JPS60108839A - 感光性耐熱材料 - Google Patents

感光性耐熱材料

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JPS60108839A
JPS60108839A JP58218206A JP21820683A JPS60108839A JP S60108839 A JPS60108839 A JP S60108839A JP 58218206 A JP58218206 A JP 58218206A JP 21820683 A JP21820683 A JP 21820683A JP S60108839 A JPS60108839 A JP S60108839A
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JP
Japan
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polysiloxane
organoladder
compd
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unsatd
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JP58218206A
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JPH0215863B2 (ja
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Hiroshi Adachi
足達 廣士
Osamu Hayashi
修 林
Kazuo Okabashi
岡橋 和郎
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は新規な感光性耐熱材料に関する。
〔従来技術〕
従来、半導体の製造において、固体素子の絶縁層やパッ
シベーション層は、たとえば酸化ケイ素などの無機材料
がOVD法などによって形成され、使用されているが、
平滑性が劣るため厚い層を形成する必要がある。それゆ
え、無機材料と比較して応力が低く、平滑性が良好で、
かつ純度が高いなどの点で優れた高分子材料を、固体素
子の絶縁層やパッシベーション層として使用する技術が
開発され・一部の半導体素子の製造に実用化されてきて
いる。これらの用途に用いる高分子材料としては、ダイ
ボンディングなどの作業工程上耐熱性が良好なことが要
求され、耐熱性の高分子材料を使用する必要があり、通
常耐熱性に優れたポリイミド樹脂やオルガノラダーポリ
シロキサンなどの熱硬化性樹脂が検討されてきている。
熱硬化性樹脂を固体素子の絶縁層やバツシベ〜ジョン層
として利用するばあい、上下の導体層の通風部や外部リ
ード線との接続のためのスルーホール孔などの微細加工
をほどこす工程が必要となるが、一般にはフォトレジス
トをマスクとして使用した熱硬化性樹脂の化学エツチン
グ処理により行なわれている。したがって、上記工程に
おける熱硬化性樹脂のパターン化には、フォトレジスト
の塗布や剥離などの工程が必要とされ、プルセス自体が
非常に煩雑なものとなる(特公昭51−44871号S
特開昭56−125855号、同56−125B56号
および同5/+−125857号の各公報)0〔発明の
概要〕 本発明の目的は前記プロセスの簡略化をはかるため、直
接光で微細加工可能な耐熱材料を提供することにあり、
一般式(1): (式中、nは2〜100の整数、R1はフェニル基また
はメチル、エチル基、ブ廿ピル基などの低級アルキル基
を表わす)で示されるオルガノラダーポリシロキサンと
一般式(2); %式%(2) C式中、Xは水素原子、メチル基、エチル基またはフェ
ニル基、mは0〜4の整97、R2\R3はメチル基、
エチル基、プロピル基などの低級アルキル基、lは1〜
3の整数である)で示される不fIjt+和化合物とを
有機溶媒中で反応させてえられるオルガノラダーポリシ
ロキサンとビスシリル化合物および光増感剤からなる耐
熱性感光拐料に関する。
〔発明の実施態様〕
本発明に用いるオルガノラダーポリシロキサンは、前記
一般式(1)で示される末端ヒト四キシラダー型オルガ
ノポリシ讐キサンであり、重合度は2〜100、好まし
くは5〜20である。該ラダー構造を有するオルガノラ
ダーポリシロキサンはきわめて耐熱性がすぐれているが
、該重合度が2未満になるとオルガノラダーポリシロキ
サンとはならず、耐熱性が劣り、100をこえると該オ
