重合体組成物及びレリーフパターンの製造法 - Google Patents

ポジ型耐熱性感光性重合体組成物及びレリーフパターンの製造法

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JPH1010717A
JPH1010717A JP8167464A JP16746496A JPH1010717A JP H1010717 A JPH1010717 A JP H1010717A JP 8167464 A JP8167464 A JP 8167464A JP 16746496 A JP16746496 A JP 16746496A JP H1010717 A JPH1010717 A JP H1010717A
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JP
Japan
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group
polymer composition
photosensitive polymer
general formula
solution
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JP8167464A
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English (en)
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Masataka Nunomura
昌隆 布村
Shunichiro Uchimura
俊一郎 内村
Takao Miwa
嵩夫 三輪
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 感度が高く、現像時間が短く、形成されたパ
ターンの耐熱性が高い組成物及びこの組成物を用いたレ
リーフパターンの製造法を提供する。 【解決手段】 (a)一般式(I) (式中、R1は炭素数が2以上である4価の有機基、R2
は1個以上のカルボキシル基、このカルボキシル基炭素
を除く炭素数が2以上である2価の有機基、R3は芳香
環を含む3価の有機基、R4は炭素数2以上の2価の有
機基、R5は炭素数1以上の有機基、R6は−SO2−ま
たは−CO−を示し、l、m、nの比率は、lが20〜
90%、mが0.5〜15%、nが0〜79.5%であ
る)で表されるポリマー、(b)o−キノンジアジド化
合物を含有してなる耐熱性感光性重合体組成物及びこの
耐熱性感光性重合体組成物を支持基板上に塗布、乾燥
後、露光、現像し、加熱処理するレリーフパターンの製
造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性感光性重合
体組成物及びこの組成物を用いたレリーフパターンの製
造法に関し、さらに詳しくは加熱処理により半導体素子
等の電子部品の表面保護膜、層間絶縁膜等として適用可
能なポリイミド系耐熱性高分子となる耐熱性感光性重合
体組成物及びこの組成物を用いたレリーフパターンの製
造法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリイミドは耐熱性、機械特性に優れ、
また、膜形成が容易、表面を平坦化できる等の利点か
ら、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜として広く使
用されている。ポリイミドを表面保護膜、層間絶縁膜と
して使用する場合、スルーホール等の形成工程は、主に
ポジ型のホトレジストを用いるエッチングプロセスによ
って行われている。しかし、工程にはホトレジストの塗
布や剥離が含まれ、煩雑であるという問題がある。そこ
で作業工程の合理化を目的に感光性を兼ね備えた耐熱性
材料の検討がなされてきた。
【0003】感光性ポリイミド組成物に関しては、
(a)エステル結合により感光基を導入したポリイミド
前駆体組成物(特公昭52−30207号公報)、
(b)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−炭素二重結合及びアミノ基と芳香族ビスアジ
ドを含む化合物を添加したポリイミド前駆体組成物(特
公平3−36861号公報)が知られている。感光性ポ
リイミド組成物の使用に際しては、通常、溶液状態で基
板上に塗布後乾燥し、マスクを介して活性光線を照射
し、露光部を現像液で除去し、パターンを形成する。し
かし、(a)及び(b)のポリイミド前駆体組成物はネ
ガ型であり、また、現像に有機溶剤を使用する。そのた
め、ポジ型のホトレジストを用いるエッチングプロセス
からネガ型の感光性ポリイミドに切り替えるためには、
露光装置のマスクや現像設備の変更が必要になるという
問題点がある。
【0004】一方、ポジ型感光性ポリイミドに関して
は、(c)o−ニトロベンジル基をエステル結合により
導入したポリイミド前駆体(特開昭60−37550号
公報)、(d)ポリアミド酸エステルにo−キノンジア
ジド化合物を混合したもの(特開平2−181149号
公報)、(e)フェノール性水酸基を有するポリアミド
酸エステルにo−キノンジアジド化合物を混合したもの
(特開平3−115461号公報)、(f)カルボキシ
ル基やスルホン酸基を有するポリアミド酸エステルにo
−キノンジアジド化合物を混合したもの(特開平4−1
6841号公報)が知られている。
【0005】しかし、(c)のポリイミド前駆体は感光
する波長が主に300nm以下であるため、感度が低いと
いう問題がある。(d)及び(e)の樹脂組成物は、こ
れらに含まれるポリアミド酸エステル及びフェノール性
水酸基を有するポリアミド酸エステルが、現像液である
アルカリ水溶液に対する溶解速度が小さいため、感度が
低く、現像時間が長いという問題がある。また、
(d)、(e)及び(f)の樹脂組成物は、o−キノン
ジアジド化合物を含有しているため、耐熱性がo−キノ
ンジアジド化合物を添加しない場合と比較して低下する
という問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】請求項1に記載の発明
は前記した従来技術の問題点を克服し、感度が高く、現
像時間が短く、形成されたパターンの耐熱性が高い組成
物を提供するものである。請求項2に記載の発明はこの
