JPH11174679A - Positive photosensitive resin composition and manufacture of relief pattern - Google Patents

Positive photosensitive resin composition and manufacture of relief pattern

Info

Publication number
JPH11174679A
JPH11174679A JP33981797A JP33981797A JPH11174679A JP H11174679 A JPH11174679 A JP H11174679A JP 33981797 A JP33981797 A JP 33981797A JP 33981797 A JP33981797 A JP 33981797A JP H11174679 A JPH11174679 A JP H11174679A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bond
positive photosensitive
resin composition
photosensitive resin
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33981797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Sasaki
守 佐々木
Masataka Nunomura
昌隆 布村
Tadayuki Oe
匡之 大江
Takanori Anzai
隆徳 安斎
Shunichiro Uchimura
俊一郎 内村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP33981797A priority Critical patent/JPH11174679A/en
Publication of JPH11174679A publication Critical patent/JPH11174679A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photosensitive resin composition extremely high in sensitivity to active light such as i-line and capable of forming a satisfactory pattern by using an alkaline water solution, and a manufacturing method enabling a satisfactory relief pattern to be formed by exposure of active light such as i-line and by development using the alkaline developer. SOLUTION: In a positive photosensitive resin composition including (A) a polyimide precursor having a carboxyl radical or a phenolic hydroxyl radical, and (B) a compound producing an acid by light, the (A) constituent is a mixture of two kinds of polyimide precursors a ratio of whose dissolving speeds is 5 or more in an alkaline water solution, and, in a manufacturing method for a relief pattern, this positive photosensitive resin composition is spread over a substrate, dried, thereafter irradiated with active light, developed by the alkaline water solution, and heated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポジ型感光性樹脂
組成物及び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
性高分子となるポジ型感光性樹脂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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a positive photosensitive resin composition and a relief pattern, and more particularly, it can be applied as a surface protective film or an interlayer insulating film of an electronic component such as a semiconductor device by heat treatment. The present invention relates to a positive-type photosensitive resin composition which becomes a polyimide-based heat-resistant polymer and a method for producing a relief pattern using the composition.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Polyimide has excellent heat resistance and mechanical properties.
Further, it is widely used as a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor element because of its advantages such as easy film formation and flattening of the surface. When polyimide is used as a surface protective film and an interlayer insulating film, the process of forming through holes and the like is performed mainly by an etching process using a positive photoresist. However, there is a problem that the process involves coating and peeling of a photoresist, which is complicated. Accordingly, heat-resistant materials having both photosensitivity have been studied for the purpose of streamlining work steps.

【0003】感光性ポリイミド組成物に関しては、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号公報等)、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
加した組成物(特公平3−36861号公報等)などが
知られている。感光性ポリイミド前駆体組成物の使用に
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、現像を行い、パターン
を形成する。
With respect to the photosensitive polyimide composition, a polyimide precursor composition having a photosensitive group introduced through an ester bond (Japanese Patent Publication No. 52-30207, etc.), a carbon-carbon which can be dimerized or polymerized with a polyamic acid by actinic radiation. A composition containing a compound containing a double bond and an amino group and an aromatic bisazide (Japanese Patent Publication No. 3-36861, etc.) is known. When the photosensitive polyimide precursor composition is used, it is usually applied in a solution state on a substrate, dried, irradiated with an actinic ray through a mask, and developed to form a pattern.

【0004】しかし、前記の感光性ポリイミド組成物は
現像液に有機溶剤を用いる必要がある。現像液の使用量
は感光性ポリイミド前駆体組成物の使用量の数倍になる
ために、廃現像液の処理の際に環境へ大きい負荷を与え
るという問題がある。このため、特に近年環境への配慮
から、廃現像液の処理の容易な水性現像液で現像可能な
感光性ポリイミド組成物が望まれている。また、前記の
感光性ポリイミド組成物はネガ型であるため、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
感光性ポリイミド前駆体に切り替える場合には、露光工
程で用いるマスクの変更が必要になるという問題があ
る。
However, the photosensitive polyimide composition requires the use of an organic solvent in a developer. Since the amount of the developer used is several times the amount of the photosensitive polyimide precursor composition used, there is a problem that a large load is imposed on the environment when processing the waste developer. Therefore, a photosensitive polyimide composition which can be developed with an aqueous developer which can easily treat a waste developer has been desired in recent years, particularly in consideration of the environment. Further, since the photosensitive polyimide composition is a negative type, when switching from an etching process using a positive type photoresist to a negative type photosensitive polyimide precursor, it is necessary to change a mask used in an exposure step. There is a problem.

【0005】ポジ型の感光性ポリイミド前駆体組成物と
しては、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)、カルボキシル基を含むポリアミド酸エステルとo
−キノンジアジド化合物を含む組成物(特開平4−16
8441号公報)、水酸基を含むポリアミド酸エステル
とo−キノンジアジド化合物を含む組成物(特開平3−
11546号公報)、ポリアミド酸エステルとo−キノ
ンジアジド化合物を含む組成物(特開平2−18114
9号公報)などが知られている。
The positive photosensitive polyimide precursor composition includes a polyimide precursor having an o-nitrobenzyl group introduced through an ester bond (JP-A-60-37550), a polyamide acid ester containing a carboxyl group and o-nitrobenzyl group.
-A composition containing a quinonediazide compound (JP-A-4-16
No. 8441), a composition containing a polyamic acid ester containing a hydroxyl group and an o-quinonediazide compound (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 11546), a composition containing a polyamic acid ester and an o-quinonediazide compound (JP-A-2-18114).
No. 9) is known.

【0006】ところで、半導体素子の集積度は年々向上
しており、それにともない微細加工技術の向上が望まれ
ている。微細加工を可能にする技術の一つとして、リソ
グラフィー工程での露光波長の短波長化があり、ポジ型
のホトレジストを用いたパターン形成時の露光光源は、
従来のg線(436nm)からi線(365nm)が主流に
なりつつある。このため、感光性ポリイミド前駆体に
も、露光装置の共通化の点からi線を露光光源としてパ
ターン形成可能なことが求められている。また、感光性
ポリイミド前駆体の現像液は、前述したように環境への
配慮から水性現像液が望まれているが、特にポジ型のホ
トレジストの現像液として一般的である2.38重量%
水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液が使用可能な場
合、環境への負荷が小さいという利点に加え、現像設備
の変更が不要になるという利点がある。しかしながら、
上記のポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物はi線を露
光光源として用い、2.38重量%水酸化テトラメチル
アンモニウム水溶液を現像液として用いた場合、熱処理
後のポリイミド膜の膜厚が小さい、高膜厚のポリイミド
膜が得られてもパターン形成のための露光感度が小さい
という問題などがある。
Meanwhile, the degree of integration of semiconductor elements has been improving year by year, and accordingly, improvement in fine processing technology has been desired. One of the technologies that enable microfabrication is to shorten the exposure wavelength in the lithography process, and the exposure light source for pattern formation using a positive photoresist is
The conventional g-line (436 nm) to i-line (365 nm) is becoming mainstream. For this reason, the photosensitive polyimide precursor is required to be able to form a pattern using the i-line as an exposure light source from the viewpoint of common use of an exposure apparatus. As the developer for the photosensitive polyimide precursor, as described above, an aqueous developer is desired in consideration of the environment. In particular, 2.38% by weight, which is generally used as a positive photoresist developer, is used.
When an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide can be used, in addition to the advantage that the load on the environment is small, there is an advantage that it is not necessary to change the development equipment. However,
When the above positive photosensitive polyimide precursor composition uses i-line as an exposure light source and uses a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developer, the thickness of the polyimide film after heat treatment is small. Even if a polyimide film having a large thickness is obtained, there is a problem that the exposure sensitivity for forming a pattern is low.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】請求項1〜3に記載の
発明は、i線等の活性光線に対する感度が極めて高く、
アルカリ水溶液を用いて良好なパターンの形成ができる
ポジ型感光性樹脂組成物を提供するものである。請求項
4記載の発明は、i線等の活性光線に対する感度が極め
て高く、半導体素子の製造工程におけるポジ型のホトレ
ジストの一般的な現像液である2.38重量%水酸化テ
トラメチルアンモニウム水溶液を用いて良好なパターン
の形成ができるポジ型感光性樹脂組成物を提供するもの
である。請求項5記載の発明は、i線等の活性光線で露
光し、アルカリ現像液を用いて現像して、良好なレリー
フパターンが形成できるレリーフパターンの製造法を提
供するものである。
The invention according to claims 1 to 3 has extremely high sensitivity to actinic rays such as i-rays,
An object of the present invention is to provide a positive photosensitive resin composition capable of forming a good pattern using an alkaline aqueous solution. According to a fourth aspect of the present invention, a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, which is a general developer for a positive photoresist in a semiconductor device manufacturing process, has extremely high sensitivity to actinic rays such as i-rays. An object of the present invention is to provide a positive photosensitive resin composition which can be used to form a good pattern. The fifth aspect of the present invention provides a method for producing a relief pattern capable of forming a good relief pattern by exposing with an actinic ray such as i-ray and developing with an alkali developing solution.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、(A)カルボ
キシル基又はフェノール性水酸基を有するポリイミド前
駆体と(B)光により酸を発生する化合物を含むポジ型
感光性樹脂組成物であって、前記(A)成分が、アルカ
リ水溶液に対する溶解速度比が5以上である2種のポリ
イミド前駆体の混合物であるポジ型感光性樹脂組成物に
関する。また本発明は、前記(A)成分における2種の
ポリイミド前駆体が、それぞれ、一般式(I)
The present invention provides a positive photosensitive resin composition comprising (A) a polyimide precursor having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group and (B) a compound capable of generating an acid by light. A positive photosensitive resin composition in which the component (A) is a mixture of two kinds of polyimide precursors having a dissolution rate ratio to an aqueous alkali solution of 5 or more. In the present invention, the two kinds of polyimide precursors in the component (A) may each have the general formula (I)

【化2】 (但し、式中R1は4価の有機基、R2及びR3は炭化水
素基、R4はフェノール性水酸基又はカルボキシル基を
少なくとも1個有する2価の有機基)で示される反復単
位を含むポリアミド酸エステルである前記ポジ型感光性
樹脂組成物に関する。
Embedded image (Wherein R 1 is a tetravalent organic group, R 2 and R 3 are hydrocarbon groups, and R 4 is a divalent organic group having at least one phenolic hydroxyl group or carboxyl group) The present invention relates to the aforementioned positive photosensitive resin composition which is a polyamic acid ester.

【0009】また本発明は、前記一般式(I)のR1
芳香環又は2〜3個の芳香族環が単結合、エーテル結
合、2,2−ヘキサフルオロプロピレン結合、スルホン
結合、メチレン結合及びカルボニル結合の中から選ばれ
た少なくとも一種の結合を介して結合した化学構造を持
つ4価の有機基であり、一般式(I)のR4が芳香環又
は2〜3個の芳香環が単結合、エーテル結合、2,2−
ヘキサフルオロプロピレン結合、メチレン結合及びスル
ホン結合の中から選ばれた少なくとも一種の結合を介し
て結合した化学構造を持ち、かつフェノール性水酸基及
び/又はカルボキシル基を少なくとも1個有する2価の
有機基である前記ポジ型感光性樹脂組成物に関する。ま
た本発明は、前記アルカリ水溶液が2.38重量%水酸
化テトラメチルアンモニウム水溶液であるポジ型感光性
樹脂組成物に関する。さらに本発明は、前記ポジ型感光
性樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥後、活性光線照射
を行い、アルカリ水溶液で現像し、次いで加熱処理する
ことを特徴とするレリーフパターンの製造法に関する。
Further, the present invention provides a compound of the formula (I) wherein R 1 is an aromatic ring or two or three aromatic rings are a single bond, an ether bond, a 2,2-hexafluoropropylene bond, a sulfone bond, a methylene bond. And a tetravalent organic group having a chemical structure bonded via at least one bond selected from carbonyl bonds, wherein R 4 in the general formula (I) is an aromatic ring or two to three aromatic rings. Single bond, ether bond, 2,2-
A divalent organic group having a chemical structure bonded via at least one bond selected from a hexafluoropropylene bond, a methylene bond and a sulfone bond, and having at least one phenolic hydroxyl group and / or carboxyl group; The present invention relates to the positive photosensitive resin composition. The present invention also relates to a positive photosensitive resin composition in which the alkaline aqueous solution is a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a relief pattern, which comprises applying the positive photosensitive resin composition on a substrate, drying, irradiating with an actinic ray, developing with an alkaline aqueous solution, and then heating. .

