JPS5839447B2 - 新規感光性重合体 - Google Patents

新規感光性重合体

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JPS5839447B2
JPS5839447B2 JP4302279A JP4302279A JPS5839447B2 JP S5839447 B2 JPS5839447 B2 JP S5839447B2 JP 4302279 A JP4302279 A JP 4302279A JP 4302279 A JP4302279 A JP 4302279A JP S5839447 B2 JPS5839447 B2 JP S5839447B2
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JP
Japan
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group
compound
polyamic acid
photosensitive polymer
acid intermediate
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JP4302279A
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時男 磯貝
中 横野
房次 庄子
一成 竹元
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規感光性重合体に関するもので、特に、ポリ
イミドの原料モノマに感光性七ツマを用いて得られる感
光性ポリアミド酸中間体よりなる新規感光性重合体に関
するものである。
この感光性ポリアミド酸中間体は、紫外線または放射線
に照射されたものは、熱処理による耐熱性重合体となる
ものである。
従来、耐熱性ポリイミドのプレポリマであるポリアミド
酸中間体に重クロム酸塩を添加し、基板に塗布し、光を
照射した後、溶剤で現偉し、250℃で硬化する方法が
知られている。
しかしながら、この方法は重クロム酸塩が保護被膜中に
残るため、絶縁膜の信頼性の点で問題であり、また、重
クロム酸塩によるポリアミド酸の暗反応が起こり、可使
時間が短く、取り扱いにくいなどの欠点があった。
他方、感光基を有する4官能性環式化合物、例えば、 つて感光性ポリアミド酸を合威し、これに紫外線を照射
し、現像した後、加熱硬化させることが知られている(
特開昭49−115541号公報参照)。
しかしながら、上記における感光基を有する4官能性環
式化合物の合成およびポリアミド酸中間体の合或は煩雑
であるという欠点があった。
本発明の目的は、上記のような従来の種々の問題点を解
決するとともに、高効率である新規感光性重合体を提供
することにある。
本発明における新規感光性重合体の特徴とするところは
、第1化合物は、一般式(A) (ここに、R1は少なくとも2個の炭素原子をを有する
3価の基であり; R2は1価の基にして、その基の構造式はにして、ここ
lこ、 R3は水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、 R4は水素、CN。
R6は水素、CH3、 R6はアルキル基、炭素環式、複素環式、芳香族残基で
あり、 そのR2は、紫外線または放射線に感光する基を含有す
る基である); (こより表わされる化合物であり: 第2化合物は、一般式(B)、 (ここに、 R7は少なくとも4個の炭素原子を有する4価の基であ
り、 R8は少なくとも2個の炭素原子を有する3価の基であ
り、 2はハロゲン原子である); lこより表わされる化合物である: ものにおいて、少なくとも1種の該第1化合物と、少な
くとも1種の該第2化合物とを、無水の有機極性溶剤中
で反応させて得られるポリアミド酸中間体、 であるものである。
このような本発明fこなるポリアミド酸中間体は、これ
を用いて基体上にフィルムまたは膜の形で塗布物とし、
所定のパターンを有するマスクを通して、紫外線または
放射線を照射し、未照射部分を溶解除去するか、または
、切り取り除き、しかる後に光架橋した重合体フィルム
または膜を熱処理することにより耐熱性重合体フィルム
または膜を得ることができるものである。
次に、本発明における使用原料である第1化合物および
第2化合物につき説明する。
本発明における第1化合物であるジアミン成分は、一般
式(4) (ここfこ、R1は少なくとも2個の炭素原子を有する
3価の基であり;R2は感光基である)で表わされる化
合物であれば、特lこ限定はないが、望ましいものとし
ては、 などがあげられる。
本発明における第2化合物の一種であるテトラカルボン