組成物を用いたレリーフパターンの製造法を提供するも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、(a)一般式
(I)
【化2】 (式中、R1は炭素数が2以上である4価の有機基を示
し、R2は1個以上のカルボキシル基を有し、このカル
ボキシル基炭素を除く炭素数が2以上である2価の有機
基を示し、R3は芳香環を含む3価の有機基を示し、R4
は炭素数2以上の2価の有機基を示し、R5は炭素数1
以上の有機基を示し、R6は−SO2−または−CO−を
示し、R3に結合している2個のイミノ基のうち1個の
イミノ基と−R6−NH2とは互いにオルト位に位置し、
1に結合している各COOR5はアミド結合が結合して
いる各炭素原子に対してオルト位に結合しており、l、
m、nの比率は、lが20〜90%、mが0.5〜15
%、nが0〜79.5%である)で表されるポリマー、
(b)o−キノンジアジド化合物を含有してなる耐熱性
感光性重合体組成物に関する。
【0008】また、本発明は、前記耐熱性感光性重合体
組成物を支持基板上に塗布、乾燥後、露光、現像し、加
熱処理するレリーフパターンの製造法に関する。
【0009】前記一般式(I)において、より具体的に
は、R1はポリイミド又はポリイミドイソインドロキナ
ゾリンジオンの原料になるテトラカルボン酸無水物の残
基であり、炭素数が4〜25のものが特に好ましく、R
2はカルボキシ基を有するジアミン化合物のアミノ基を
除いた残基であり、カルボキシ基を除いた炭素数が2〜
25のものが好ましく、R3はポリイミドイソインドロ
キナゾリンジオンの原料になるジアミノアミド化合物の
アミノ基及びアミド基若しくはスルホンアミド基を除い
た残基であり、炭素数6〜15の3価の芳香族基又は炭
素数6〜15の芳香環を含む3価の有機基であることが
好ましく、R4はポリイミド又はポリイミドイソインド
ロキナゾリンジオンの原料になるジアミン化合物の残基
であり、炭素数2〜25の有機基であることが好まし
く、R5は、例えば、OH基を除いたアルコールの残基
であり、炭素数1〜15の有機基であることが好まし
く、特に炭素数1〜15の炭化水素基であることが好ま
しい。
【0010】また、前記l及びmは、lが小さすぎると
アルカリ水溶液への可溶性が劣るようになり、lが大き
すぎるとアルカリ水溶液による現像時に膜べりが大きく
なる。また、mが小さすぎると耐熱性が低下し、mが大
きすぎると樹脂の伸びが小さく、塗膜が脆くなる。l、
m、nは、好ましくはlが20〜89.5%、mが0.
5〜10%、nが10〜79.5%になるように使用さ
れる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明において、(a)成分のポ
リマーは、一般式(II)
【化3】 (但し、式中、R1及びR5は、一般式(I)に同じであ
り、Xは塩素、臭素等のハロゲン、水酸基等のアミンと
の反応基を示す)で表されるテトラカルボン酸ジエステ
ル化合物のアミド形成性誘導体と一般式(III)
【化4】 (式中、R2は一般式(I)に同じである)で表される
カルボキシジアミン化合物、一般式(IV)
【化5】 (式中、R3及びR6は一般式(I)に同じである)で表
されるジアミノアミド化合物及び一般式(V)
【化6】 (式中、R4は一般式(I)に同じである)で表される
ジアミン化合物とを反応させて得られる。この場合、反
応は脱塩酸触媒の存在下に、有機溶媒中で行うことが好
ましい。
【0012】テトラカルボン酸ジエステル化合物のアミ
ド形成性誘導体としては、テトラカルボン酸ジエステル
ジクロリド等がある。
【0013】前記テトラカルボン酸ジエステルジクロリ
ドは、一般式(VI)
【化7】 (但し、式中、R1は一般式(I)に同じである)で表
されるテトラカルボン酸二無水物と一般式(VII)
【化8】 (但し、式中、R5は一般式(I)に同じである)で表
されるアルコール化合物を反応させて得られる一般式
(VIII)
【化9】 (但し、式中、R1とR5は一般式(I)に同じである)
で表されるテトラカルボン酸ジエステルを塩化チオニル
とを反応させて得ることができる。
【0014】前記一般式(VI)で表されるテトラカルボ
ン酸二無水物としては、例えばピロメリット酸二無水
物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、2,3,3′,4′−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物、2,2′,3,3′−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,
4,4′−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水
物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸
二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン
酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボ
ン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカル
ボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカル
ボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカ
ルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルス
ルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′
−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、
2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサ
フルオロプロパン二無水物等のテトラカルボン酸二酸無
水物が単独で又は2種以上を組み合わせて使用される。
【0015】前記一般式(VII)で表されるアルコール
化合物としては、例えば、メタノール、エタノール、n
