JPS60147441A - ポリアミック酸共重合体の作製方法 - Google Patents
ポリアミック酸共重合体の作製方法Info
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- JPS60147441A JPS60147441A JP59243549A JP24354984A JPS60147441A JP S60147441 A JPS60147441 A JP S60147441A JP 59243549 A JP59243549 A JP 59243549A JP 24354984 A JP24354984 A JP 24354984A JP S60147441 A JPS60147441 A JP S60147441A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は硬化によってポリイミドを生じる、半導体装置
の製造に特に適したポリアミン酸(以下”p、a、と略
す)共重合体系に係る。
の製造に特に適したポリアミン酸(以下”p、a、と略
す)共重合体系に係る。
[従来技術]
□以下に於いて用いる略語を定義する。
Tgニガラス遷移温度
PMDA:無水ピロメリト酸(ピロメリト酸ジ無水物)
ODPA:無水オキシシフタル酸(オキシシフタル酸ジ
無水物) Of)Aニオキシジアニリン p、a、となる様にPMDA及びODAを反応させ、こ
の反応物を所望のポリイミドを生じる様に硬化させる事
によってポリイミドを形成し、これを例えばSAMOS
デバイ□スに於けるパッシベーション用誘電体として用
いうる事は公知である。
無水物) Of)Aニオキシジアニリン p、a、となる様にPMDA及びODAを反応させ、こ
の反応物を所望のポリイミドを生じる様に硬化させる事
によってポリイミドを形成し、これを例えばSAMOS
デバイ□スに於けるパッシベーション用誘電体として用
いうる事は公知である。
これについては例えばI B M Journal o
fResearch and Development
24.268−282 (1980)を参照されたい
。本発明の共重合体系は半導体デバイスに於いて並びに
公知のメタライズド・セラミック基板と組合せて用いる
事ができる。
fResearch and Development
24.268−282 (1980)を参照されたい
。本発明の共重合体系は半導体デバイスに於いて並びに
公知のメタライズド・セラミック基板と組合せて用いる
事ができる。
上記のタイプのポリイミドは良好な誘電特性、熱的安定
性及び加熱の際の改善された強度等によって特徴付けら
れる。
性及び加熱の際の改善された強度等によって特徴付けら
れる。
[発明が解決しよう゛とする問題点]
上記従来のポリイミドはポリイミド同志の付着力及び金
属化した表面に対する付着力が脆弱であつた。また、そ
の様なポリイミドはポリアミン酸(p、a、)溶液の形
態にある場合の粘度特性が不安定であって、ウェハの表
面の様な所望の電子デバイスの表面への塗布が複雑にな
った。さらに熱で硬化させたPMDA−0,1)A重合
体は明確な’rgを呈さない。
属化した表面に対する付着力が脆弱であつた。また、そ
の様なポリイミドはポリアミン酸(p、a、)溶液の形
態にある場合の粘度特性が不安定であって、ウェハの表
面の様な所望の電子デバイスの表面への塗布が複雑にな
った。さらに熱で硬化させたPMDA−0,1)A重合
体は明確な’rgを呈さない。
従って、本発明の目的は成分比を変える事によってTg
を制御可能な状態で容易に変動させうるポリイミドを形
成するp、a、共重合体を提供する事にある。
を制御可能な状態で容易に変動させうるポリイミドを形
成するp、a、共重合体を提供する事にある。
本発明の他の目的は改善された処理性、信頼度及び付着
力と共に秀れた電気的、熱的安定性を呈する改良された
ポリイミド・パッシベーション誘電体を提供する事にあ
る。
力と共に秀れた電気的、熱的安定性を呈する改良された
ポリイミド・パッシベーション誘電体を提供する事にあ
る。
本発明の更に他の目的は、他のポリイミド層との界面に
於ける改良された貫入特性( interpenetration )を呈する熱的に