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明において用いられる(A)
成分は、カルボキシル基又はフェノール性水酸基を有す
るポリイミド前駆体であり、かつこれはアルカリ水溶
液、好ましくは現像に用いるアルカリ水溶液に対する溶
解速度比が5以上である2種のポリイミド前駆体の混合
物である。カルボキシル基又はフェノール性水酸基を有
するポリイミド前駆体としては、カルボキシル基又はフ
ェノール性水酸基を有するポリアミド酸エステル、カル
ボキシル基又はフェノール性水酸基を有するポリアミド
酸アミド、部分的にポリアミド酸の構造を有している
(即ち、カルボキシル基が残存している)ポリアミド酸
エステル又はアミドなどが挙げられるが、本発明におい
ては、2種のポリイミド前駆体とも前記一般式(I)で
示される反復単位を有するポリアミド酸エステルである
ことが、良好な現像性を有するので好ましい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) used in the present invention
The component is a polyimide precursor having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, and is a mixture of two kinds of polyimide precursors having a dissolution rate ratio of 5 or more to an aqueous alkali solution, preferably an aqueous alkali solution used for development. As a polyimide precursor having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, a polyamic acid ester having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, a polyamic acid amide having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, partially having a polyamic acid structure Examples thereof include polyamic acid esters or amides (that is, carboxyl groups remain). In the present invention, the two types of polyimide precursors include the polyamic acid ester having a repeating unit represented by the general formula (I). Is preferable because of having good developability.

【0011】前記一般式(I)において、R1で示され
る4価の有機基とは、ジアミンと反応してポリイミド前
駆体を生成しうるテトラカルボン酸、その二無水物又は
それらの誘導体の残基であることが好ましく、具体的に
は芳香環を含む基が好ましく、炭素原子数として6〜4
0のものがより好ましい。芳香環を含む基としては、ベ
ンゼン環、ナフタレン環等の芳香環を1つ又は2つ以上
含むものが挙げられる。R1における4個の結合部位は
いずれも芳香環上に直接存在するものであることが好ま
しい。これらの結合部位は、2組の2個の結合部位に分
けられ、その2個の結合部位が芳香環のオルト位又はペ
リ位に位置するものであることが好ましい。前記の2組
は同一の芳香環上に存在してもよいし、各種結合を介し
て結合している別々の芳香環上に存在してもよい。芳香
環を含む基としては、芳香環自体又は2〜3個の芳香環
が単結合、エーテル結合、メチレン結合、エチレン結
合、2,2−プロピレン結合、2,2−ヘキサフルオロ
プロピレン結合、スルホン結合、スルホキシド結合、チ
オエーテル結合、カルボニル結合等を介して結合した化
学構造を持つ4価の有機基が挙げられる。
In the general formula (I), the tetravalent organic group represented by R 1 is a tetracarboxylic acid capable of reacting with a diamine to form a polyimide precursor, a dianhydride thereof, or a residue of a derivative thereof. It is preferably a group, specifically, a group containing an aromatic ring, and preferably 6 to 4 carbon atoms.
0 is more preferred. Examples of the group containing an aromatic ring include those containing one or more aromatic rings such as a benzene ring and a naphthalene ring. It is preferable that all of the four bonding sites in R 1 are directly present on the aromatic ring. These binding sites are divided into two sets of two binding sites, and the two binding sites are preferably located at the ortho or peri position of the aromatic ring. The above two sets may be present on the same aromatic ring, or may be present on separate aromatic rings linked via various bonds. As the group containing an aromatic ring, the aromatic ring itself or two to three aromatic rings are a single bond, an ether bond, a methylene bond, an ethylene bond, a 2,2-propylene bond, a 2,2-hexafluoropropylene bond, a sulfone bond. And a tetravalent organic group having a chemical structure bonded through a sulfoxide bond, a thioether bond, a carbonyl bond, or the like.

【0012】これらの中で、R1が芳香環又は2〜3個
の芳香族環が単結合、エーテル結合、2,2−ヘキサフ
ルオロプロピレン結合、スルホン結合、メチレン結合及
びカルボニル結合の中から選ばれた少なくとも一種の結
合を介して結合した化学構造を持つ4価の有機基である
ものは加熱処理後のポリイミド系高分子の耐熱性及び機
械特性の点から好ましい。
In these, R 1 is an aromatic ring or two or three aromatic rings selected from a single bond, an ether bond, a 2,2-hexafluoropropylene bond, a sulfone bond, a methylene bond and a carbonyl bond. Those obtained as the tetravalent organic group having a chemical structure bonded through at least one type of bond are preferable in terms of heat resistance and mechanical properties of the polyimide polymer after the heat treatment.

【0013】一般式(I)において、R4で示されるカ
ルボキシル基又はフェノール性水酸基を有する2価の有
機基とは、テトラカルボン酸又はその誘導体と反応して
ポリイミド前駆体を形成し得る、カルボキシル基又はフ
ェノール性水酸基を有するジアミン化合物のアミノ基を
除いた残基であることが好ましく、芳香環を含む基が好
ましく、カルボキシル基を除いた炭素原子数として6〜
40のものがより好ましい。芳香環を含む基としては、
ベンゼン環、ナフタレン環等の芳香環を1つ又は2つ以
上含むものが挙げられる。R4の2個の結合部位は芳香
環上に直接存在することが好ましく、この場合同一の芳
香環上に存在しても異なった芳香環上に存在してもよ
い。また、カルボキシル基又はフェノール性水酸基はR
2に1〜8有することが好ましい。芳香環を含む基とし
ては、芳香環自体又は2〜3個の芳香環が単結合、エー
テル結合、メチレン結合、エチレン結合、2,2−プロ
ピレン結合、2,2−ヘキサフルオロプロピレン結合、
スルホン結合、スルホキシド結合、チオエーテル結合、
カルボニル結合等を介して結合した化学構造を持ち、か
つフェノール性水酸基及び/又はカルボキシル基を少な
くとも1個有する2価の有機基が挙げられる。
In the general formula (I), the divalent organic group having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group represented by R 4 is a carboxyl group or a divalent organic group which can react with a tetracarboxylic acid or a derivative thereof to form a polyimide precursor. It is preferably a residue of the diamine compound having a group or a phenolic hydroxyl group, excluding the amino group, preferably a group containing an aromatic ring, and having 6 to 6 carbon atoms excluding the carboxyl group.
40 are more preferred. As the group containing an aromatic ring,
Those containing one or more aromatic rings such as a benzene ring and a naphthalene ring are exemplified. Preferably, the two binding sites for R 4 are directly on the aromatic ring, in which case they may be on the same aromatic ring or on different aromatic rings. The carboxyl group or phenolic hydroxyl group is represented by R
It is preferable to have 1 to 8 in 2 . As the group containing an aromatic ring, the aromatic ring itself or two to three aromatic rings are a single bond, an ether bond, a methylene bond, an ethylene bond, a 2,2-propylene bond, a 2,2-hexafluoropropylene bond,
Sulfone bond, sulfoxide bond, thioether bond,
Examples thereof include a divalent organic group having a chemical structure bonded via a carbonyl bond or the like and having at least one phenolic hydroxyl group and / or carboxyl group.

【0014】一般式(I)のR4は、芳香環又は2〜3
個の芳香環が単結合、エーテル結合、2,2−ヘキサフ
ルオロプロピレン結合、メチレン結合及びスルホン結合
の中から選ばれた少なくとも一種の結合を介して結合し
た化学構造を持ち、かつフェノール性水酸基及び/又は
カルボキシル基を少なくとも1個有する2価の有機基で
あるものが加熱処理後のポリイミド系高分子の耐熱性及
び機械特性の点から好ましい。一般式(I)において、
2及びR3で示される一価の炭化水素基としては、炭素
原子数1〜20のものが好ましく、アルキル基であるこ
とが好ましく、炭素原子数1〜8のアルキル基がより好
ましい。
R 4 in the general formula (I) is an aromatic ring or 2-3
Has a chemical structure in which the aromatic rings are bonded through at least one bond selected from a single bond, an ether bond, a 2,2-hexafluoropropylene bond, a methylene bond and a sulfone bond, and a phenolic hydroxyl group and A bivalent organic group having at least one carboxyl group is preferable from the viewpoint of heat resistance and mechanical properties of the polyimide polymer after the heat treatment. In the general formula (I),
The monovalent hydrocarbon group represented by R 2 and R 3 is preferably a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, preferably an alkyl group, and more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

【0015】前記一般式(I)で示される反復単位を有
するポリイミド前駆体は、さらに一般式(II)
The polyimide precursor having a repeating unit represented by the above general formula (I) further has a general formula (II)

【化3】 (但し、式中R1は4価の有機基、R2及びR3は炭化水
素基、R5はフェノール性水酸基又はカルボキシル基を
有しない2価の有機基)で示される反復単位を有してい
てもよい。一般式(II)において、R1で示される4価
の有機基、R2及びR3で示される炭化水素基は、前記一
般式(I)と同様である。
Embedded image (Wherein R 1 is a tetravalent organic group, R 2 and R 3 are hydrocarbon groups, and R 5 is a divalent organic group having no phenolic hydroxyl group or carboxyl group). May be. In formula (II), 4-valent organic group represented by R 1, hydrocarbon groups represented by R 2 and R 3 are the same as the general formula (I).

【0016】R5で示されるカルボキシル基又はフェノ
ール性水酸基を有しない2価の有機基とは、テトラカル
ボン酸又はその誘導体と反応してポリイミド前駆体を形
成し得る、カルボキシル基又はフェノール性水酸基を有
しないジアミン化合物のアミノ基を除いた残基であるこ
とが好ましく、芳香環を含む基が好ましく、炭素原子数
として6〜40のものがより好ましい。芳香環を含む基
としては、ベンゼン環、ナフタレン環等の芳香環を1つ
又は2つ以上含むものが挙げられる。R5の2個の結合
部位は芳香環上に直接存在することが好ましく、この場
合同一の芳香環上に存在しても異なった芳香環上に存在
してもよい。芳香環を含む基としては、芳香環自体又は
2〜3個の芳香環が単結合、エーテル結合、メチレン結
合、エチレン結合、2,2−プロピレン結合、2,2−
ヘキサフルオロプロピレン結合、スルホン結合、スルホ
キシド結合、チオエーテル結合、カルボニル結合等を介
して結合した化学構造を持つ2価の有機基が挙げられ
る。一般式(II)のR5は、芳香環又は2〜3個の芳香
環が単結合、エーテル結合、2,2−ヘキサフルオロプ
ロピレン結合、メチレン結合及びスルホン結合の中から
選ばれた少なくとも一種の結合を介して結合した化学構
造を持つ2価の有機基であるものが加熱処理後のポリイ
ミド系高分子の耐熱性及び機械特性の点から好ましい。
The divalent organic group having no carboxyl group or phenolic hydroxyl group represented by R 5 is a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group which can react with tetracarboxylic acid or a derivative thereof to form a polyimide precursor. The residue is preferably a residue obtained by removing an amino group of a diamine compound having no such group, preferably a group containing an aromatic ring, and more preferably a group having 6 to 40 carbon atoms. Examples of the group containing an aromatic ring include those containing one or more aromatic rings such as a benzene ring and a naphthalene ring. Two bonding sites of R 5 is preferably present directly on an aromatic ring, it may be present in this case on the same aromatic ring or different and be present on the aromatic ring. As the group containing an aromatic ring, the aromatic ring itself or two to three aromatic rings are a single bond, an ether bond, a methylene bond, an ethylene bond, a 2,2-propylene bond, a 2,2-
Examples include a divalent organic group having a chemical structure bonded through a hexafluoropropylene bond, a sulfone bond, a sulfoxide bond, a thioether bond, a carbonyl bond, or the like. R 5 in the general formula (II) is at least one kind of an aromatic ring or two to three aromatic rings selected from a single bond, an ether bond, a 2,2-hexafluoropropylene bond, a methylene bond and a sulfone bond. Those which are divalent organic groups having a chemical structure bonded through a bond are preferable from the viewpoint of heat resistance and mechanical properties of the polyimide polymer after the heat treatment.