ルガノラダーポリシロキサンを用いて製造したシリコー
ン化合物の架橋点が少なくなり、重合性が劣る。該重合
度が5〜20のばあいには、耐熱性にすぐれ、かつ光重
合性にすぐれたシリコーン化合物かえられる。
一般式(1)で示される化合物は、たとえばフェニル基
またはアルキル基を有するトリク0ジシランを公知の方
法によって加水分解し、さらに水酸化カリウム、カルボ
ジイミド類、りセロギ酸エステル類などの縮合触媒を必
要に応じて用い1任意の分子量を有するものが合成され
る。
本発明に用いる一般式(2)で示される不飽和化合物は
、化合物中に一般式(8): %式%(8) C式中、X、mは前記と同じ)で示される感光基と、一
般式(4): %式%(4) (式中、R2、R3、!は前記と同じ)で示されるアル
コキシシラノ基を有する化合物である。
一般式(8)で示される感光基における又としては、水
素原子、メチル基、エチル基またはフェニル基などが、
合成されたシリコーン化合物の光重合性の点から好まし
く、mとしては0〜4であることが耐熱性の点から好ま
しい。
一方、一般式(4)で示されるアルコキシシラノ県にお
けるR2としてはメチル基、エチル基、プロピル基など
の低級アルキル基であることが、脱アルコール反応性な
どの点から好ましく、lとして(・ま該アルコキシシラ
ノ基が一般式(8)で示される感光基と結合し、アルコ
キシシラ7基であるために1〜3であることが必要であ
る。
とえばビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、
ビニルエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン
1ビニルメチルジエトキシシラン、アリルメトキシシラ
ン、アリルエトキシシランなどがあげられるが、これら
に限定されるものではない。
本発明において、一般式(1)で示されるオルガノラダ
ーポリシロキサンと一般式(2)で示される不飽和化合
物との反応により、光重合性ラダーボリシ四キサンが製
造される。すなわち、たとえばオルガノラダーポリシロ
キサンの水酸基1個に対し、不飽和化合物のアルコキシ
基1〜3個の割合でオルガノラダーポリシロキサンと不
飽和化合物とを混合し、反応を促進させるための触媒な
どを添加し、50〜130°0程度の温度で5〜20時
間加熱攪拌して水酸基とアルコキシシラノ基との間で脱
アルコール反応させ、シリコーン化合物が製造される。
前記反応において使用される触媒としては、硫酸、リン
酸、酸化アルミニウム、オルソチタン酸イソプロピルエ
ステルなどを使用することができる。該触媒の使用量は
、オルガノラダーボリシ四キサン100部(重量部、以
下同様)に対し0.01〜5部であることが好ましい。
本発明に用いるオルガノラダーポリシロキサンは通常固
体状であるため1前記脱アルコール反応には溶剤を使用
することが好ましい。そのような溶剤としては、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系
溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化
水素系溶剤またはN−メチルピロリドンなどがあげられ
るが、これらに限定されるものではない。
本発明に用いるビスシリル化合物としては、たとえば1
,4−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン、ヘキサメチル
トリジ四キサン、1.1.3.3.5.5.7.7−オ
クタメチルチトラシ四キサン、テトラメチルジシロキサ
ンなどがあげられるが、これらに限定されるものではな
い。これらのビスシリル化合物は単独で用いてもよく、
2種以上混合して用いてもよい。
本発明に用いる光増感剤としては、たとえばアセトフェ
ノン、ベンゾフェノン、キサントン、アントラキノンま
たはこれらの誘導体、フルオレノン、ベンズアルデヒド
、トリフェニルアミン、カルバゾールなどがあげられる
が、これらに限定されるものではない。これらの増感剤
は単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい
本発明において、前記光重合性ラダーポリシロキサン1
当量に対し、感光性架橋剤であるビスシリル化合物が0
.1〜1当景使用され、該光重合性ラダーポリシロキサ
ンとビスシリル化合物の合計量に対し、前記光増感剤が
0.01〜20%(重R%、以下同様)、好ましくは0
.1〜5%使用される。前記ビスシリル化合物の量が0
.1当量未満になると、有効な架橋効果が現われず、1