−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−
ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブ
チルアルコール、イソブチルアルコール、1−ペンタノ
ール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、イソアミ
ルアルコール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、
3−ヘキサノール、フェノール、ベンジルアルコール等
公知の化合物が単独で又は2種以上を組み合わせて使用
される。
【0016】また、一般式(III)で表されるカルボキ
シジアミン化合物としては、例えば、2,5−ジアミノ
安息香酸、3,4−ジアミノ安息香酸、3,5−ジアミ
ノ安息香酸、2,5−ジアミノテレフタル酸、ビス(4
−アミノ−3−カルボキシフェニル)メチレン、ビス
(4−アミノ−3−カルボキシフェニル)エーテル、
4,4′−ジアミノ−3,3′−ジカルボキシビフェニ
ル、4,4′−ジアミノ−5,5′−ジカルボキシ−
2,2′−ジメチルビフェニル等があり、これらは単独
で又は2種以上を組み合わせて使用される。
【0017】一般式(IV)で表されるジアミノアミド化
合物としては、例えば、4,4′−ジアミノジフェニル
エーテル−3−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジ
フェニルエーテル−4−スルホンアミド、3,4′−ジ
アミノジフェニルエーテル−3′−スルホンアミド、
3,3′−ジアミノジフェニルエーテル−4−スルホン
アミド、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル−3−
カルボキサミド、3,4′−ジアミノジフェニルエーテ
ル−4−カルボキサミド、3,4′−ジアミノジフェニ
ルエーテル−3′−カルボキサミド、3,3′−ジアミ
ノジフェニルエーテル−4−カルボキサミド等があり、
これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用され
る。
【0018】一般式(V)で表されるジアミン化合物と
しては、例えば、4,4′−ジアミノジフェニルエーテ
ル、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−
ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフ
ェニルスルフィド、ベンジシン、m−フェニレンジアミ
ン、p−フェニレンジアミン、1,5−ナフタレンジア
ミン、2,6−ナフタレンジアミン、ビス(4−アミノ
フェノキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノフェ
ノキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェノキ
シ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)
フェニル]エーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノ
キシ)ベンゼン等の芳香族ジアミン化合物等がある。
【0019】一般式(V)で表されるジアミンとして
は、さらに、一般式(IX)
【化10】 (但し、式中、R7は炭素数1〜5のアルキレン基又は
炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェ
ニレン基を示し、R8は炭素数1〜4のアルキル基又は
炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェ
ニル基を示し、qは1〜200の整数である)で表され
るジアミノシロキサン化合物、例えば、
【化11】 等の化合物を用いることができる。
【0020】また、市販品としては、一般式(IX)にお
いて、R7がどちらもトリメチレン基でありR8がいずれ
もメチル基である場合に、qがlのもの、平均10前後
のもの、平均20前後のもの、平均30前後のもの、平
均50前後のもの及び平均100前後のものは、それぞ
れ、LP−7100、X−22一161AS、X一22
−161A、X−22−161B、X一22−161C
及ぴX一22−161E(いずれも信越化学工業株式会
社商品名)として市販されている。以上の一般式(V)
に包含されるジアミン化合物は単独で又は2種以上併用
して使用できる。
【0021】前記一般式(VIII)のテトラカルボン酸ジ
エステルを合成する方法は、公知であり、例えば、テト
ラカルボン酸二無水物と過剰のアルコール化合物を混合
し、加熱して反応させた後、余剰のアルコール化合物を
除去することにより得られる。テトラカルボン酸二無水
物とアルコール化合物の好ましい割合は前者/後者(モ
ル比)が、1/2〜1/20の範囲とされ、より好まし
い割合は1/2.5〜1/10の範囲とされる。好まし
い反応温度は30〜130℃、好ましい反応時間は3〜
24時間である。
【0022】テトラカルボン酸ジエステルジクロリドを
合成する方法は、公知であり、例えば、テトラカルボン
酸ジエステルと過剰の塩化チオニルを加熱により反応さ
せた後、余剰の塩化チオニルを除去して得られる。テト
ラカルボン酸ジエステルと過剰の塩化チオニルの好まし
い割合は前者/後者(モル比)が、1/2〜1/10の
範囲とされ、より好ましい割合は1/2.2〜1/5の
範囲とされる。好ましい反応温度は30〜130℃、好
ましい反応時間は1〜10時間とされる。
【0023】(a)成分のポリマーは、一般式(III)
で表されるカルボキシジアミン化合物、一般式(IV)で
表されるジアミノアミド化合物、一般式(V)で表され
るジアミン化合物とピリジン、ルチジンなどの脱塩酸触
媒を、有機溶剤に溶解し、有機溶剤に溶解したテトラカ
ルボン酸ジエステルジクロリドを滴下して反応させた
後、水などの貧溶剤に投入し、析出物をろ別、乾燥する
ことにより得られる。一般式(III)、一般式(IV)、
一般式(V)で表されるジアミン化合物の総量とテトラ
カルボン酸ジエステルジクロリドの好ましい割合は前者
/後者(モル比)が、0.95/1〜1/0.95の範
囲とされ、より好ましい割合は0.98/1〜1/0.