【0017】(A)成分においては、場合により、一般
式(I)及び(II)で表される反復単位以外の反復単位
を有してもよい。例えば、一般式(I)又は(II)にお
いて、R2又はR3で示される一価の炭化水素基の代わり
に水素原子が結合した反復単位などが挙げられる。
(A)成分において、一般式(I)と一般式(II)の反
復単位の比は、前者の数をm、後者の数をnとしたとき
のm/(m+n)で、1.0〜0.2であることが好ま
しく、1.0〜0.4であることがより好ましい。この
数値が0.2未満であると塗布乾燥して形成される膜の
露光部のアルカリ水溶液への溶解性が劣る傾向にある。
The component (A) may optionally have a repeating unit other than the repeating units represented by formulas (I) and (II). For example, in the general formula (I) or (II), a repeating unit in which a hydrogen atom is bonded instead of the monovalent hydrocarbon group represented by R 2 or R 3 and the like can be mentioned.
In the component (A), the ratio of the repeating units of the general formulas (I) and (II) is m / (m + n), where m is the number of the former and n is the number of the latter. It is preferably 0.2, more preferably 1.0 to 0.4. When this value is less than 0.2, the solubility of the exposed portion of the film formed by coating and drying in an aqueous alkaline solution tends to be poor.

【0018】また、(A)成分のポリアミド酸エステル
において、前記一般式(I)と一般式(II)の反復単位
の合計数は、反復単位総数に対して、50%〜100%
が好ましく、80%〜100%がより好ましく、90〜
100%が特に好ましい。なお、ここでいう繰り返し単
位とは、酸残基1つとアミン残基1つより構成される単
位を1つとする。
In the polyamic acid ester of the component (A), the total number of the repeating units of the general formulas (I) and (II) is 50% to 100% of the total number of the repeating units.
Is preferably 80% to 100%, more preferably 90% to 100%.
100% is particularly preferred. In addition, the repeating unit referred to here is one unit composed of one acid residue and one amine residue.

【0019】(A)成分の各ポリイミド前駆体の分子量
としては、重量平均分子量で3,000〜200,00
0が好ましく、5,000〜100,000がより好ま
しい。分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ
ィー法により測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて
換算し、値を得ることができる。
The molecular weight of each of the polyimide precursors of component (A) is 3,000 to 200,000 in terms of weight average molecular weight.
0 is preferable, and 5,000 to 100,000 is more preferable. The molecular weight can be measured by gel permeation chromatography and converted using a standard polystyrene calibration curve to obtain a value.

【0020】本発明の(A)成分は、下記一般式(II
I)で示されるテトラカルボン酸ジエステルジクロリド
と、下記一般式(IV)及び下記一般式(V)で示される
ジアミン化合物とを反応させて得ることができる。
The component (A) of the present invention has the following general formula (II)
It can be obtained by reacting the tetracarboxylic diester dichloride represented by I) with a diamine compound represented by the following general formula (IV) and the following general formula (V).

【化4】 (ここで、式中のR1、R2、R3は一般式(I)に同じ
である)
Embedded image (Wherein R 1 , R 2 and R 3 in the formula are the same as in the general formula (I))

【化5】 (ここで、式中のR4は一般式(I)に同じである)Embedded image (Wherein, R 4 in the formula is the same as general formula (I))

【化6】 (ここで、式中のR5は一般式(II)に同じである)Embedded image (Wherein, R 5 in the formula is the same as general formula (II))

【0021】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。前記テトラカルボン
酸ジエステルジクロリドは、下記一般式(VI)で示され
るテトラカルボン酸二無水物を下記一般式(VII)で示
されるアルコール化合物を反応させて得られる下記一般
式(VIII)で示されるテトラカルボン酸ジエステルと塩
化チオニルを反応させて得ることができる。
In this case, the reaction is carried out in the presence of a dehydrochlorination catalyst.
It is preferable to carry out in an organic solvent. The tetracarboxylic diester dichloride is represented by the following general formula (VIII) obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride represented by the following general formula (VI) with an alcohol compound represented by the following general formula (VII). It can be obtained by reacting a tetracarboxylic diester with thionyl chloride.

【0022】[0022]

【化7】 (ここで、式中のR1は一般式(I)に同じである)Embedded image (Where R 1 in the formula is the same as in the general formula (I))

【化8】 (ここで、式中のR″は炭化水素基である)Embedded image (Where R ″ in the formula is a hydrocarbon group)

【化9】 (ここで、式中のR1、R2、R3は一般式(I)に同じ
である)
Embedded image (Wherein R 1 , R 2 and R 3 in the formula are the same as in the general formula (I))

【0023】前記一般式(VI)で示される化合物はテト
ラカルボン酸二無水物であるが、加熱処理後のポリイミ
ド系高分子の耐熱性及び機械特性の点から芳香族基又は
2〜3個の芳香族基が単結合、エーテル結合、2,2−
ヘキサフルオロプロピレン結合、スルホン結合、メチレ
ン結合及びカルボニル結合の中から選ばれた少なくとも
一種の結合を介して結合した化学構造を持つカルボン酸
二無水物が好ましい。これらの化合物の具体例としては
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、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、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、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、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などの芳香族系テトラカルボン酸二
無水物が好ましいものとして挙げられる。これらの酸二
無水物を単独で又は2種以上組み合わせて用いることが
できる。
The compound represented by the general formula (VI) is a tetracarboxylic dianhydride. However, from the viewpoint of heat resistance and mechanical properties of the polyimide polymer after the heat treatment, an aromatic group or a group of two or three Aromatic group is a single bond, ether bond, 2,2-
A carboxylic dianhydride having a chemical structure bonded via at least one bond selected from a hexafluoropropylene bond, a sulfone bond, a methylene bond and a carbonyl bond is preferable. Specific examples of these compounds include pyromellitic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3', 4'-
Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3
3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,
3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenylethertetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic acid Dianhydride, 1,2,5,6-
Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7
-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5
8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3
5,6-pyridinetetracarboxylic dianhydride, 3,4
9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,2
Aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as -bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride are preferred. These acid dianhydrides can be used alone or in combination of two or more.

【0024】前記一般式(VII)で表されるアルコール
化合物の具体例としては、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−ヘキサノールなどのアルキルアルコールが好ましい
ものととして挙げることができ、単独で又は2種以上を
組み合わせて使用することができる。
Specific examples of the alcohol compound represented by the general formula (VII) include methanol, ethanol, n
-Propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-
Butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, isoamyl alcohol, 1-hexanol, 2-hexanol,
Alkyl alcohols such as 3-hexanol can be mentioned as preferred, and they can be used alone or in combination of two or more.

【0025】また、一般式(IV)で示される化合物はフ
ェノール性水酸基及び/又はカルボキシル基を少なくと
も1個有するジアミンであるが、加熱処理後のポリイミ
ド系高分子の耐熱性及び機械特性の点から芳香族基又は
2〜3個の芳香族基が単結合、エーテル結合、2,2−
ヘキサフルオロプロピレン結合、スルホン結合及びメチ
レン結合の中から選ばれた少なくとも一種の結合を介し
て結合した化学構造を持つジアミンが好ましい。これら
の化合物の具体例としては、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、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、1,3−ジアミノ−4−ヒドロキシベ
ンゼン、1,3−ジアミノ−5−ヒドロキシベンゼン、
3,3′−ジアミノ−4,4′−ジヒドロキシビフェニ
ル、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジヒドロキシビフ
ェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)
スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニ
ル)スルホン、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、ビス(4−アミノ−3
−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス
(4−アミノ−3−カルボキシフェニル)メタンなどを
挙げることができる。これらのフェノール性水酸基及び
/又はカルボキシル基を少なくとも1個有するジアミン
化合物は単独で又は2種以上を組み合わせて使用するこ
とができる。
The compound represented by the general formula (IV) is a diamine having at least one phenolic hydroxyl group and / or carboxyl group. However, from the viewpoint of heat resistance and mechanical properties of the polyimide polymer after heat treatment. An aromatic group or two or three aromatic groups having a single bond, an ether bond, 2,2-
Diamines having a chemical structure bonded via at least one bond selected from a hexafluoropropylene bond, a sulfone bond and a methylene bond are preferred. Specific examples of these compounds include 2,5-diaminobenzoic acid, 3,4-diaminobenzoic acid, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminoterephthalic acid, and bis (4-amino-3-carboxy) Phenyl) methylene, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxybiphenyl, 4,4 '
-Diamino-5,5'-dicarboxy-2,2'-dimethylbiphenyl, 1,3-diamino-4-hydroxybenzene, 1,3-diamino-5-hydroxybenzene,
3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl)
Sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, bis (4-amino-3
-Hydroxyphenyl) hexafluoropropane, bis (4-amino-3-carboxyphenyl) methane and the like. These diamine compounds having at least one phenolic hydroxyl group and / or carboxyl group can be used alone or in combination of two or more.

【0026】前記一般式(V)で示される化合物はジア
ミンであるが、加熱処理後のポリイミド系高分子の耐熱
性及び機械特性の点から芳香族基又は2〜3個の芳香族
基が単結合、エーテル結合、2,2−ヘキサフルオロプ
ロピレン結合、スルホン結合及びメチレン結合の中から
選ばれた少なくとも一種の結合を介して結合した化学構
造を持つジアミンが好ましい。これらの化合物の具体例
としては、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、ベンジジン、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(3−
アミノフェノキシフェニル)スルホン、1,4−ビス
(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4′−ジアミ
ノ−2,2′−ジメチルビフェニルなどを挙げることが
できる。これらのジアミン化合物は単独で又は2種以上
を組み合わせて使用することができる。
The compound represented by the above general formula (V) is a diamine, but from the viewpoint of heat resistance and mechanical properties of the polyimide-based polymer after the heat treatment, an aromatic group or a few aromatic groups are simply formed. Diamines having a chemical structure bonded via at least one bond selected from a bond, an ether bond, a 2,2-hexafluoropropylene bond, a sulfone bond and a methylene bond are preferred. Specific examples of these compounds include 4,4'-diaminodiphenyl ether,
4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, benzidine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, bis (3-
Aminophenoxyphenyl) sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl, and the like. These diamine compounds can be used alone or in combination of two or more.

【0027】前記一般式(VIII)で表されるテトラカル
ボン酸ジエステル化合物を合成する方法は、公知であ
り、例えば、テトラカルボン酸二無水物と過剰の前記一
般式(VII)で示される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。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(モル比、前者/後者)は、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時間とさ
れる。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(モル比)は、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0〜100℃、好ましい反応時間は1
〜10時間とされる。
A method for synthesizing the tetracarboxylic acid diester compound represented by the general formula (VIII) is known. For example, tetracarboxylic dianhydride and an excess of the alcohol compound represented by the general formula (VII) are used. Are mixed, heated and reacted, and then the excess alcohol compound is removed. The preferred ratio (molar ratio, former / latter) of carboxylic dianhydride to alcohol compound is 1
/ 2 to 1/20, more preferably 1/20.
The range is 2.5 to 1/10. The preferred reaction temperature is 30 to 130 ° C, and the preferred reaction time is 3 to 24 hours. A method for synthesizing tetracarboxylic diester dichloride is known. For example, it is obtained by reacting tetracarboxylic diester with excess thionyl chloride by heating and then removing excess thionyl chloride. The preferred ratio (molar ratio) of the tetracarboxylic diester to excess thionyl chloride is in the range of 1/2 to 1/10, and the more preferred ratio is in the range of 1 / 2.2 to 1/5. The preferred reaction temperature is 0 to 100 ° C, and the preferred reaction time is 1
-10 hours.