当量をこえると、えられた硬化物の熱安定性が低下する
。また前記光増感剤の量が0.01%未満になると、光
重合性に劣り、5%をこえると耐熱性に劣とる。
本発明の耐熱性感光材料は、ガラス板またはシリコンウ
ェハなどの上に回転塗布などの通常の方法により塗布し
、50〜90°Oで乾燥後所定のバタ・−ンを有するマ
スクを通して光または放射線を照射し、ついでメチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶
剤またはベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭
化水素系溶剤などにより現像すれば、未露光部は洗い流
され、端面のシャープなレリーフパターンをうることが
できる。さらに150〜400°0の熱処理を行なうこ
とにより、耐熱性、耐薬品性、電気的性質などに優れた
良好なパターンを有する硬化物をうることができる。
本発明の耐熱性感光材料は、半導体のパッシベーション
層や絶縁層として、また礎気ヘッドの絶縁層などとして
有用であるばかりですく、プリント回路の半田レジスト
、高耐熱性のフォトレジスト、リフトオフ材などへの適
用も可能である0つぎに本発明の感光性耐熱材料を実施
例にもとづき説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。
製造例1 (末端ヒトiキシラダー型オルガノボリシ四キザンの合
成) フェニルトリクロロシラン(o6a5sio!3 ) 
1os、 a9(O,Sモル)をメチルイソブチルケト
ン200m1に溶解した溶液を、攪拌器および温度計を
取付け、水溶で冷却中の21の4つ目フラスコに入れた
1ノのイオン交換水に、攪拌下、徐々に滴下し、加水分
解を行なった。該滴下中、反応温度を10°a以下に保
持し、滴下終了までに4時間要した。そののち室温にも
どし、さらに30分間攪拌し、加水分解反応を完結させ
た。
攪拌停止後、2層に分離した反応液からケトン層を分取
したのち、イオン交換水で中性になるまで数回水洗した
。該溶液から溶剤を除去し、減圧乾燥語中で150°0
×1時間乾燥させ、白色粉末55gをえた。
えられた白色粉末を工Rスペクトル分析したところ、5
400am−’にOHの吸収、さらにジャーナル・オブ
・ポリマー・サイエンス(、T、 POIμ、 Sai
 、 )、 O−1巻、83頁(1963)に記載され
ているようなSi−0−81の逆対称伸縮振動に帰属さ
れる吸収が1155am−1および11045o に観
測された。これらの結果からえられた白色粉末が一般式
(1)に示す末端ヒドロキシラダー型ポリシロキサンで
あることを確認した。また該粉末は溶融温度90°0、
分子量約1500(n=6)であった。
製造例2 (末端ヒドロキシラダー型オルガノポリシロキサンの合
成) 還流冷却管、攪拌器および温度計を取付けた3つロフラ
スコに製造例1でえられた白色粉末10gおよびキシレ
ン30m1を入れ、溶解して均一にしたのち縮合触媒と
してクロルギ酸エチル0.49を加え溶解し、130°
0×5時間反応させた。反応終了後、反応混合物を放冷
し、10倍量(容量)のメタノール中にそそいでポリマ
ーを析出させ、分取後)I’4圧乾燥した(収量99)
えられたポリマーを工Rスペクトル分析したところ、3
400cm−1にOHの吸収、また1 155am−’
および1045cm−1にSi −0−Siの逆対称伸
縮振動に州税される吸収が観測された。これらの結果か
らえられたポリマーは末端ヒドロキシラダーボリシ田キ
サンであることを確認した。またえられたポリマーの分
子量は約3000(n=12 )であったO製造例3 製造例1でえられた末端ヒト四キシフェニルラダーボリ
シ四キサン30り、ビニルエトキシシラン15.29お
よびトルエン50pを3つロフラスコに入れ、攪拌器、
温度計、冷却器を取付け、約11080で10時間攪拌
し、反応させた。反応終了後\ トルエンを減圧蒸留に
より除去し、白色粉末をえた。
収率は95%であった。
えられた白色粉末(シリコーン化合物)のIRスペクト
ル分析を行なったところ、原料の末端ヒドロキシフェニ
ルラダー型ポリシロキサンと比較して5400cm−1
のOHによる吸収は減少し、あらたにビニル基による1
 270cm””の吸収が認められた。
製造例4 製造例2でえられた末端ヒト四キシフェニルラダーポリ
シロキサン30g、ビニルエトキシシラン7.69およ
びトルエン50gを製造例3と同様の装置を用いて約1
10°0×10時間反応させたのち、10倍量のメタノ
ールに注ぎ、白色沈殿をえた。1民率&ま92%であっ
た。