98の範囲とされる。好ましい反応温度は−30〜40
℃、好ましい反応時間は1〜10時間である。、また、
得られるポリマーの好ましい重量平均分子量(ゲルパー
ミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換
算値)は10,000〜100,000とされる。
【0024】脱塩酸触媒とテトラカルボン酸ジエステル
ジクロリドの好ましい割合は前者/後者(モル比)が、
0.95/1〜1/0.95の範囲とされ、より好まし
い割合は0.98/1〜1/0.98の範囲とされる。
一般式(III)、一般式(IV)、一般式(V)で表され
るジアミン化合物の使用割合は、それぞれ、20〜90
モル%、0.5〜15モル%及び0〜79.5モル%で
全体が100モル%になるように使用され、好ましく
は、それぞれ20〜89.5モル%、0.5〜10モル
%及び10〜79.5モル%で全体が100モル%にな
るように使用される。一般式(III)で表される化合物
は、ポリマーにアルカリ水溶液の可溶性を付与するため
に使用され、これが少なすぎるとアルカリ水溶液の溶解
性が劣り、多すぎるとアルカリ水溶液による現像時に膜
べりが大きくなる。一般式(IV)で表される化合物は、
ポリマーに耐熱性を付与するために使用され、これが少
なすぎると耐熱性が劣り、多すぎるとポリマーの伸びが
小さくなり、塗膜が脆くなる。
【0025】本発明に使用される(b)成分の感光剤で
あるo−キノンジアジド化合物は、1,2−ベンゾキノ
ン−2−ジアジド−4−スルホン酸エステル又はスルホ
ン酸アミド、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5
−スルホン酸エステル又はスルホン酸アミド、1,2−
ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸エステル
又はスルホン酸アミド等がある。これらは、例えば、
1,2−ベンゾキノン−2−ジアジド−4−スルホニル
クロリド、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−
スルホニルクロリド、1,2−ナフトキノン−2−ジア
ジド−4−スルホニルクロリド等のo−キノンジアジド
スルホニルクロリド類とポリヒドロキシ化合物またはポ
リアミン化合物とを脱塩酸触媒の存在下で縮合反応させ
て得ることができる。
【0026】ポリヒドロキシ化合物としては、例えば、
ヒドロキノン、レゾルシノール、ピロガロール、ビスフ
ェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェ
ノン、2,3,4,2′,3′−ペンタヒドロキシベン
ゾフェノン,2,3,4,3′,4′,5′−ヘキサヒ
ドロキシベンゾフェノン、ビス(2,3,4−トリヒド
ロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒド
ロキシフェニル)プロパン、4b,5,9b,10−テ
トラヒドロ−1,3,6,8−テトラヒドロキシ−5,
10−ジメチルインデノ[2,1−a]インデン、トリ
ス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒ
ドロキシフェニル)エタンなどがあげられる。
【0027】ポリアミン化合物としては、例えば、p−
フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,
4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミ
ノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルス
ルホン、4,4′−ジアミノジフェニルスルフィドなど
があげられる。
【0028】o−キノンジアジドスルホニルクロリドと
ポリヒドロキシ化合物またはポリアミン化合物、o−キ
ノンジアジドスルホニルクロリド1モルに対して、ヒド
ロキシ基又はアミン基0.5〜1当量になるように配合
されることが好ましい。脱塩酸触媒とo−キノンジアジ
ドスルホニルクロリドの好ましい割合は、0.95/1
〜1/0.95の範囲とされることが好ましい。好まし
い反応温度は0〜40℃、好ましい反応時間は1〜10
時間とされる。反応溶媒としては、ジオキサン、アセト
ン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジエチ
ルエーテル、N−メチルピロリドン等の溶媒が用いられ
る。脱塩酸触媒としては、炭酸ナトリウム、水酸化ナト
リウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化カ
リウム、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジ
ンなどがあげられる。
【0029】(b)成分は、露光部と未露光部の溶解速
度差と、感度の許容幅の点から、(a)成分100重量
部に対して好ましくは5〜100重量部、より好ましく
は10〜40重量部の範囲で配合される。
【0030】本発明の感光性重合体組成物は、前記
(a)成分、(b)成分を溶剤に溶解して、溶液状態で
使用することが好ましい。溶剤としては、例えば、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、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチレンス
ルホン、γ−ブチロラクトン等の非プロトン性極性溶剤
が単独で又は2種以上併用して用いられる。