安定なポリイミドを提供し、これによって界面境界(i
nterfacial boundaries)を最小
にし、界面の応力及び欠陥を無くす事にある。
於ける改良された貫入特性( interpenetration )を呈する熱的に
安定なポリイミドを提供し、これによって界面境界(i
nterfacial boundaries)を最小
にし、界面の応力及び欠陥を無くす事にある。
本発明の他の目的は粘度の安定性が改善されたp、a、
共重合体溶液を提供する事である。
共重合体溶液を提供する事である。
[問題点を解決するための手段]
本発明はモル%で約5%ないし45%のピロメリト酸ジ
無水物、約5%ないし45%のオキシシフタル酸ジ無水
物及び約50%のオキシジアニリンよりなる、約375
℃ないし270℃のガラス遷移温度を呈するポリイミド
を形成するポリアミン酸の共重合体を提供する。
無水物、約5%ないし45%のオキシシフタル酸ジ無水
物及び約50%のオキシジアニリンよりなる、約375
℃ないし270℃のガラス遷移温度を呈するポリイミド
を形成するポリアミン酸の共重合体を提供する。
本発明の共重合体は10ないし90%の以下に示す式A
の反復ユニツ1−及び90ないし10%の弐Bの反復ユ
ニットを含む。
の反復ユニツ1−及び90ないし10%の弐Bの反復ユ
ニットを含む。
0 ()
B O。
0
[実施例]
本発明は特定の半導体応用分野に用いられる様調整しう
るp、a、共重合体/ポリイミド共重合体を提供する。
るp、a、共重合体/ポリイミド共重合体を提供する。
このp、a、共重合体/ポリイミド共重合体は、明確な
Tgを有しないものに明確なポリイミドTgを与える前
駆物質p、a、形成無水物の共重合によって生じる明確
且つ再現可能な状態で調整できる]gによって特徴付け
られる。例えば、熱的に硬化されたPMDA−ODA共
重合体は明確なTgを有しないが、0DPA−ODAポ
リイミド共重合体は約270℃のTgを有する。45:
5=50ないし25:25:50のI) M D A
−0DPA−ODAのモル・パーセント比を有する共重
合体p、a、は約?75℃ないし300℃の範囲を越す
Tgを有するポリイミドを生じる。
Tgを有しないものに明確なポリイミドTgを与える前
駆物質p、a、形成無水物の共重合によって生じる明確
且つ再現可能な状態で調整できる]gによって特徴付け
られる。例えば、熱的に硬化されたPMDA−ODA共
重合体は明確なTgを有しないが、0DPA−ODAポ
リイミド共重合体は約270℃のTgを有する。45:
5=50ないし25:25:50のI) M D A
−0DPA−ODAのモル・パーセント比を有する共重
合体p、a、は約?75℃ないし300℃の範囲を越す
Tgを有するポリイミドを生じる。
OPAの量は約50%にセットされる。この様にセット
する理由はPMDA及びOD I) Aを相関させ、化
学量論的なp、a、の形成のための基準を提供するため
である。
する理由はPMDA及びOD I) Aを相関させ、化
学量論的なp、a、の形成のための基準を提供するため
である。
本発明に用いるp、a、共重合体の独特な特性の1つは
、P M D A −01) A 41合体に少11(
のCN)PA(例えば約5モル・パーセント)しか加え
なくてもP M D A = OI) A溶液に見られ
た粘度の不安定性をなくす事ができる事である。
、P M D A −01) A 41合体に少11(
のCN)PA(例えば約5モル・パーセント)しか加え
なくてもP M D A = OI) A溶液に見られ
た粘度の不安定性をなくす事ができる事である。
理論的には本発明の共重合体としてはブロック共重合体
もしくは共重合体混合体を用いる事ができるが、特に半
導体の製造に整合された均質且つ安定な重合体系を提供
する様に含まれる材料の最も望ましい物理的特性を得る
のにランダム共重合体が最適である事が見出された。し
かしながら、この事はデバイスの製造にブロック共重合
体もしくは共重合体混合物を用いる事を排除するもので
はない。
もしくは共重合体混合体を用いる事ができるが、特に半
導体の製造に整合された均質且つ安定な重合体系を提供
する様に含まれる材料の最も望ましい物理的特性を得る
のにランダム共重合体が最適である事が見出された。し