【0028】(A)成分のポリマーは、例えば、前記一
般式(IV)及び前記一般式(V)で表されるジアミン化
合物とピリ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。反応
に使用される有機溶媒としては、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。
The polymer as the component (A) is prepared by dissolving a diamine compound represented by the general formulas (IV) and (V) and a dehydrochlorination catalyst such as pyridine in an organic solvent.
It is obtained by dropping and reacting tetracarboxylic diester dichloride dissolved in an organic solvent, then pouring the mixture into a poor solvent such as water, and filtering and drying the precipitate. As the organic solvent used for the reaction, for example, N-methyl-2
-Pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N
-Dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoramide, tetramethylenesulfone, γ
-Aprotic polar solvents such as butyrolactone are used alone or in combination of two or more.

【0029】前記一般式(IV)及び一般式(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(モル比)は、前者/後者
で0.95/1〜1/0.95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5分
間〜10時間とされる。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
れる。
The preferable ratio (molar ratio) of the total amount of the diamine compounds represented by the above general formulas (IV) and (V) to the tetracarboxylic diester dichloride is 0.95 / 1 to 1 / l in the former / latter. The range is 0.95. The preferred reaction temperature is -30 to 40 ° C, and the preferred reaction time is 5 minutes to 10 hours. The preferable ratio of the dehydrochlorination catalyst to the tetracarboxylic diester dichloride is such that the former / the latter (molar ratio) is in the range of 0.95 / 1 to 1 / 0.95.

【0030】本発明において用いられる2種のポリイミ
ド前駆体は、アルカリ水溶液、好ましくは実際に現像に
使用するアルカリ水溶液に対する溶解速度比が5以上の
ものである。この溶解速度比が5未満であると、熱処理
後のポリイミド膜の膜厚が小さくなる、または高膜厚の
ポリイミド膜が得られてもパターン形成のための露光感
度は低くなるという欠点がある。同様の点で溶解速度比
は7以上であることが好ましく、7〜100であること
がより好ましい。なお、前記溶解速度は、ポリイミド前
駆体を溶剤(例えば、後述する(C)の溶剤)に溶解し
た溶液を基板に塗布乾燥した後、アルカリ水溶液をスプ
レーしたときのポリイミド前駆体の膜の溶解に所要する
時間(秒)で、塗布乾燥後のポリイミド前駆体の膜厚を
除したものである。
The two kinds of polyimide precursors used in the present invention have a dissolution rate ratio of 5 or more to an aqueous alkali solution, preferably an aqueous alkali solution actually used for development. When the dissolution rate ratio is less than 5, there is a disadvantage that the film thickness of the polyimide film after the heat treatment becomes small, or the exposure sensitivity for pattern formation becomes low even if a polyimide film having a large film thickness is obtained. In the same point, the dissolution rate ratio is preferably 7 or more, and more preferably 7 to 100. The dissolution rate is determined by dissolving the polyimide precursor in a solvent (e.g., the solvent (C) described below), applying the solution to the substrate, drying the applied solution, and then spraying an aqueous alkali solution to dissolve the polyimide precursor film. The required time (seconds) is obtained by dividing the thickness of the polyimide precursor after coating and drying.

【0031】また、それぞれの溶解速度としては、露光
感度と現像後の膜厚の点から、一方は、0.1〜10nm
/秒であることが好ましく、もう一方は、10〜100
0nm/秒であることが好ましい。ここで、溶解速度は例
えば次のようにして測定できる。先ず、ポジ型感光性樹
脂組成物を回転塗布によりシリコン基板に塗布し、ホッ
トプレートで乾燥し、5〜7μmの膜を作成する。次い
で、アルカリ水溶液をシャワー状にポジ型感光性樹脂組
成物の膜に浴びせ、適当な放置時間、例えば、2.38
重量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いた
場合は50秒間放置した後、純水を浴びせ膜上からアル
カリ水溶液を除去した後基板を毎分3000回転で30
秒間回転させ純水を振り切る。アルカリ水溶液を浴びせ
てから放置時間を経過しないうちに膜が完全に溶解した
場合は、乾燥後の膜厚を溶解に要した時間で除し溶解速
度とする。また、放置時間を経過しても膜が完全に溶解
しなかった場合は、溶解による減少膜厚を放置時間で除
し溶解速度とする。
As for the dissolution rate, one of the dissolution rates is 0.1 to 10 nm in terms of exposure sensitivity and film thickness after development.
/ Sec, and the other is preferably 10-100
It is preferably 0 nm / sec. Here, the dissolution rate can be measured, for example, as follows. First, a positive photosensitive resin composition is applied to a silicon substrate by spin coating, and dried on a hot plate to form a film of 5 to 7 μm. Next, the alkaline aqueous solution is bathed on the film of the positive photosensitive resin composition in a shower form, and is left for an appropriate standing time, for example, 2.38.
In the case of using an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide by weight, the substrate was left for 50 seconds, immersed in pure water to remove the alkaline aqueous solution from the film, and then rotated at 3,000 rpm for 30 minutes.
Rotate for 2 seconds to shake off pure water. When the film is completely dissolved within the leaving time after being immersed in the alkali aqueous solution, the film thickness after drying is divided by the time required for dissolution to obtain the dissolution rate. When the film is not completely dissolved even after the elapse of the standing time, the thickness reduced by the dissolution is divided by the standing time to obtain the dissolution rate.

【0032】なお、本発明における前記アルカリ水溶液
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、水酸化テトラメチルアンモニウ
ム等の5重量%以下の水溶液、好ましくは1.5〜3.
0重量%の水溶液などが挙げられるが、ポジ型レジスト
で多用されている、水酸化テトラメチルアンモニウムの
1.5〜3.0重量%の水溶液とすることが好ましく、
水酸化テトラメチルアンモニウム2.38重量%水溶液
とすることが最も好ましい。
The alkaline aqueous solution in the present invention is, for example, an aqueous solution of 5% by weight or less of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, tetramethylammonium hydroxide or the like, preferably 1.5 to 3.
An aqueous solution of 0% by weight or the like can be mentioned, but it is preferably an aqueous solution of 1.5 to 3.0% by weight of tetramethylammonium hydroxide, which is frequently used in a positive resist.
Most preferably, it is a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.

【0033】このような2種のポリイミド前駆体の製造
方法に特に制限はなく、例えば、前記の好ましいテトラ
カルボン酸二無水物、ジアミン等の内、異なったものを
それぞれの原料に用いたり、前記一般式(I)で示され
る反復単位のそれぞれの割合を変更したり、分子量を変
更したりすることなどにより調整することができる。2
種のポリイミド前駆体の混合比は、(B)成分である光
により酸を発生する化合物の種類、その量等に応じて適
宜決定されるが、現像後の膜厚及び感度の点から3/9
7〜97/3であることが好ましく、5/95〜95/
5であることがより好ましい。なお、本発明において、
(A)成分は上記2種以外のものをさらに含有していて
もよいが、その量は(A)成分の総量に対して20重量
%以下とすることが好ましい。
There are no particular restrictions on the method for producing these two kinds of polyimide precursors. For example, among the above-mentioned preferred tetracarboxylic dianhydrides, diamines and the like, different ones may be used for the respective raw materials, It can be adjusted by changing the ratio of each of the repeating units represented by the general formula (I), changing the molecular weight, and the like. 2
The mixing ratio of the kind of polyimide precursor is appropriately determined according to the kind of the compound which generates an acid by light as the component (B), its amount, and the like. 9
7 to 97/3, preferably 5/95 to 95 /
More preferably, it is 5. In the present invention,
The component (A) may further contain components other than the above two types, but the amount is preferably 20% by weight or less based on the total amount of the component (A).

【0034】本発明に使用される(B)成分である光に
より酸を発生する化合物は、感光剤であり、光によりカ
ルボン酸を発生する化合物が好ましく、o−キノンジア
ジド化合物がその効果に優れるので好ましい。o−キノ
ンジアジド化合物としては、例えば、o−キノンジアジ
ドスルホニルクロリド類とヒドロキシ化合物、アミノ化
合物などとを脱塩酸性触媒の存在下で縮合反応させるこ
とで得られる。o−キノンジアジドスルホニルクロリド
類としては、例えば、ベンゾキノン−1,2−ジアジド
−4−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジ
アジド−5−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,
2−ジアジド−4−スルホニルクロリド等が使用でき
る。
The compound which generates an acid by light, which is the component (B) used in the present invention, is a photosensitizer, and is preferably a compound which generates a carboxylic acid by light, and an o-quinonediazide compound is excellent in its effect. preferable. The o-quinonediazide compound can be obtained, for example, by subjecting o-quinonediazidosulfonyl chlorides to a condensation reaction with a hydroxy compound, an amino compound and the like in the presence of a dehydrochlorinating catalyst. Examples of o-quinonediazidosulfonyl chlorides include benzoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,
2-diazide-4-sulfonyl chloride and the like can be used.

【0035】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−5,1
0−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)エタンなどが挙げられる。
Examples of the hydroxy compound include hydroquinone, resorcinol, pyrogallol, bisphenol A, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 2,2
2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,3,4-trihydroxybenzophenone,
2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone,
2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,2', 3'-pentahydroxybenzophenone, 2,3,4,3 ', 4', 5'-hexahydroxybenzophenone, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 4b, 5,9b, 10-tetrahydro-1,3,6,8-tetrahydroxy-5 1
Examples include 0-dimethylindeno [2,1-a] indene, tris (4-hydroxyphenyl) methane, and tris (4-hydroxyphenyl) ethane.

【0036】アミノ化合物としては、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、o−ア
ミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフ
ェノール、3,3′−ジアミノ−4,4′−ジヒドロキ
シビフェニル、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジヒド
ロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキ
シフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロ
キシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒド
ロキシフェニル)スルホン、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、ビス(4
−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプ
ロパンなど挙げられる。
As the amino compound, for example, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4'-
Diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, o-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, 3,3'-diamino -4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, bis (4
-Amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane and the like.

【0037】o−キノンジアジドスルホニルクロリドと
ヒドロキシ化合物またはアミノ化合物は、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
基とアミノ基の合計が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。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。
The o-quinonediazidosulfonyl chloride and the hydroxy compound or the amino compound may be blended so that the total of the hydroxy group and the amino group is 0.5 to 1 equivalent per 1 mol of the o-quinonediazidosulfonyl chloride. preferable. The preferred ratio of the dehydrochlorination catalyst to o-quinonediazide sulfonyl chloride is 0.95 / 1 to 0.95 / 1.
The range is 1 / 0.95. The preferred reaction temperature is 0 to
At 40 ° C., the preferred reaction time is 1 to 10 hours.

【0038】反応溶媒としては、例えばジオキサン、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
リジンなどが挙げられる。本発明において、(B)成分
と(A)成分の割合は適宜決定されるが露光部と未露光
部の溶解度差及び感度の許容幅の点から、(A)成分1
00重量部に対して(B)成分5〜100重量部が好ま
しく、10〜40重量部がより好ましい。
As the reaction solvent, for example, solvents such as dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, diethyl ether, N-methylpyrrolidone and the like are used. Examples of the catalyst for dehydrochlorination include sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium hydrogencarbonate, potassium carbonate, potassium hydroxide, trimethylamine, triethylamine, pyridine and the like. In the present invention, the ratio of the component (B) to the component (A) is appropriately determined, but from the viewpoint of the difference in solubility between the exposed and unexposed portions and the allowable width of the sensitivity, the component (A) 1
Component (B) is preferably 5 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 40 parts by weight, based on 00 parts by weight.