【0031】本発明の耐熱性感光性重合体組成物は、接
着助剤として、有機シラン化合物やアルミキレート化合
物を含むことができる。有機シラン化合物としては、例
えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランな
どがあげられる。アルミキレート化合物としては、例え
ば、トリス(アセチルアセテート)アルミニウム、アセ
チルアセテートアルミニウムジイソプロピレート等があ
げられる。接着助剤は、(a)成分100重量部に対し
て、0.1〜20重量部、より好ましくは1〜10重量
部の範囲で使用される。
【0032】本発明の耐熱性感光性重合体組成物から
は、以下のようにしてポリイミド化合物のレリーフパタ
ーンを得ることができる。すなわちガラス基板、半導
体、金属酸化物絶縁体(例えばTiO2、SiO2等)、
窒化ケイ素などの支持基板上に、この耐熱性感光性重合
体組成物をスピンナーなどを用いて回転塗布後、ホット
プレート、オーブンなどを用いて乾燥する。次いで、支
持基板上で被膜となった感光性重合体組成物に、マスク
を介して紫外線、可視光線、放射線などの活性光線を照
射する。露光部を現像液で除去することによりレリーフ
パターンが得られる。現像液としては、例えば、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アン
モニア、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルア
ミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシドなどの水溶液があげられる。これらの水
溶液の塩基濃度は、0.1〜10重量%とされることが
好ましい。
【0033】更に上記現像液にアルコール類や界面活性
剤を添加して使用することもできる。これらはそれぞ
れ、現像液100重量部に対して、好ましくは0.01
〜10重量部、より好ましくは0.1〜5重量部の範囲
で配合する。ついで、得られたレリーフパターンに15
0〜450℃の加熱処理をすることによりイミド環や他
に環状基を持つ耐熱性重合体のレリーフパターンにな
る。
【0034】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 実施例1 攪拌機、温度計、ジムロート冷却管を備えた0.5リッ
トルのフラスコ中に、3,3′,4,4′−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物88.27g、エタノール6
9.10gを仕込、95℃で5時間で攪拌し反応させ
た。余剰のエタノールを減圧下、留去し、得られたもの
を減圧乾燥して、3,3′,4,4′−ビフェニルテト
ラカルボン酸ジエチルエステルを得た。次いで、攪拌
機、温度計、ジムロート冷却管を備えた0.5リットル
のフラスコ中に、3,3′,4,4′−ビフェニルテト
ラカルボン酸ジエチルエステル38.64g、塩化チオ
ニル29.74g、トルエン15.00gを仕込、50
℃で3時間反応させた。減圧により、余剰の塩化チオニ
ルをトルエンと共沸させ、除去した。N−メチルピロリ
ドン113gを添加し、3,3′,4,4′−ビフェニ
ルテトラカルボン酸ジエチルエステルジクロリドの溶液
(α)を得た。
【0035】次いで、攪拌機、温度計、ジムロート冷却
管を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチル
ピロリドン113gを仕込、3,5−ジアミノ安息香酸
8.37g、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル−
3−カルボキサミド2.43g、4,4′−ジアミノジ
フェニルエーテル7.01gを添加し、攪拌溶解した
後、ピリジン15.82gを添加し、温度を10℃に保
ちながら、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカル
ボン酸ジエチルエステルジクロリドの溶液(α)を30
分間で滴下した後、1時間攪拌を続ける。析出物をろ別
した後、溶液を3リットルの水に投入し、析出物を回
収、洗浄した後、減圧乾燥してポリアミド酸エチルエス
テルを得た。重量平均分子量は、16,000であっ
た。
【0036】このポリアミド酸エチルエステル30.0
0g、o−キノンジアジド化合物(4NT−300、東
洋合成工業株式会社商品名、2,3,4,4′−テトラ
ヒドロキシベンゾフェノン1モルに対して1,2−ナフ
トキノン−2−ジアジド−5−スルホニルクロリド3モ
ルを反応させて得られたエステル)6.00g、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン0.90gを、
N−メチルピロリドン(NMP)70.00gに攪拌溶
解した。この溶液を1μm孔のテフロンフィルタを用い
て加圧濾過して感光性重合体組成物を得た。
【0037】得られた感光性重合体組成物をスピンナー
を使用してシリコンウェハ上に回転塗布し、ホットプレ
ート上80℃で3分間加熱乾燥を行い、5μmの塗膜を
得た。この塗膜に、露光装置PLA−600F(キャノ
ン(株)製)を用い、マスクを介し、200〜600mJ/c
m2の露光をした。次いで、テトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシドの2.38重量%水溶液を現像液とし100
秒間パドル現像を行い、純水で洗浄してレリーフパター
ンを得た。パターン観察により、適正露光量は500mJ
/cm2と判断された。得られたレリーフパターンを窒素雰