かしながら、この事はデバイスの製造にブロック共重合
体もしくは共重合体混合物を用いる事を排除するもので
はない。
本発明のp、a、共重合体は溶剤に於いて所望のモル当
量のODAを含む溶液に対して均一な総モル比の混合し
たP M、D A −OD P Aを添加する事によっ
て調製される。溶剤は狭い範囲に限定されない。Nメチ
ル・ピロリドン(NMI))、ジメチル・アゼドアミド
(DMAC) 、ジメチル・ポルムアミド(DMF)、
ジメチル・スルホキシド(DM S O)あるいは種々
の通常の炭化水素溶剤を伴うそれらの溶剤の混合体の様
な多数の溶剤または溶剤の混合物を用いる事ができる。
量のODAを含む溶液に対して均一な総モル比の混合し
たP M、D A −OD P Aを添加する事によっ
て調製される。溶剤は狭い範囲に限定されない。Nメチ
ル・ピロリドン(NMI))、ジメチル・アゼドアミド
(DMAC) 、ジメチル・ポルムアミド(DMF)、
ジメチル・スルホキシド(DM S O)あるいは種々
の通常の炭化水素溶剤を伴うそれらの溶剤の混合体の様
な多数の溶剤または溶剤の混合物を用いる事ができる。
p、a、共重合体は典型例として通常の周囲圧力に於い
て約12ないし24時間にわたって室温の下で形成され
る。これらの条件は制限的ではなく、自由に変える事が
できる。そして大気圧より低いか、あるいは高い圧力も
また有用であると考えられる。
て約12ないし24時間にわたって室温の下で形成され
る。これらの条件は制限的ではなく、自由に変える事が
できる。そして大気圧より低いか、あるいは高い圧力も
また有用であると考えられる。
この様にして得られるp、a、共重合体溶液の固体成分
比はそれ程重要ではないが、塗布を容易にするためには
、溶液重量に対して約2.3重量%ないし30重合%の
固体である事が好ましい。
比はそれ程重要ではないが、塗布を容易にするためには
、溶液重量に対して約2.3重量%ないし30重合%の
固体である事が好ましい。
次に得られたp、a、共重合体溶液を熱処理、触媒処理
などによって硬化させる。
などによって硬化させる。
最終的な共ポリイミドはp、a、以外の中間物例えばポ
リアミド・エステル、ポリアミド・アミド等を処理する
ことによって形成する事も可能である。加熱硬化は例え
ば約10ないし30分間約120ないし160’Cに加
熱し、続いて約10ないし60分間約200ないし35
0 ℃に加熱する事によって行うことが出来る。典型的
な触媒硬の例として無水酢酸−ピリジン系に於ける脱水
がある。
リアミド・エステル、ポリアミド・アミド等を処理する
ことによって形成する事も可能である。加熱硬化は例え
ば約10ないし30分間約120ないし160’Cに加
熱し、続いて約10ないし60分間約200ないし35
0 ℃に加熱する事によって行うことが出来る。典型的
な触媒硬の例として無水酢酸−ピリジン系に於ける脱水
がある。
こはく色の粘性の材料であるp、+1.共重合体溶液は
この様にして硬化されて上記の特性を呈する所望のポリ
イミドとなる。
この様にして硬化されて上記の特性を呈する所望のポリ
イミドとなる。
本発明のp、a、共重合体溶液の最終的な硬化によって
デバイスの積層体が溶融し、安定化して界面境界(in
terfacial bound;1ries)が最も
少ない固い構造体となる。応力が緩和され、最終生成物
の品質及び信頼度が改善される。
デバイスの積層体が溶融し、安定化して界面境界(in
terfacial bound;1ries)が最も
少ない固い構造体となる。応力が緩和され、最終生成物
の品質及び信頼度が改善される。
本発明の共重合体を形成するための原料及び比較材料は
市販されているものを用いてもあるいは通常の方法で合
成されてもよい。
市販されているものを用いてもあるいは通常の方法で合
成されてもよい。
ピロメトリ酸ジ無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン
酸ジ無水物及び4.4′−オキシジアニリンを使用前に
2度昇華させた。
酸ジ無水物及び4.4′−オキシジアニリンを使用前に
2度昇華させた。
オキシシフタル ジ価水物の調製
スデスju 3.3′、4.4′−テ1〜ラメチルジフ