酸二無水物としては、ピロメリット酸;2.2−ビス(
3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン;ビス(3,
4−ジカルボキシフェニル:エーテル;ビス(3,4−
ジカルボキシフェニル。
スルホン;3,3’、4.4’−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸; 3 、3’ 、 4 、4’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸;2,2’、3.3’−ビフェニル
テトラカルボン酸°1,2,5.6−ナフタリンテトラ
カルボン酸;2,3,6.7−ナフタリンテトラカルボ
ン酸;3,4,9.10−ペリレ゛/テトラカルボン酸
;2.2’、6.6’−ビフェニルテトラカルボン酸;
1 、3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)へ
キサフルオロプロパンなどの二無水物がある。
また、本発明における第2化合物の他の種類であるトリ
カルボン酸無水物モノハロゲン化合物としては、2,3
.6−ナフタリントリカルボン酸無水物の;2,3.5
−ナフタリントリカルボン酸無水物の;2,2’、3−
ビフェニルトリカルボン酸無水物の;2−(3,4−ジ
カルボキシフェニル)−2−(3−カルボキシフェニル
プロパン無水物の;1.2.4−ナフタリントリカルボ
ン酸無水物の;1,4.5−ナフタリントリカルボン酸
無水物の;2−(2,3−ジカルボキシフェニル)−2
−(3−カルボキシフェニル)フロパン無水物の;1−
(2,3−ジカルボキシフェニル)−1−(3−カルボ
キシフェニル)エタン無水物の;1−(3,4−ジカル
ボキシフェニル)−1−(4−カルボキシフェニル)エ
タン無水物の;(2,3−ジカルボキシフェニル)(2
−カルボキシフェニル)メタン無水物の;1,2.3ベ
ンゼンi I7カルボン酸無水物の;3,3’、4−ト
リカルボキシベンゾフェノン無水物のモノカルボン酸ハ
ロゲン化物などがある。
本発明における、無水の有機極性溶剤の一つとしては、
不活性の溶媒が使用される。
この溶媒は前記の第1および第2化合物のすべてを溶解
するようなものである必要はない。
特に好ましいものとしては、生成するポリアミド酸中間
体を溶解する作用を有するものである。
例えば、N−メチル−2−ピロリドン;N、N−ジメチ
ルアセトアミド:N、M−ジメチルホルムアミド;N、
N−ジエチルホルムアミド;ジメチルスルホキサイド、
ヘキサメチルホスホルアミド;テトラメチレンスルホン
などの1種、または2種以上が用いられる本発明におけ
る、無水の有機極性溶剤の他のものとしては、ジメチル
スルホン;ピリジン;テトラメチル尿素;N−アセチル
−2−ピロリドンも同様に用いられる。
これらは、単独または混合して用いることも可能でアリ
、ベンゼン、トルエン、ニトロトルエン、クロルベンゼ
ン、シクロヘキサノンなどを加えることもできる。
このような重合溶媒の使用量は、良好な重合系を形成す
るのに足る量であればよく、特に制限はないが、通常固
体成分を0.05%から50%程度含む程度に用いれば
、高分子量ポリアミド酸中間体を得ることができる。
さらに、不活性溶媒には、従来から樹脂状物を溶解し易
くするために用いられている塩化リチウムや塩化マグネ
シウムなどを添加しておくこともできる。
本発明重合体の生成においては、まず前記のジアミン成
分とテトラカルボン酸二無水物、またはトリカルボン酸
無水物上ノーカルボン酸クロライドとを無水の状態で前
記不活性溶媒にできるだけよく溶解し、この反応系を約
80℃以下、好ましくは室温付近、ないし、それ以下の
温Figこ保ちながら攪拌する。
これ(こよって反応は速やかに進行し、かつ、反応系の
粘度は次第に上昇し、ポリアミド酸中間体が生成する。
このようにして得られた本発明になるポリアミド酸中間
体は、これ(こ、通常0.1〜20%の増感剤を加えて
感光性ポリアミド酸ワニスとすることができる。
増感剤としては、5−ニトロアセナフテン、2−ニトロ
フルオレン、N−アセチル−4−ニトロ−1−ナフチル
アミン、2−メチルアントラキノン、4−47−シメチ
ルアミノベンゾフエノン、ベンゾインイソプロピルエー
テル等が望ましいが、感光基の三重項エネルキより大き
な三重項エネルギを持つ化合物なら特に限定はない。
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明する
実施例 1 温度計、攪拌機、塩化カルシウム管および窒素導入管を
設置した1001rLlの四つ目フラスコに、ジアミン
成分である3、5−ジアミ゛ノフェニルスチリルケトン