囲気下140℃で30分、200℃で30分、350℃
で1時間加熱処理し、ポリイミド膜のパターンを得た。
示差走査熱量測定により、このポリイミド膜の重量減少
開始温度を測定したところ、420℃であった。
【0038】実施例2 攪拌機、温度計、ジムロート冷却管を備えた0.5リッ
トルのフラスコ中に、3,3′,4,4′−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物96.67g、n−プロ
ピルアルコール90.14gを仕込、95℃で5時間で
攪拌し反応させた。余剰のn−プロピルアルコールを減
圧下、留去し、得られたものを減圧乾燥して、3,
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジn
−プロピルエステルを得た。次いで、攪拌機、温度計、
ジムロート冷却管を備えた0.5リットルのフラスコ中
に、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸
ジn−プロピルエステル44.24g、塩化チオニル2
9.74g、トルエン15.00gを仕込、50℃で3
時間反応させた。減圧により、余剰の塩化チオニルをト
ルエンと共沸させ、除去した。N−メチルピロリドン1
24gを添加し、3,3′,4,4′−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸ジn−プロピルエステルジクロリドの
溶液(β)を得た。
【0039】次いで、攪拌機、温度計、ジムロート冷却
管を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチル
ピロリドン124gを仕込、3,5−ジアミノ安息香酸
8.37g、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル−
3−カルボキサミド2.43g、4,4′−ジアミノジ
フェニルエーテル7.01gを添加し、攪拌溶解した
後、ピリジン15.82gを添加し、温度を10℃に保
ちながら、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸ジn−プロピルエステルジクロリドの溶液
(β)を30分間で滴下した後、1時間攪拌を続ける。
析出物をろ別した後、溶液を3リットルの水に投入し、
析出物を回収、洗浄した後、減圧乾燥してポリアミド酸
エチルエステルを得た。重量平均分子量は、32,00
0であった。
【0040】このポリアミド酸エチルエステル30.0
0g、o−キノンジアジド化合物(ビスフェノールA1
モルに対し1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−
スルホニルクロリド2モルの割合で反応させて得られた
エステル)5.40g、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン0.54gを、NMP70.00gに
攪拌溶解した。この溶液を1μm孔のテフロンフィルタ
を用いて加圧濾過して感光性重合体組成物を得た。
【0041】得られた感光性重合体組成物をスピンナー
を使用してシリコンウェハ上に回転塗布し、ホットプレ
ート上80℃で3分間加熱乾燥を行い、5μmの塗膜を
得た。この塗膜にPLA−600Fを用い、マスクを介
し、200〜600mJ/cm2の露光をした。次いで、テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38重量%水
溶液を現像液とし、100秒間パドル現像を行い、純水
で洗浄してレリーフパターンを得た。パターン観察によ
り、適正露光量は400mJ/cm2と判断された。得られた
レリーフパターンを窒素雰囲気下140℃で30分、2
00℃で30分、350℃で1時間加熱処理し、ポリイ
ミド膜のパターンを得た。重量減少開始温度を測定した
ところ、410℃であった。
【0042】実施例3 攪拌機、温度計、ジムロート冷却管を備えた0.5リッ
トルのフラスコ中に、3,3′,4,4′−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物96.67g、n−ブチ
ルアルコール111.18gを仕込、115℃で4時間
で攪拌し反応させた。余剰のn−ブチルアルコールを減
圧下、留去し、得られたものを減圧乾燥して、3,
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジn
−ブチルエステルを得た。次いで、攪拌機、温度計、ジ
ムロート冷却管を備えた0.5リットルのフラスコ中
に、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸
ジn−プロピルエステル47.04g、塩化チオニル2
9.74g、トルエン15.00gを仕込、50℃で3
時間反応させた。減圧により、余剰の塩化チオニルをト
ルエンと共沸させ、除去した。N−メチルピロリドン1
24gを添加し、3,3′,4,4′−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸ジn−ブチルエステルジクロリドの溶
液(γ)を得た。
【0043】次いで、攪拌機、温度計、ジムロート冷却
管を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチル
ピロリドン124gを仕込、3,5−ジアミノ安息香酸
9.13g、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル−