ェニル・エーテルの調製 加熱手段、磁気攪拌手段、温度計 及び還流凝縮器を備えたIQ入りの 三首フラスコに122g (1,00 モル)の3.4−ジメチルフェノー ル及び57g (1,01モ/L/)(7)KOHを入
れた。混合体を15分間約 140℃に加熱し、フェノールを解 かし、カリウム塩の溶液を作った。
ェニル・エーテルの調製 加熱手段、磁気攪拌手段、温度計 及び還流凝縮器を備えたIQ入りの 三首フラスコに122g (1,00 モル)の3.4−ジメチルフェノー ル及び57g (1,01モ/L/)(7)KOHを入
れた。混合体を15分間約 140℃に加熱し、フェノールを解 かし、カリウム塩の溶液を作った。
混合体を100℃に冷却し、185
g (1,C)モル’、135mfl ) (7)4ブ
ロム−0−キシレン(Aldrich社、25%の3ブ
ロム−O−キシレンを 含量)及び0.5gの銅の微粉を添 加した。混合体を1.5時間還流さ せた。還流凝縮器を蒸留頭部を有す る40craのVigreaux columnに置き
換えた。水及びブロムキシレンの澗 合体を、ポット温度が220℃に達 するまで蒸留した。反応混合体を冷 却し、800mQのIM、KOH水 溶液にそそぎ込み、濾過し、2部の 50011IQのC112CQ 、を用いて抽出を行っ
た。CH□CQ2をフラッシュ蒸発によって除去し、生
成体を2段階 で蒸留した。80−11.0℃712 側からの沸とう分はほとんどブロム キシレンであった。エーテル沸とう 分は120−16Q℃/ 1. 、511111から生
じ、蒸留の際に結晶化し155 g (68,5%)のテトラメチルジ フェニル・エーテルを生じた。
ロム−0−キシレン(Aldrich社、25%の3ブ
ロム−O−キシレンを 含量)及び0.5gの銅の微粉を添 加した。混合体を1.5時間還流さ せた。還流凝縮器を蒸留頭部を有す る40craのVigreaux columnに置き
換えた。水及びブロムキシレンの澗 合体を、ポット温度が220℃に達 するまで蒸留した。反応混合体を冷 却し、800mQのIM、KOH水 溶液にそそぎ込み、濾過し、2部の 50011IQのC112CQ 、を用いて抽出を行っ
た。CH□CQ2をフラッシュ蒸発によって除去し、生
成体を2段階 で蒸留した。80−11.0℃712 側からの沸とう分はほとんどブロム キシレンであった。エーテル沸とう 分は120−16Q℃/ 1. 、511111から生
じ、蒸留の際に結晶化し155 g (68,5%)のテトラメチルジ フェニル・エーテルを生じた。
ステップ2)3.3′、4.4′−オキシシフタル酸の
調製 3つの水凝縮器、大型の磁気攪拌 手段、加熱手段を備えた2Qの反応 容器に72g (0,318モル)の テトラメチルジフェニル・ニー−rJLiを入れた。a
oomAのピリジンと 200IIIQの水を加えた。混合物を還流させた。2
00g (1,27モ ル)のK M n O4を少量の水と共に凝縮器に沿っ
て流下させた。
調製 3つの水凝縮器、大型の磁気攪拌 手段、加熱手段を備えた2Qの反応 容器に72g (0,318モル)の テトラメチルジフェニル・ニー−rJLiを入れた。a
oomAのピリジンと 200IIIQの水を加えた。混合物を還流させた。2
00g (1,27モ ル)のK M n O4を少量の水と共に凝縮器に沿っ
て流下させた。
過マンガン酸変色(discoloration)後、
溶液を冷却し、MnO2を真空濾 過した。溶剤をフラッシュ蒸発させ、 再循環させた。溶液の全体積を25 0+lとした。残留物をIQの5% N a OHに於いて溶解し、還流させるべく加熱し、
200gのK M n O4を用いて酸化した。添加が
完すした 時点で溶液を30分間還流させ、数 IIIQのエタノールで変色させ、冷却しそして再濾過
した。濾過物を濃H CQでp H1まで酸性化し、冷却し、沈殿した酸を濾
過によって収集し、 2冷水で洗った。この沈殿物(約
70 g)をIQの湯に於いて懸濁させ、 1時間90℃に於いて然成させ、冷 却し、再濾過し、デシケータに於い て真空の下で乾燥させる事によって 67g (0,19モル、60%)の 酸を得た。
溶液を冷却し、MnO2を真空濾 過した。溶剤をフラッシュ蒸発させ、 再循環させた。溶液の全体積を25 0+lとした。残留物をIQの5% N a OHに於いて溶解し、還流させるべく加熱し、