2.41を脱水N−メチル−2−ピロリドン50′?に
溶解し、反応容器を水浴させ、N2気流下において、テ
トラカルボン酸三水物である無水ピロメリット酸2.1
8 Pを溶液の温度が10℃を越えないように徐々に加
えた。
10℃以下で1時間攪拌した後、室温でさらに6時間攪
拌を続けた。
これfこより得られたポリマの固有粘度は0.70であ
った。
これが本発明になる新規感光性重合体であるポリアミド
酸中間体である。
この新規感光性重合体は、次のようにしてその特性が確
認された。
上記におけるポリアミド酸中間体よりなるポリアミド酸
ワニスに、5−ニトロアセナフテン500■を加え、ガ
ラス基板上に塗布し、所定のパターンのマスクを通して
、30W/CTLの高圧水銀灯で5分間紫外線照射を行
った。
未照射部分をN、N−ジメチルアセトアミドで現像した
ところ、パターン化が可能であった。
また、この膜を200℃で30分間、ついで、350℃
で30分間加熱硬化して最終硬化物とした。
この硬化物の耐熱性は感光基を含まないポリアミド酸か
ら得られたポリイミドと同等であった。
この感光性ポリアミド酸中間体を1ケ月間暗室で放置し
たものをごつき、上記と同様の試験を行ったところ、光
架橋して同等の結果が得られた。
実施例 2 実施例1と同様にして、3.5−ジアミノ安息香酸とグ
リシジルメタクリレートの付加物と無水ピロメリット酸
を等モル反応させて、下記により確認された新規感光性
重合体である感光性ポリアミド酸中間体のN−メチル−
2−ピロリドン溶液を得た。
この溶液であるワニスに、ポリマに対して10重量袈の
2−メチルアントラキノンを加えて、ガラス基板上に塗
布し、80℃で30分間乾燥して、マスクを通して、実
施例1(こおけると同一条件で、紫外線照射を行ったと
ころ、パターン化に成功した。
この膜の耐熱性、保存安定性も良好であった。実施例
3 実施例1の場合と同様にして、3,5−ジアミノフェニ
ルスチリルケトンと、1,2,5.6−ナフタリンテト
ラカルボン酸二無水物を等モルに反応させたところ、下
記のようにして確認された新規感光性重合体である感光
性ポリアミド酸中間体のN、N−ジメチルアセトアミド
溶液が得られた。
この溶液であるワニスに、ポリマに対して10重量饅の
2−ニトロフルオレンを加え、実施例1におけると同様
の操作により、同様のパターン膜が得られた。
この膜の耐熱性、保存安定性も良好であった。
実施例 4 実施例1の場合と同様にして、3,5−ジアミノフェニ
ルスチリルケトンと、ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物とを反応させて、ポリアミド酸中間体が得られ
た。
これが新規感光性重合体であることは次のようにして確
認された。
すなわち、得られたポリアミド酸は感光性を有して光架
橋が可能であり、保存安定性が1ケ月以上あった。
また、これを用い厚さ4μmの膜としたところ、この膜
のピンホールも非常に少なく、コーテイング膜として良
好であった。
以上の説明に明らかなように、本発明になる新規感光性
重合体は、従来品に比し大幅(こ保存安定性が向上した
もので、冷暗所において1個月以上のポットライフのあ
るものである。
また、その合成法は比較的容易であるので、簡便に調製
できるものであり、従って本発明の利益は極めて犬なり
と言うことができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1化合物は、一般式内、 (ここに、R1は少なくとも2個の炭素原子を有する3
    価の基であり: R2は1価の基にして、その基の構造式はfこして、こ
    こ(こ、 R3は水素、ハロゲ゛/、アルキル基、アルコキシ基、 R4は水素、CN。 R6は水素、CH3、 R6はアルキル基、炭素環式、複素環式、芳香族残基で
    あり、 そのR2は、紫外線または放射線に感光する基を含有す
    る基である); により表わされる化合物であり: 第2化合物は、一般幻B)、 (ここに、 R7は少なくとも4個の炭素原子を有する4価の基であ
    り、 R8は少なくとも2個の炭素原子を有する3価の基であ
    り、 Zはハロゲン原子である); により表わされる化合物である: ものにおいて、少なくとも1種の該第1化合物と、少な
    くとも1種の該第2化合物とを、無水の有機極性溶剤中
    で反応させて得られるポリアミド酸中間体よりなること
    を特徴とする新規感光性重合体。 2 該ポリアミド酸中間体は、0,1〜5.0の固有粘
    度を有するものである特許請求の範囲第1項記載の新規
    感光性重合体。
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