3−カルボキサミド2.43g、4,4′−ジアミノジ
フェニルエーテル6.01gを添加し、攪拌溶解した
後、ピリジン15.82gを添加し、温度を10℃に保
ちながら、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸ジn−ブチルエステルジクロリドの溶液
(γ)を30分間で滴下した後、1時間攪拌を続ける。
析出物をろ別した後、溶液を3リットルの水に投入し、
析出物を回収、洗浄した後、減圧乾燥してポリアミド酸
エチルエステルを得た。重量平均分子量は28,000
であった。
【0044】このポリアミド酸エチルエステル30.0
0g、o−キノンジアジド化合物(4,4′−ジアミノ
ジフェフェニルエーテル1モルに対して1,2−ナフト
キノン−2−ジアジド−5−スルホニルクロリド2モル
を反応させて得られたエステル)6.90g、γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン0.60gを、NMP7
0.00gに攪拌溶解した。この溶液を1μm孔のテフ
ロンフィルタを用いて加圧濾過して感光性重合体組成物
を得た。
【0045】得られた感光性重合体組成物をスピンナー
を使用してシリコンウェハ上に回転塗布し、ホットプレ
ート上80℃で3分間加熱乾燥を行い、5μmの塗膜を
得た。この塗膜にPLA−600Fを用い、マスクを介
し、200〜600mJ/cm2の露光をした。次いで、テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38重量%水
溶液を現像液とし、100秒間パドル現像を行い、純水
で洗浄してレリーフパターンを得た。パターン観察によ
り、適正露光量は300mJ/cm2と判断された。得られた
レリーフパターンを窒素雰囲気下140℃で30分、2
00℃で30分、350℃で1時間加熱処理し、ポリイ
ミド膜のパターンを得た。重量減少開始温度を測定した
ところ、410℃であった。
【0046】比較例1 攪拌機、温度計、ジムロート冷却管を備えた0.5リッ
トルのフラスコ中に、実施例1で得られた3,3′,
4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸ジエチルエステ
ル38.64g、塩化チオニル29.74g、トルエン
15.00gを仕込、50℃で3時間反応させた。減圧
により、余剰の塩化チオニルをトルエンと共沸させ、除
去した。N−メチルピロリドン108gを添加し、3,
3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸ジエチル
エステルジクロリドの溶液(α′)を得た。
【0047】次いで、攪拌機、温度計、ジムロート冷却
管を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチル
ピロリドン108gを仕込、3,5−ジアミノ−1−ヒ
ドロキシベンゼン7.45g、4,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテル8.01gを添加し、攪拌溶解した後、
ピリジン15.82gを添加し、温度を10℃に保ちな
がら、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン
酸ジエチルエステルジクロリドの溶液(α′)を30分
間で滴下した後、1時間攪拌を続ける。析出物をろ別し
た後、溶液を3リットルの水に投入し、析出物を回収、
洗浄した後、減圧乾燥してポリアミド酸エチルエステル
を得た。重量平均分子量は35,000であった。
【0048】このポリアミド酸エチルエステル30.0
0g、o−キノンジアジド化合物(4NT−300、東
洋合成工業株式会社商品名)6.00g、γ−グリシド
キシプロピルメトキシシラン0.90gを、NMP7
0.00gに攪拌溶解した。この溶液を1μm孔のテフ
ロンフィルタを用いて加圧濾過して感光性重合体組成物
を得た。得られた感光性重合体組成物をスピンナーを使
用してシリコンウェハ上に回転塗布し、ホットプレート
上80℃で3分間加熱乾燥を行い、5μmの塗膜を得
た。この塗膜にPLA−600Fを用い、マスクを介
し、200〜600mJ/cm2の露光をした。次いで、テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38重量%水
溶液を現像液とし100秒間パドル現像を行い、純水で
洗浄したが、レリーフパターンは得られなかった。
【0049】比較例2 攪拌機、温度計、ジムロート冷却管を備えた0.5リッ
トルのフラスコ中に、実施例1で得られた3,3′,
4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸ジエチルエステ
ル38.64g、塩化チオニル29.74g、トルエン
15.00gを仕込、50℃で3時間反応させた。減圧
により、余剰の塩化チオニルをトルエンと共沸させ、除
去した。N−メチルピロリドン112gを添加し、3,
3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸ジエチル
エステルジクロリドの溶液(α″)を得た。
【0050】次いで、攪拌機、温度計、ジムロート冷却
管を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチル
ピロリドン112gを仕込、3,5−ジアミノ安息香酸
9.13g、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル
8.01gを添加し、攪拌溶解した後、ピリジン15.