【0039】本発明の感光性樹脂組成物は、通常、前記
(A)成分及び(B)成分を(C)溶剤に溶解してな
り、溶液状態で得ることができる。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、シクロヘキサノ
ン、シクロペンタノ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。(C)溶剤の量に
特に制限はないが、通常、(A)成分と(B)成分の合
計に対して、40〜400重量部用いられる。
The photosensitive resin composition of the present invention is usually obtained by dissolving the components (A) and (B) in a solvent (C) and can be obtained in a solution state. Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, tetramethylene sulfone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and cyclopentanone Aprotic polar solvents are used alone or in combination of two or more. Although the amount of the solvent (C) is not particularly limited, it is usually used in an amount of 40 to 400 parts by weight based on the total of the components (A) and (B).

【0040】本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、さら
に、接着助剤として、有機シラン化合物、アルミキレー
ト化合物、ケイ素含有ポリアミド酸などを含むことが好
ましい。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挙げられる。
The positive photosensitive resin composition of the present invention preferably further contains an organic silane compound, an aluminum chelate compound, a silicon-containing polyamic acid and the like as an adhesion assistant. Examples of the organic silane compound include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and the like. Can be

【0041】アルミキレート化合物としては、例えば、
トリス(アセチルアセトネート)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などが挙
げられる。
As the aluminum chelate compound, for example,
Tris (acetylacetonate) aluminum, acetyl acetate aluminum diisopropylate and the like can be mentioned.

【0042】ケイ素含有ポリアミド酸としては、例え
ば、前記一般式(VI)で示されるテトラカルボン酸二無
水物と下式で示されるジアミン化合物を溶液中で反応さ
せて得られるポリマーが挙げられる。
Examples of the silicon-containing polyamic acid include a polymer obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (VI) with a diamine compound represented by the following formula in a solution.

【0043】[0043]

【化10】 Embedded image

【0044】これらを用いる場合は、その種類によりそ
の量は異なるが、形成した膜と基板との接着性と残膜率
の許容幅の点から、(A)成分100重量部に対して、
1〜50重量部が好ましく、2〜20重量部がより好ま
しい。
When these are used, the amount varies depending on the type, but from the viewpoint of the adhesion between the formed film and the substrate and the allowable width of the remaining film ratio, 100 parts by weight of the component (A) is used.
The amount is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 2 to 20 parts by weight.

【0045】本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、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塗布し、
乾燥することによりポジ型感光性樹脂組成物の膜とする
ことができる。その後、マスクを介して紫外線、可視光
線、放射線などの活性光線照射を行い、次いで露光部を
現像液で除去することによりポジ型のレリーフパターン
が得られる。本発明のポジ型感光性組成物は、特にi線
露光用として優れた特性を示すので、i線で露光するこ
とが好ましい。
The positive photosensitive resin composition of the present invention can be used for a glass substrate, a semiconductor, a metal oxide insulator (for example, TiO 2 ,
SiO 2 etc.), applied on a supporting substrate such as silicon nitride,
By drying, a film of the positive photosensitive resin composition can be obtained. After that, irradiation with actinic rays such as ultraviolet rays, visible rays, and radiations is performed through a mask, and then the exposed portions are removed with a developer to obtain a positive relief pattern. Since the positive photosensitive composition of the present invention exhibits excellent characteristics particularly for i-line exposure, it is preferable to perform exposure with i-line.

【0046】乾燥は通常オーブン又はホットプレートを
用いて行われる。乾燥条件は、ポジ型感光性樹脂組成物
の成分により適宜決定されるが、ホットプレートを用い
た場合、60〜140℃で30秒間〜10分間が好まし
い。乾燥温度が低いと溶剤が充分に揮発せず塗布装置、
露光装置等を汚染する傾向がある。また、乾燥温度が高
いとポジ型感光性樹脂組成物の膜中のo−キノンジアジ
後化合物が乾燥中に分解する傾向にある。
Drying is usually performed using an oven or a hot plate. Drying conditions are appropriately determined according to the components of the positive photosensitive resin composition. When a hot plate is used, drying is preferably performed at 60 to 140 ° C. for 30 seconds to 10 minutes. If the drying temperature is low, the solvent will not evaporate sufficiently,
It tends to contaminate the exposure apparatus and the like. When the drying temperature is high, the post-o-quinonediazide compound in the film of the positive photosensitive resin composition tends to decompose during drying.

【0047】現像液としては、アルカリ現像液を用いる
ことが好ましく、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、水酸化テトラメチルアンモ
ニウム等の5重量%以下の水溶液、好ましくは1.5〜
3.0重量%の水溶液などが用いられるが、より好まし
い現像液は水酸化テトラメチルアンモニウムの1.5〜
3.0重量%の水溶液である。さら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。次いで、得られたレリ
ーフパターンに150〜450℃の加熱処理をすること
によりイミド環やイソインドロキナゾリン環等の環状基
を持つ耐熱性重合体のレリーフパターンになる。
As the developing solution, it is preferable to use an alkali developing solution. For example, an aqueous solution of 5% by weight or less such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate and tetramethylammonium hydroxide, preferably 1.5% by weight. ~
A 3.0% by weight aqueous solution or the like is used, and a more preferred developer is 1.5 to 1.5% by weight of tetramethylammonium hydroxide.
It is a 3.0% by weight aqueous solution. Further, an alcohol or a surfactant may be added to the above-mentioned developer for use. These are each based on 100 parts by weight of the developing solution.
Preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight.
It is blended in the range of 1 to 5 parts by weight. Next, the resulting relief pattern is subjected to a heat treatment at 150 to 450 ° C. to form a relief pattern of a heat-resistant polymer having a cyclic group such as an imide ring or an isoindoloquinazoline ring.

【0048】[0048]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明す
る。 実施例1 撹拌機、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′−ジフェニル
エーテルテトラカルボン酸二無水物24.82g、n−
ブチルアルコール59.30gを仕込、95℃で5時間
で撹拌し反応させた。余剰のn−ブチルアルコールを減
圧下、留去して、3,3′,4,4′−ジフェニルエー
テルテトラカルボン酸ジn−ブチルエステルを得た。次
いで、フラスコ中に塩化チオニル95.17g、トルエ
ン70.00gを仕込、40℃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186gを添加し、
3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボ
ン酸ジn−ブチルエステルジクロリドの溶液(α)を得
た。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples. Example 1 In a 0.5 liter flask equipped with a stirrer, a thermometer and a Dimroth condenser, 24.82 g of 3,3 ', 4,4'-diphenylethertetracarboxylic dianhydride, n-
59.30 g of butyl alcohol was charged and reacted at 95 ° C. with stirring for 5 hours. Excess n-butyl alcohol was distilled off under reduced pressure to obtain 3,3 ', 4,4'-diphenylethertetracarboxylic acid di-n-butyl ester. Next, 95.17 g of thionyl chloride and 70.00 g of toluene were charged into the flask and reacted at 40 ° C. for 3 hours. Excessive thionyl chloride is azeotroped with toluene under reduced pressure,
Removed. 186 g of N-methylpyrrolidone are added,
A solution (α) of 3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic acid di-n-butyl ester dichloride was obtained.

【0049】次いで、撹拌機、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95gを仕込、3,5−ジアミノ安息香酸
7.91g、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル
5.61gを添加し、撹拌溶解した後、ピリジン12.
66gを添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、3,
3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸
ジn−ブチルエステルジクロリドの溶液(α)を1時間
で滴下した後、1時間撹拌を続けた。溶液を4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n−ブチルエステルを得た(以下、ポリ
マーIとする)。このポリマーをN−メチルピロリドン
に溶解し、回転塗布法により塗布して乾燥し、水酸化テ
トラメチルアンモニウム2.38重量%水溶液をスプレ
ーしてその水溶液に対する溶解速度を測定したところ、
2.6nm/秒であった。また、重量平均分子量をゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィ法により測定したとこ
ろ、23,000であった。
Next, 95 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer, a thermometer and a Dimroth condenser, and 7.91 g of 3,5-diaminobenzoic acid and 4,4'- After adding 5.61 g of diaminodiphenyl ether, stirring and dissolving, pyridine 12.
66 g was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C, 3,
A solution (α) of 3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic acid di-n-butyl ester dichloride was added dropwise over 1 hour, and stirring was continued for 1 hour. The solution was poured into 4 liters of water, the precipitate was collected, washed, and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid n-butyl ester (hereinafter, referred to as polymer I). This polymer was dissolved in N-methylpyrrolidone, applied by a spin coating method, dried, and sprayed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to measure the dissolution rate in the aqueous solution.
2.6 nm / sec. The weight-average molecular weight measured by gel permeation chromatography was 23,000.

【0050】一方、撹拌機、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95g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4.0
0gを添加し、撹拌溶解した後、ピリジン12.66g
を添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、3,3′,
4,4′−ジフェニルエーテル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(α)を1時間で滴下
した後、1時間撹拌を続けた。溶液を4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n−ブチルエステルを得た(以下、ポリマーII
とする)。このポリマーをN−メチルピロリドンに溶解
し、回転塗布法により塗布して乾燥し、水酸化テトラメ
チルアンモニウム2.38重量%水溶液をスプレーして
その水溶液に対する溶解速度を測定したところ、125
nm/秒であった。また、重量平均分子量をゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィ法により測定したところ、2
4,200であった。
On the other hand, 95 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer, a thermometer and a Dimroth condenser, and 3,5-diaminobenzoic acid was added.
13 g, 4,4'-diaminodiphenyl ether 4.0
After adding and dissolving with stirring, 12.66 g of pyridine was added.
And keeping the temperature at 0 to 5 ° C,
4,4'-diphenylethertetracarboxylic acid di-n-
After the solution (α) of butyl ester dichloride was added dropwise for 1 hour, stirring was continued for 1 hour. The solution was poured into 4 liters of water, and the precipitate was collected, washed, and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid n-butyl ester (hereinafter, polymer II).
And). This polymer was dissolved in N-methylpyrrolidone, applied by a spin coating method, dried and sprayed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to measure the dissolution rate in the aqueous solution.
nm / sec. When the weight average molecular weight was measured by gel permeation chromatography,
4,200.

【0051】ポリマーI 15.00g、ポリマーII
15.00g、2,3,4,4′−テトラヒドロキシベ
ンゾフェノンとナフトキノン−1,2−ジアジド−5−
スルホニルクロリドを1/3のモル比で反応させた化合
物7.50gを、NMP54.00gに撹拌溶解した。
この溶液を3μm孔のテフロンフィルタを用いて加圧濾
過してポジ型感光性組成物を得た。得られたポジ型感光
性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125℃で3分間加熱乾燥
を行い、6.8μmのポジ型感光性樹脂組成物の膜を得
た。この塗膜にi線縮小投影露光装置((株)日立製作所
製 LD−5010i)を用い、マスクを介し、600
mJ/cm2の露光をした。次いで、2.38重量%水酸化テ
トラメチルアンモニウム水溶液を現像液とし70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。現像後の膜厚は5.5μmであった。次いで、この
パターンを窒素雰囲気下350℃で1時間加熱処理し、
膜厚3.6μmのポリイミド膜のパターンを得た。
15.00 g of polymer I, polymer II
15.00 g, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone and naphthoquinone-1,2-diazide-5
7.50 g of a compound obtained by reacting sulfonyl chloride at a molar ratio of 1/3 was dissolved under stirring in 54.00 g of NMP.
This solution was filtered under pressure using a Teflon filter having a pore size of 3 μm to obtain a positive photosensitive composition. The obtained positive photosensitive composition is spin-coated on a silicon wafer using a spinner, and dried by heating on a hot plate at 125 ° C. for 3 minutes to form a 6.8 μm film of the positive photosensitive resin composition. Obtained. An i-line reduction projection exposure apparatus (LD-5010i, manufactured by Hitachi, Ltd.) was applied to this coating film to form a coating film 600 through a mask.
Exposure was performed at mJ / cm 2 . Subsequently, paddle development was performed for 70 seconds using a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developing solution, followed by washing with pure water to obtain a relief pattern. The film thickness after development was 5.5 μm. Next, the pattern is heated at 350 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere,
A 3.6 μm thick polyimide film pattern was obtained.