えられた白色沈殿(シリコーン化合物)の工Rスペクト
ル分析を行なったところ、原料の末端ヒドロキシフェニ
ルラダー型ポリシロキサンと比較して34QQam−’
のOHによる吸収は減少し、あらたにビニル基による1
 270cm−の吸収がみとめられた。
製造例5 製造例2でえられた末端ヒドロキシフェニルラダーポリ
シロキサン30g、アリルエトキシシラン8.27およ
びトルエン50りを製造例ろと同様Gこして約110°
0×10時間反応させたのち\10倍量σ〕メタノール
に注ぎ、白色沈殿をえたo ’I又“(才92%でま)
つた0 えられた白色沈殿(シリコーン化合物)の工Rスペクト
ル分析を行なったところ、原才1の末t1Mヒドロキシ
フェニルラダー型ポリシロキサンとJt 1lCQして
3400om のOHによる吸収は減少し、あらたにア
リル基による1620C11−1の吸収がみとめらiz
た。
実施例1〜7 第1表に示す量のシリコーン化合物、ビスシリル化合物
および光増感剤をトルエン709に溶解し、スピンナー
を用いてアルミニウム板上に均一に塗布し、608Oで
30分間乾燥させたのち(膜厚約1μm)、所定のマス
クを通して10秒間高圧水銀灯で300mの距離から照
射した。露光後第1表に示す溶剤に60〜120秒間浸
漬することによりパターンを形成した。
えられたパターンの状態を観察したのち、試料を150
°0で60分間、さらに400°Cで30分間熱処理し
てパターンのぼやけおよび基板との密着性を測定した。
またえられた硬化物の熱重量測定(チッ素工r囲気下、
昇温速度10°0/分)を行なった○また耐熱性感光材
料(溶剤を含む)の室温暗室下、3力月後の保存安定性
を測定した。その結果を第1表に示す。
なお熱処理後のパターンのぼやけは走査型電子顕微鏡の
観察により判定し、ぼやけがないばあいを良、熱処理後
のパターンと基板との密着性は、被膜にナイフを用いて
jmm角の傷を基盤の目状につけスコッチテープを用い
たピーリングにより判定し、はがれないばあいを良、保
存安定性は保存後実施例と同様の方法によりパターニン
グ性P測定し、製造直後と差のないばあいを良として判
定した。
〔発明の効果〕
本発明の感光性耐熱材料を用いることにより、パターン
化された耐熱性を有する硬化膜を形成することができ、
半導体製造プロセスの簡略化を可能とすることができる
0 代理人 大岩増雄(ほか2名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式(1): (式中、nは2〜100の整数、R1はフェニル基また
    は、メチル基、エチル基、プロピル基などの低級アルキ
    ル基を表わす)で示されるオルガノラダーポリシロキサ
    ンと一般式(2): %式%(2) (式中、Xは水素原子、メチル基、エチル基またはフェ
    ニル基、mは0〜4の整数、R2、R3はメチル基、エ
    チル基、プロピル基などの低級アルキル基、lは1〜3
    の整数である)で示される不飽和化合物とを有機溶媒中
    で反応させてえられるオルガノラダーポリシロキサンと
    、ビスシリル化合物および光増感剤からなる感光性耐熱
    材料。
JP58218206A 1983-11-18 1983-11-18 感光性耐熱材料 Granted JPS60108839A (ja)

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JP58218206A JPS60108839A (ja) 1983-11-18 1983-11-18 感光性耐熱材料

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JPH0215863B2 JPH0215863B2 (ja) 1990-04-13

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001026717A (ja) * 1999-07-01 2001-01-30 Dow Corning Corp 高い強度及び耐破壊性を有するシルセスキオキサン樹脂並びにそれらの調製方法

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001026717A (ja) * 1999-07-01 2001-01-30 Dow Corning Corp 高い強度及び耐破壊性を有するシルセスキオキサン樹脂並びにそれらの調製方法

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