82gを添加し、温度を10℃に保ちながら、3,
3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸ジエチル
エステルジクロリドの溶液(α″)を30分間で滴下し
た後、1時間攪拌を続ける。析出物をろ別した後、溶液
を3リットルの水に投入し、析出物を回収、洗浄した
後、減圧乾燥してポリアミド酸エチルエステルを得た。
重量平均分子量は、29,000であった。
【0051】このポリアミド酸エチルエステル30.0
0g、o−キノンジアジド化合物(4NT−300、東
洋合成工業株式会社商品名)6.00g、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン0.90gを、NMP
70.00gに攪拌溶解した。この溶液を1μm孔のテ
フロンフィルタを用いて加圧濾過して感光性重合体組成
物を得た。得られた感光性重合体組成物をスピンナーを
使用してシリコンウェハ上に回転塗布し、ホットプレー
ト上80℃で3分間加熱乾燥を行い、5μmの塗膜を得
た。この塗膜にPLA−600Fを用い、マスクを介
し、200〜600mJ/cm2の露光をした。次いで、テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38重量%水
溶液を現像液とし100秒間パドル現像を行い、純水で
洗浄してレリーフパターンを得た。パターン観察によ
り、適正露光量は500mJ/cm2と判断された。得られた
レリーフパターンを窒素雰囲気下140℃で30分、2
00℃で30分、350℃で1時間加熱処理し、ポリイ
ミド膜のパターンを得た。重量減少開始温度を測定した
ところ、390℃であった。
【0052】
【発明の効果】請求項1における感光性重合体組成物
は、感度が高く、現像時間が短く、形成されたパターン
の耐熱性が高く、半導体素子等の表面保護膜、層間絶縁
膜等に使用することができる。請求項2における方法に
より耐熱性が高いレジストパターンを容易に得ることが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 H01L 21/312 B 21/312 21/30 502R

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)一般式(I) 【化1】 (式中、R1は炭素数が2以上である4価の有機基を示
    し、R2は1個以上のカルボキシル基を有し、このカル
    ボキシル基炭素を除く炭素数が2以上である2価の有機
    基を示し、R3は芳香環を含む3価の有機基を示し、R4
    は炭素数2以上の2価の有機基を示し、R5は炭素数1
    以上の有機基を示し、R6は−SO2−または−CO−を
    示し、R3に結合している2個のイミノ基のうち1個の
    イミノ基と−R6−NH2とは互いにオルト位に位置し、
    1に結合している各COOR5はアミド結合が結合して
    いる各炭素原子に対してオルト位に結合しており、l、
    m、nの比率は、lが20〜90%、mが0.5〜15
    %、nが0〜79.5%である)で表されるポリマー、 (b)o−キノンジアジド化合物を含有してなる耐熱性
    感光性重合体組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の耐熱性感光性重合体組成
    物を支持基板上に塗布、乾燥後、露光、現像し、加熱処
    理するレリーフパターンの製造法。
JP8167464A 1996-06-27 1996-06-27 ポジ型耐熱性感光性重合体組成物及びレリーフパターンの製造法 Pending JPH1010717A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100519710B1 (ko) * 1999-02-09 2005-10-07 히다치 케미칼 듀폰 마이크로시스템즈 리미티드 포지티브 감광성 수지 조성물, 릴리프패턴 형성방법, 및전자부품
JP2008257263A (ja) * 2008-05-19 2008-10-23 Hitachi Chem Co Ltd 感光性重合体組成物、パターンの製造法及び電子部品

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100519710B1 (ko) * 1999-02-09 2005-10-07 히다치 케미칼 듀폰 마이크로시스템즈 리미티드 포지티브 감광성 수지 조성물, 릴리프패턴 형성방법, 및전자부품
JP2008257263A (ja) * 2008-05-19 2008-10-23 Hitachi Chem Co Ltd 感光性重合体組成物、パターンの製造法及び電子部品
JP4684314B2 (ja) * 2008-05-19 2011-05-18 日立化成工業株式会社 感光性重合体組成物、パターンの製造法及び電子部品

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