【0052】実施例2 撹拌機、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′−ジフェニル
スルホンテトラカルボン酸二無水物28.66g、n−
ブチルアルコール59.30gを仕込、95℃で5時間
で撹拌し反応させた。余剰のn−ブチルアルコールを減
圧下、留去して、3,3′,4,4′−ジフェニルスル
ホンテトラカルボン酸ジn−ブチルエステルを得た。次
いで、フラスコ中に塩化チオニル95.17g、トルエ
ン70.00gを仕込、40℃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186gを添加し、
3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボ
ン酸ジn−ブチルエステルジクロリドの溶液(β)を得
た。
Example 2 28.66 g of 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride was placed in a 0.5-liter flask equipped with a stirrer, thermometer and Dimroth condenser, and n −
59.30 g of butyl alcohol was charged and reacted at 95 ° C. with stirring for 5 hours. Excess n-butyl alcohol was distilled off under reduced pressure to obtain 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic acid di-n-butyl ester. Next, 95.17 g of thionyl chloride and 70.00 g of toluene were charged into the flask and reacted at 40 ° C. for 3 hours. Excessive thionyl chloride is azeotroped with toluene under reduced pressure,
Removed. 186 g of N-methylpyrrolidone are added,
A solution (β) of 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic acid di-n-butyl dichloride was obtained.

【0053】次いで、撹拌機、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95gを仕込、3,5−ジアミノ安息香酸
8.28g、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル
5.13gを添加し、撹拌溶解した後、ピリジン12.
66gを添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、3,
3′,4,4′−ジフェニルスルホ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(β)を1時間
で滴下した後、1時間撹拌を続けた。溶液を4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n−ブチルエステルを得た(ポリマーII
Iとする)。このポリマーをN−メチルピロリドンに溶
解し、回転塗布法により塗布して乾燥し、水酸化テトラ
メチルアンモニウム2.38重量%水溶液をスプレーし
てその水溶液に対する溶解速度を測定したところ、3.
0nm/秒であった。また、重量平均分子量をゲルパーミ
エーションクロマトグラフィ法により測定したところ、
19,700であった。
Next, 95 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5-liter flask equipped with a stirrer, a thermometer and a Dimroth condenser, and 8.28 g of 3,5-diaminobenzoic acid and 4,4'- 5.13 g of diaminodiphenyl ether was added and dissolved by stirring.
66 g was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C, 3,
A solution (β) of 3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic acid di-n-butyl ester dichloride was added dropwise over 1 hour, and then stirring was continued for 1 hour. The solution was poured into 4 liters of water, the precipitate was collected, washed, and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid n-butyl ester (Polymer II)
I). The polymer was dissolved in N-methylpyrrolidone, applied by a spin coating method, dried, and sprayed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to measure the dissolution rate in the aqueous solution.
It was 0 nm / sec. Also, when the weight average molecular weight was measured by gel permeation chromatography,
19,700.

【0054】一方、撹拌機、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95gを仕込、3,5−ジアミノ安息香酸9.
25g、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル3.8
5gを添加し、撹拌溶解した後、ピリジン12.66g
を添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、3,3′,
4,4′−ジフェニルスルホ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(β)を1時間で滴下
した後、1時間撹拌を続けた。溶液を4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n−ブチルエステルを得た(ポリマーIVとす
る)。このポリマーをN−メチルピロリドンに溶解し、
回転塗布法により塗布して乾燥し、水酸化テトラメチル
アンモニウム2.38重量%水溶液をスプレーしてその
水溶液に対する溶解速度を測定したところ、96.0nm
/秒であった。また、重量平均分子量をゲルパーミエー
ションクロマトグラフィ法により測定したところ、1
7,600であった。
On the other hand, 95 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5-liter flask equipped with a stirrer, a thermometer and a Dimroth condenser, and 3,5-diaminobenzoic acid was added.
25 g, 4,4'-diaminodiphenyl ether 3.8
After adding 5 g and dissolving with stirring, 12.66 g of pyridine was added.
And keeping the temperature at 0 to 5 ° C,
4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic acid di-n-
After the butyl ester dichloride solution (β) was added dropwise over 1 hour, stirring was continued for 1 hour. The solution was poured into 4 liters of water, and the precipitate was collected, washed, and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid n-butyl ester (referred to as polymer IV). This polymer is dissolved in N-methylpyrrolidone,
The solution was applied by a spin coating method, dried, and sprayed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to measure the dissolution rate in the aqueous solution.
/ Sec. When the weight-average molecular weight was measured by gel permeation chromatography,
7,600.

【0055】ポリマーIII 24.0g、ポリマーIV
6.0g、4,4′−ジアミノジフェニルスルホンとナ
フトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリ
ドを1/2のモル比で反応させた化合物9.00gを、
NMP54.00gに撹拌溶解した。この溶液を3μm
孔のテフロンフィルタを用いて加圧濾過してポジ型感光
性組成物を得た。得られたポジ型感光性組成物をスピン
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100℃で3分間加熱乾燥を行い、6.4μ
mのポジ型感光性樹脂組成物の膜を得た。この塗膜にi
線縮小投影露光装置((株)日立製作所製 LD−501
0i)を用い、マスクを介し、500mJ/cm2の露光をし
た。次いで、2.38重量%水酸化テトラメチルアンモ
ニウム水溶液を現像液とし90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。現像後の膜厚
は5.2μmであった。次いで、このパターンを窒素雰
囲気下350℃で1時間加熱処理し、膜厚3.3μmの
ポリイミド膜のパターンを得た。
24.0 g of polymer III, polymer IV
6.0 g, 9.00 g of a compound obtained by reacting 4,4′-diaminodiphenyl sulfone with naphthoquinone-1,2-diazido-5-sulfonyl chloride in a molar ratio of 1/2,
It was dissolved by stirring in 54.00 g of NMP. 3 μm of this solution
The mixture was filtered under pressure using a Teflon filter having pores to obtain a positive photosensitive composition. The obtained positive photosensitive composition is spin-coated on a silicon wafer using a spinner, and dried by heating at 100 ° C. for 3 minutes on a hot plate to obtain 6.4 μm.
m was obtained as a positive photosensitive resin composition film. This coating has i
Line reduction projection exposure system (LD-501 manufactured by Hitachi, Ltd.)
Using 0i), exposure was performed at 500 mJ / cm 2 through a mask. Next, paddle development was performed for 90 seconds using a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developing solution.
After washing with pure water, a relief pattern was obtained. The film thickness after development was 5.2 μm. Next, this pattern was subjected to a heat treatment at 350 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a 3.3 μm-thick polyimide film pattern.

【0056】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、ピロメリット酸二無水物17.4
5g、n−ブチルアルコール59.30gを仕込、95
℃で5時間で撹拌し反応させた。余剰のn−ブチルアル
コールを減圧下、留去して、ピロメリット酸ジn−ブチ
ルエステルを得た。次いで、フラスコ中に塩化チオニル
95.17g、トルエン70.00gを仕込、40℃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
186gを添加し、ピロメリット酸ジn−ブチルエステ
ルジクロリドの溶液(γ)を得た。
Example 3 In a 0.5 liter flask equipped with a stirrer, a thermometer and a Dimroth condenser, 17.4 pyromellitic dianhydride was placed.
5 g and n-butyl alcohol 59.30 g were charged, and 95
The mixture was stirred and reacted at 5 ° C. for 5 hours. Excess n-butyl alcohol was distilled off under reduced pressure to obtain pyronellitic acid di-n-butyl ester. Next, 95.17 g of thionyl chloride and 70.00 g of toluene were charged into the flask and reacted at 40 ° C. for 3 hours. Excess thionyl chloride was azeotroped with toluene under reduced pressure and removed. 186 g of N-methylpyrrolidone was added to obtain a solution (γ) of di-n-butyl pyromellitic acid dichloride.

【0057】次いで、撹拌機、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95gを仕込、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18.75
g、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン7.15g
を添加し、撹拌溶解した後、ピリジン12.66gを添
加し、温度を0〜5℃に保ちながら、ピロメリット酸ジ
n−ブチルエステルジクロリドの溶液(γ)を1時間で
滴下した後、1時間撹拌を続けた。溶液を4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n−ブチルエステルを得た(以下、ポリマ
ーVとする)。このポリマーをN−メチルピロロドンに
溶解し、回転塗布法により塗布して乾燥し、水酸化テト
ラメチルアンモニウム2.38重量%水溶液をスプレー
してその水溶液に対する溶解速度を測定したところ、
2.1nm/秒であった。また、重量平均分子量をゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィ法により測定したとこ
ろ、31,600であった。
Next, 95 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5-liter flask equipped with a stirrer, thermometer, and Dimroth condenser, and bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was added. 75
g, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone 7.15 g
Was added thereto, and the mixture was stirred and dissolved. Then, 12.66 g of pyridine was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C, a solution (γ) of di-n-butyl pyromellitic acid dichloride was added dropwise over 1 hour. Stirring was continued for hours. The solution was poured into 4 liters of water, and the precipitate was collected, washed, and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid n-butyl ester (hereinafter, referred to as polymer V). This polymer was dissolved in N-methylpyrrolodone, applied by a spin coating method, dried, and sprayed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to measure the dissolution rate in the aqueous solution.
2.1 nm / sec. The weight-average molecular weight measured by gel permeation chromatography was 31,600.

【0058】一方、撹拌機、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95gを仕込、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20.80g、
4,4′−ジアミノジフェニルスルホン5.76gを添
加し、撹拌溶解した後、ピリジン12.66gを添加
し、温度を0〜5℃に保ちながら、ピロメリット酸ジn
−ブチルエステルジクロリドの溶液(γ)を1時間で滴
下した後、1時間撹拌を続けた。溶液を4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n−ブチルエステルを得た(以下、ポリマー
VIとする)。このポリマーをN−メチルピロリドンに溶
解し、回転塗布法により塗布して乾燥し、水酸化テトラ
メチルアンモニウム2.38重量%水溶液をスプレーし
てその水溶液に対する溶解速度を測定したところ、1
5.5nm/秒であった。また、重量平均分子量をゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィ法により測定したとこ
ろ、33,500であった。
On the other hand, 95 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5-liter flask equipped with a stirrer, a thermometer and a Dimroth condenser, and bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane. 80g,
After adding 5.76 g of 4,4'-diaminodiphenylsulfone and dissolving with stirring, 12.66 g of pyridine is added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., dimerro pyromellitic acid is added.
After the solution (γ) of -butyl ester dichloride was added dropwise for 1 hour, stirring was continued for 1 hour. The solution was poured into 4 liters of water, and the precipitate was collected, washed, and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid n-butyl ester (hereinafter referred to as polymer).
VI). This polymer was dissolved in N-methylpyrrolidone, applied by a spin coating method, dried, and sprayed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to measure the dissolution rate in the aqueous solution.
It was 5.5 nm / sec. The weight-average molecular weight measured by gel permeation chromatography was 33,500.

【0059】ポリマーV 9.00g、ポリマーVI 2
1.00g、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン
とナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルク
ロリドを1/2.5のモル比で反応させた化合物6.0
0gを、NMP54.00gに撹拌溶解した。この溶液
を3μm孔のテフロンフィルタを用いて加圧濾過してポ
ジ型感光性組成物を得た。得られたポジ型感光性組成物
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90℃で3分間加熱乾燥を行い、
6.4μmのポジ型感光性樹脂組成物の膜を得た。この
塗膜にi線縮小投影露光装置((株)日立製作所製 LD
−5010i)を用い、マスクを介し、400mJ/cm2
露光をした。次いで、2.38重量%水酸化テトラメチ
ルアンモニウム水溶液を現像液とし70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。現像
後の膜厚は5.6μmであった。次いで、このパターン
を窒素雰囲気下350℃で1時間加熱処理し、膜厚3.
5μmのポリイミド膜のパターンを得た。
9.00 g of polymer V, polymer VI 2
1.00 g of compound 6.0 obtained by reacting tris (4-hydroxyphenyl) methane with naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride in a molar ratio of 1 / 2.5.
0 g was dissolved under stirring in 54.00 g of NMP. This solution was filtered under pressure using a Teflon filter having a pore size of 3 μm to obtain a positive photosensitive composition. The obtained positive photosensitive composition is spin-coated on a silicon wafer using a spinner, and dried by heating at 90 ° C. for 3 minutes on a hot plate.
A 6.4 μm film of the positive photosensitive resin composition was obtained. An i-line reduction projection exposure apparatus (LD manufactured by Hitachi, Ltd.)
Using -5010i), exposure was performed at 400 mJ / cm 2 through a mask. Subsequently, paddle development was performed for 70 seconds using a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developing solution, followed by washing with pure water to obtain a relief pattern. The film thickness after development was 5.6 μm. Next, this pattern was subjected to a heat treatment at 350 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.
A polyimide film pattern of 5 μm was obtained.

【0060】比較例1 撹拌機、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′−ジフェニル
エーテルテトラカルボン酸二無水物24.82g、n−
ブチルアルコール59.30gを仕込、95℃で5時間
で撹拌し反応させた。余剰のn−ブチルアルコールを減
圧下、留去して、3,3′,4,4′−ジフェニルエー
テルテトラカルボン酸ジn−ブチルエステルを得た。次
いで、フラスコ中に塩化チオニル95.17g、トルエ
ン70.00gを仕込、40℃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186gを添加し、
3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボ
ン酸ジn−ブチルエステルジクロリドの溶液(δ)を得
た。
Comparative Example 1 In a 0.5 liter flask equipped with a stirrer, a thermometer and a Dimroth condenser, 24.82 g of 3,3 ', 4,4'-diphenylethertetracarboxylic dianhydride, n-
59.30 g of butyl alcohol was charged and reacted at 95 ° C. with stirring for 5 hours. Excess n-butyl alcohol was distilled off under reduced pressure to obtain 3,3 ', 4,4'-diphenylethertetracarboxylic acid di-n-butyl ester. Next, 95.17 g of thionyl chloride and 70.00 g of toluene were charged into the flask and reacted at 40 ° C. for 3 hours. Excessive thionyl chloride is azeotroped with toluene under reduced pressure,
Removed. 186 g of N-methylpyrrolidone are added,
A solution (δ) of 3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic acid di-n-butyl ester dichloride was obtained.

【0061】次いで、撹拌機、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95gを仕込、3,5−ジアミノ安息香酸
7.30g、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル
6.41gを添加し、撹拌溶解した後、ピリジン12.
66gを添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、3,
3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸
ジn−ブチルエステルジクロリドの溶液(δ)を1時間
で滴下した後、1時間撹拌を続けた。溶液を4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n−ブチルエステルを得た(以下、ポリ
マーVIIとする)。このポリマーをN−メチルピロリド
ンに溶解し、回転塗布法により塗布して乾燥し、水酸化
テトラメチルアンモニウム2.38重量%水溶液をスプ
レーしてその水溶液に対する溶解速度を測定したとこ
ろ、67nm/秒であった。また、重量平均分子量をゲル
パーミエーションクロマトグラフィ法により測定したと
ころ、22,900であった。
Next, 95 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer, a thermometer and a Dimroth condenser, and 7.30 g of 3,5-diaminobenzoic acid, 4,4'- 6.41 g of diaminodiphenyl ether was added, and the mixture was stirred and dissolved.
66 g was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C, 3,
A solution (δ) of 3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic acid di-n-butyl ester dichloride was added dropwise over 1 hour, and stirring was continued for 1 hour. The solution was poured into 4 liters of water, the precipitate was collected, washed, and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid n-butyl ester (hereinafter, referred to as polymer VII). This polymer was dissolved in N-methylpyrrolidone, applied by a spin coating method, dried and sprayed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to measure the dissolution rate in the aqueous solution. there were. The weight-average molecular weight measured by gel permeation chromatography was 22,900.

【0062】ポリマーVII 30.00g、2,3,
4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノンとナフトキ
ノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリドを1
/3のモル比で反応させた化合物7.50gを、NMP
54.00gに撹拌溶解した。この溶液を3μm孔のテ
フロンフィルタを用いて加圧濾過してポジ型感光性組成
物を得た。得られたポジ型感光性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125℃で3分間加熱乾燥を行い、6.8μmのポ
ジ型感光性樹脂組成物の膜を得た。この塗膜にi線縮小
投影露光装置((株)日立製作所製 LD−5010i)
を用い、マスクを介し、1000mJ/cm2の露光をした。
次いで、2.38重量%水酸化テトラメチルアンモニウ
ム水溶液を現像液とし70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。現像後の膜厚は
5.0μmであった。次いで、このパターンを窒素雰囲
気下350℃で1時間加熱処理し、膜厚3.2μmのポ
リイミド膜のパターンを得た。上記の実施例及び比較例
から分かるように、本発明の実施例においてはi線に対
する感度が優れ、2.38重量%水酸化テトラメチルア
ンモニウム水溶液で現像が可能であったが、比較例1は
感度が劣り、露光量を多くしないと現像できなかった。
30.00 g of polymer VII, 2,3
4,4'-tetrahydroxybenzophenone and naphthoquinone-1,2-diazido-5-sulfonyl chloride
7.50 g of the compound reacted at a molar ratio of
The mixture was dissolved in 54.00 g with stirring. This solution was filtered under pressure using a Teflon filter having a pore size of 3 μm to obtain a positive photosensitive composition. The obtained positive photosensitive composition is spin-coated on a silicon wafer using a spinner, and dried by heating on a hot plate at 125 ° C. for 3 minutes to form a 6.8 μm film of the positive photosensitive resin composition. Obtained. An i-line reduction projection exposure apparatus (LD-5010i manufactured by Hitachi, Ltd.) is applied to this coating film.
Was exposed through a mask at 1000 mJ / cm 2 .
Subsequently, paddle development was performed for 70 seconds using a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developing solution, followed by washing with pure water to obtain a relief pattern. The film thickness after development was 5.0 μm. Next, this pattern was subjected to a heat treatment at 350 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a 3.2 μm-thick polyimide film pattern. As can be seen from the above Examples and Comparative Examples, in Examples of the present invention, the sensitivity to i-ray was excellent, and development was possible with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. The sensitivity was poor, and development was not possible without increasing the exposure.

【0063】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、ピロメリット酸二無水物17.4
5g,n−ブチルアルコール59.30gを仕込、95
℃で5時間で撹拝し反応させた。余剰のn−ブチルアル
コールを減圧下、留去して、ピロメリット酸ジn−ブチ
ルエステルを得た。次いで、フラスコ中に塩化チオニル
95.17g、トルエン70.00gを仕込、40℃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
186gを添加し、ピロメリット酸ジn−ブチルエステ
ルジクロリドの溶液(ε)を得た。
Comparative Example 2 Pyromellitic dianhydride 17.4 was placed in a 0.5-liter flask equipped with a stirrer, thermometer, and Dimroth condenser.
5 g, n-butyl alcohol 59.30 g, 95
The mixture was stirred and reacted at 5 ° C. for 5 hours. Excess n-butyl alcohol was distilled off under reduced pressure to obtain pyronellitic acid di-n-butyl ester. Next, 95.17 g of thionyl chloride and 70.00 g of toluene were charged into the flask and reacted at 40 ° C. for 3 hours. Excess thionyl chloride was azeotroped with toluene under reduced pressure and removed. 186 g of N-methylpyrrolidone was added to obtain a solution (ε) of pyromellitic acid di-n-butyl ester dichloride.

【0064】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95gを仕込、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19.63
g,4,4′−ジアミノジフェニルスルホン6.55g
を添加し、攪拌溶解した後、ピリジン12.66gを添
加し、温度を0〜5℃に保ちながら、ピロメリット酸ジ
n−ブチルエステルジクロリドの溶液(ε)を1時間で
滴下した後、1時間攪拌を続けた。溶液を4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n−ブチルエステルを得た(以下ポリマー
VIIIとする)。このボリマをN−メチルピロリドンに溶
解し、回転塗布法にとり塗布して乾燥し、水酸化テトラ
メチルアンモニウム2.38重量%水溶液をスプレーし
てその水溶液に対する溶解速度を測定したところ、8.
2nm/秒であった。また重量平均分子量をゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィ法により測定したところ、3
0,800であった。
Next, 95 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5-liter flask equipped with a stirrer, thermometer, and Dimroth condenser, and bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was 19.63.
g, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone 6.55 g
Was added and stirred and dissolved. Then, 12.66 g of pyridine was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C, a solution (ε) of di-n-butyl pyromellitic acid dichloride was added dropwise over 1 hour. Stirring was continued for hours. The solution was poured into 4 liters of water, the precipitate was collected, washed, and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid n-butyl ester (hereinafter referred to as polymer).
VIII). This polymer was dissolved in N-methylpyrrolidone, applied by a spin coating method, dried and sprayed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to measure the dissolution rate in the aqueous solution.
It was 2 nm / sec. The weight average molecular weight was measured by gel permeation chromatography.
It was 0,800.

【0065】一方、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95gを仕込、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20.51g、
4,4′−ジアミノジフェニルスルホン5.96gを添
加し、攪拌溶解した後、ピリジン12.66gを添加
し、温度を0〜5℃に保ちながら、ピロメリット酸ジn
−ブチルエステルジクロリドの溶液(ε)を1時間で滴
下した後、1時間攪拌を続けた。溶液を4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n−ブチルエステルを得た(以下、ポリマー
IXとする)。このポリマーをN−メチルピロリドンに溶
解し、回転塗布法により塗布して乾燥し、水酸化テトラ
メチルアンモニウム2.38重量%水溶液をスプレーし
てその水溶液に対する溶解速度を測定したところ、2
0.3nm/秒であった。また、重量平均分子量をゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィ法により測定したとこ
ろ、32,100であった。
On the other hand, 95 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer, a thermometer and a Dimroth condenser, and 20.51 g of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was charged. ,
After adding 4.96 g of 4,4'-diaminodiphenyl sulfone and stirring and dissolving, 12.66 g of pyridine is added.
A solution (ε) of -butyl ester dichloride was added dropwise over 1 hour, and then stirring was continued for 1 hour. The solution was poured into 4 liters of water, and the precipitate was collected, washed, and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid n-butyl ester (hereinafter referred to as polymer).
IX). This polymer was dissolved in N-methylpyrrolidone, applied by a spin coating method, dried and sprayed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, and the dissolution rate in the aqueous solution was measured.
0.3 nm / sec. The weight-average molecular weight measured by gel permeation chromatography was 32,100.

【0066】ポリマーVIII 12.00g、ポリマーIX
18.00g、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メ
タンとナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニ
ルクロリドを1/3のモル比で反応させた化合物4.5
0gを、NMP54.00gに攪拌溶解した。この溶液
を3μm孔のテフロンフィルタを用いて加圧濾過してポ
ジ型感光性組成物を得た。得られたポジ型感光性組成物
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100℃で3分間加熱乾燥を行
い、6.4μmのポジ型感光性樹脂組成物の膜を得た。
この塗膜にi線縮小投影露光装置((株)日立製作所製L
D−5010i)を用いマスクを介し、1100mJ/cm2
の露光をした。次いで、2.38重量%水酸化テトラメ
チルアンモニウム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。
現像後の膜厚は5.4μmであった。次いで、このパタ
ーンを窒素雰囲気下350℃で1時間加熱処理し、膜厚
3.3μmのポリイミド膜のパターンを得た。
12.00 g of polymer VIII, polymer IX
18.00 g, compound 4.5 obtained by reacting tris (4-hydroxyphenyl) methane with naphthoquinone-1,2-diazido-5-sulfonyl chloride in a molar ratio of 1/3.
0 g was dissolved in 54.00 g of NMP with stirring. This solution was filtered under pressure using a Teflon filter having a pore size of 3 μm to obtain a positive photosensitive composition. The obtained positive photosensitive composition is spin-coated on a silicon wafer using a spinner, and dried by heating at 100 ° C. for 3 minutes on a hot plate to form a 6.4 μm film of the positive photosensitive resin composition. Obtained.
An i-line reduction projection exposure system (L, manufactured by Hitachi, Ltd.)
1-50 mJ / cm 2 through a mask using D-5010i)
Was exposed. Subsequently, paddle development was performed for 100 seconds using a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developing solution, followed by washing with pure water to obtain a relief pattern.
The film thickness after development was 5.4 μm. Next, this pattern was subjected to a heat treatment at 350 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a 3.3 μm-thick polyimide film pattern.

【0067】[0067]

【発明の効果】請求項1、2及び3に記載のポジ型感光
性樹脂組成物は、i線等の活性光線に対する感度が非常
に高く、アルカリ水溶液を用いて良好なパターンの形成
ができるものである。従って、半導体素子等の表面保護
膜、層間絶縁膜等を作成するためのポジ型感光性樹脂組
成物に最適である。請求項4記載のポジ型感光性樹脂組
成物は、i線等の活性光線に対する感度が非常に高く、
半導体素子の製造工程におけるポジ型のホトレジストの
一般的な現像液である2.38重量%水酸化テトラメチ
ルアンモニウム水溶液を用いて良好なパターンの形成が
できるものである。従って、半導体素子等の表面保護
膜、層間絶縁膜等を作成するためのポジ型感光性樹脂組
成物に最適である。請求項5記載のレリーフパターンの
製造法によれば、i線等の活性光線で露光し、アルカリ
現像液を用いて現像して、良好なレリーフパターンが形
成できる。従って、容易に半導体素子等の表面保護膜、
層間絶縁膜等を作成することができる。
The positive photosensitive resin compositions according to claims 1, 2 and 3 have a very high sensitivity to actinic rays such as i-rays and can form a good pattern using an alkaline aqueous solution. It is. Therefore, it is most suitable for a positive photosensitive resin composition for forming a surface protective film, an interlayer insulating film and the like of a semiconductor element and the like. The positive photosensitive resin composition according to claim 4 has extremely high sensitivity to actinic rays such as i-rays,
A good pattern can be formed using a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, which is a general developing solution of a positive photoresist in a semiconductor device manufacturing process. Therefore, it is most suitable for a positive photosensitive resin composition for forming a surface protective film, an interlayer insulating film and the like of a semiconductor element and the like. According to the method for producing a relief pattern according to the fifth aspect, it is possible to form a good relief pattern by exposing with an actinic ray such as i-ray and developing with an alkali developer. Therefore, surface protection films for semiconductor devices and the like can be easily formed.
An interlayer insulating film or the like can be formed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安斎 隆徳 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社山崎工場内 (72)発明者 内村 俊一郎 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社山崎工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takanori Ansai 4-3-1-1, Higashicho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Yamazaki Plant of Hitachi Chemical Co., Ltd. No. 1 Hitachi Chemical Co., Ltd. Yamazaki Plant

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)カルボキシル基又はフェノール性
水酸基を有するポリイミド前駆体と(B)光により酸を
発生する化合物を含むポジ型感光性樹脂組成物であっ
て、前記(A)成分が、アルカリ水溶液に対する溶解速
度比が5以上である2種のポリイミド前駆体の混合物で
あるポジ型感光性樹脂組成物。
1. A positive photosensitive resin composition comprising (A) a polyimide precursor having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group and (B) a compound capable of generating an acid by light, wherein the component (A) comprises: A positive photosensitive resin composition which is a mixture of two kinds of polyimide precursors having a dissolution rate ratio to an alkaline aqueous solution of 5 or more.
【請求項2】 (A)成分における2種のポリイミド前
駆体が、それぞれ、一般式(I) 【化1】 (但し、式中R1は4価の有機基、R2及びR3は炭化水
素基、R4はフェノール性水酸基又はカルボキシル基を
少なくとも1個有する2価の有機基)で示される反復単
位を含むポリアミド酸エステルである請求項1記載のポ
ジ型感光性樹脂組成物。
2. The two kinds of polyimide precursors in the component (A) are each represented by the general formula (I): (Wherein R 1 is a tetravalent organic group, R 2 and R 3 are hydrocarbon groups, and R 4 is a divalent organic group having at least one phenolic hydroxyl group or carboxyl group) The positive photosensitive resin composition according to claim 1, which is a polyamic acid ester.
【請求項3】 一般式(I)のR1が芳香環又は2〜3
個の芳香族環が単結合、エーテル結合、2,2−ヘキサ
フルオロプロピレン結合、スルホン結合、メチレン結合
及びカルボニル結合の中から選ばれた少なくとも一種の
結合を介して結合した化学構造を持つ4価の有機基であ
り、一般式(I)のR4が芳香環又は2〜3個の芳香環
が単結合、エーテル結合、2,2−ヘキサフルオロプロ
ピレン結合、メチレン結合及びスルホン結合の中から選
ばれた少なくとも一種の結合を介して結合した化学構造
を持ち、かつフェノール性水酸基及び/又はカルボキシ
ル基を少なくとも1個有する2価の有機基である請求項
2記載のポジ型感光性樹脂組成物。
3. The method according to claim 1, wherein R 1 in the formula (I) is an aromatic ring or 2-3.
Having a chemical structure in which two aromatic rings are bonded via at least one bond selected from a single bond, an ether bond, a 2,2-hexafluoropropylene bond, a sulfone bond, a methylene bond, and a carbonyl bond. Wherein R 4 in formula (I) is an aromatic ring or two or three aromatic rings selected from a single bond, an ether bond, a 2,2-hexafluoropropylene bond, a methylene bond and a sulfone bond. The positive photosensitive resin composition according to claim 2, which is a divalent organic group having a chemical structure bonded through at least one type of bond and having at least one phenolic hydroxyl group and / or carboxyl group.
【請求項4】 アルカリ水溶液が、2.38重量%水酸
化テトラメチルアンモニウム水溶液である請求項1、2
又は3記載のポジ型感光性樹脂組成物。
4. The aqueous alkaline solution is a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.
Or a positive photosensitive resin composition according to item 3.
【請求項5】 請求項1、2、3又は4記載のポジ型感
光性樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥後、活性光線照
射を行い、アルカリ水溶液で現像し、次いで加熱処理す
ることを特徴とするレリーフパターンの製造法。
5. The positive photosensitive resin composition according to claim 1, 2, 3 or 4, coated on a substrate, dried, irradiated with actinic rays, developed with an aqueous alkali solution, and then heat-treated. A method for producing a relief pattern, characterized in that:
JP33981797A 1997-12-10 1997-12-10 Positive photosensitive resin composition and manufacture of relief pattern Pending JPH11174679A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33981797A JPH11174679A (en) 1997-12-10 1997-12-10 Positive photosensitive resin composition and manufacture of relief pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33981797A JPH11174679A (en) 1997-12-10 1997-12-10 Positive photosensitive resin composition and manufacture of relief pattern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11174679A true JPH11174679A (en) 1999-07-02

Family

ID=18331108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33981797A Pending JPH11174679A (en) 1997-12-10 1997-12-10 Positive photosensitive resin composition and manufacture of relief pattern

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11174679A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000014604A1 (en) * 1998-09-09 2000-03-16 Toray Industries, Inc. Positive photosensitive resin precursor composition and process for producing the same
KR100523257B1 (en) * 2000-12-29 2005-10-24 삼성전자주식회사 Positive-Type Photosenstive Polyimide Precusor and Composition Comprising the Same
KR100677814B1 (en) * 1999-09-28 2007-02-05 히다치 케미칼 듀폰 마이크로시스템즈 리미티드 Positive Type Photosensitive Resin Composition, Process for Producing Pattern and Electronic Parts
JP2008257263A (en) * 2008-05-19 2008-10-23 Hitachi Chem Co Ltd Photosensitive polymer composition, method for producing pattern and electronic component

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000014604A1 (en) * 1998-09-09 2000-03-16 Toray Industries, Inc. Positive photosensitive resin precursor composition and process for producing the same
KR100677814B1 (en) * 1999-09-28 2007-02-05 히다치 케미칼 듀폰 마이크로시스템즈 리미티드 Positive Type Photosensitive Resin Composition, Process for Producing Pattern and Electronic Parts
KR100523257B1 (en) * 2000-12-29 2005-10-24 삼성전자주식회사 Positive-Type Photosenstive Polyimide Precusor and Composition Comprising the Same
JP2008257263A (en) * 2008-05-19 2008-10-23 Hitachi Chem Co Ltd Photosensitive polymer composition, method for producing pattern and electronic component
JP4684314B2 (en) * 2008-05-19 2011-05-18 日立化成工業株式会社 Photosensitive polymer composition, pattern manufacturing method and electronic component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3426531B2 (en) Photosensitive polymer composition, method for producing relief pattern, and electronic component
JP3509612B2 (en) Photosensitive polymer composition, method for producing relief pattern, and electronic component
JP3872223B2 (en) Positive photosensitive resin composition, method for producing relief pattern, and electronic component
KR100605414B1 (en) Positive Photosensitive Resin Precursor Composition and Process for Producing the Same
JP2003121998A (en) Photosensitive polymer composition, method for producing pattern and electronic parts
EP0863436A1 (en) Heat resistant photosensitive polymer composition, process for forming pattern and semiconductor device
JP3455697B2 (en) Photosensitive resin composition, method for producing pattern, and electronic component
JPH04284455A (en) Photosensitive resin composition
JPH1184653A (en) Heat resistant photosensitive polymer composition and production of pattern
JPH11338157A (en) Positive type photosensitive resin composition and production of relief pattern
JP2001194796A (en) Positive type photosensitive resin composition, method for producing pattern and electronic parts
JP4438296B2 (en) Photosensitive resin composition, pattern manufacturing method, and electronic component
JP4250841B2 (en) Positive photosensitive resin composition, pattern manufacturing method, and electronic component
JP4449159B2 (en) Photosensitive polymer composition, pattern manufacturing method, and electronic component
JP2001194791A (en) Positive type photosensitive resin composition, method for producing pattern and electronic parts
JP4186250B2 (en) Photosensitive heat resistant resin precursor composition
JPH11174679A (en) Positive photosensitive resin composition and manufacture of relief pattern
JP2005309215A (en) Photosensitive polymer composition, method for manufacturing relief pattern by using the same, and electronic component
JP4492749B2 (en) Photosensitive polymer composition, method for producing relief pattern, and electronic component
JP3805918B2 (en) Positive photosensitive resin composition, method for producing relief pattern, and electronic component
JPH11338143A (en) Positive type photosensitive polyimide precursor resin composition and production of relief pattern using same
JPH11338154A (en) Positive type photosensitive resin composition and production of electronic component
JPH11153868A (en) Positive photosensitive polyimide precursor resin composition and production of relief pattern using the same
JPH10239844A (en) Heat-resistant photosensitive polymer composition and manufacture of relief pattern
JPH10239842A (en) Heat-resistant photosensitive polymer composition and manufacture of relief pattern