200gのK M n O4を用いて酸化した。添加が
完すした 時点で溶液を30分間還流させ、数 IIIQのエタノールで変色させ、冷却しそして再濾過
した。濾過物を濃H CQでp H1まで酸性化し、冷却し、沈殿した酸を濾
過によって収集し、 2冷水で洗った。この沈殿物(約
70 g)をIQの湯に於いて懸濁させ、 1時間90℃に於いて然成させ、冷 却し、再濾過し、デシケータに於い て真空の下で乾燥させる事によって 67g (0,19モル、60%)の 酸を得た。
ステップ3)オキシシフタル酸ジ無水物の調製133g
の乾燥した酸を250m12 の無水酢酸に於いて懸濁させ、混合 体を4時間還流した。この時点に於 いて、約200InQの液体が蒸留さ れ、残留固体を回転蒸発器に於いて 乾燥させた。乾燥した固体をアセト ンに溶解し、活性炭で処理し、濾過 し、アセトンをフラッシュ蒸発させ た。残留する無水物を226℃に於 いて溶融した。
の乾燥した酸を250m12 の無水酢酸に於いて懸濁させ、混合 体を4時間還流した。この時点に於 いて、約200InQの液体が蒸留さ れ、残留固体を回転蒸発器に於いて 乾燥させた。乾燥した固体をアセト ンに溶解し、活性炭で処理し、濾過 し、アセトンをフラッシュ蒸発させ た。残留する無水物を226℃に於 いて溶融した。
重合体及び共重合体の調製
NMPもしくは体積比80:20のM N I) −3
olvesso 100 (Cm E、 Bradle
y Labs、の製品)のいずれかに重量比16ないし
20 ’X、の固体の溶液として重合体及び共重合体を
調製した。これらの溶液は磁気攪拌手段もしくはロール
・ミルを用いて溶剤に適量の昇華4.4′−オキシジア
ニリンを溶解し、モル当量の適当な無水物混合体を固体
として添加する事によって調製された。無水物の溶解が
完了するまでその溶液を混合した(約16時間)。
olvesso 100 (Cm E、 Bradle
y Labs、の製品)のいずれかに重量比16ないし
20 ’X、の固体の溶液として重合体及び共重合体を
調製した。これらの溶液は磁気攪拌手段もしくはロール
・ミルを用いて溶剤に適量の昇華4.4′−オキシジア
ニリンを溶解し、モル当量の適当な無水物混合体を固体
として添加する事によって調製された。無水物の溶解が
完了するまでその溶液を混合した(約16時間)。
この様にして、例えば共重合体Eが28711IQのM
NPに27.’7137g (0,13840モル)の
オキシジアニリンを溶解する事によって形成された。溶
解が完了した時に、18.1155g (0,0830
4モル)のピロメリト酸ジ無水物及び17.1707g
(0,055360モル)のオキシシフタル酸ジ無水
物を添加し、その懸濁液を室温に於いて一昼夜混合した
。この溶液の粘度は25℃に於いて21日間47ストー
クス±2であった。他の重合体及び共重合体も同様の方
法で調整した。
NPに27.’7137g (0,13840モル)の
オキシジアニリンを溶解する事によって形成された。溶
解が完了した時に、18.1155g (0,0830
4モル)のピロメリト酸ジ無水物及び17.1707g
(0,055360モル)のオキシシフタル酸ジ無水
物を添加し、その懸濁液を室温に於いて一昼夜混合した
。この溶液の粘度は25℃に於いて21日間47ストー
クス±2であった。他の重合体及び共重合体も同様の方
法で調整した。
倒−
複数のp、a、重合体及びランダム共重合体(以下単に
重合体と云う事がある)を、広い範囲の混合した無水物
の比によって調製した。
重合体と云う事がある)を、広い範囲の混合した無水物
の比によって調製した。
均質な全モル比の混合したI) M +)Δ−01−)
I) A無水物をNMPに於けるモル当量のODAを
含む溶液に添加する事によって共重合体を調製した。
I) A無水物をNMPに於けるモル当量のODAを
含む溶液に添加する事によって共重合体を調製した。
本発明の共重合体を作る場合、1:Iに近い無水物−ア
ミン化学量論比を維持する事が望ましい。
ミン化学量論比を維持する事が望ましい。
さもないと、粘度の差異が生じる事がある。
混合した無水物は10%ないし90%の01) PAの
10%モル増分に於いて形成した。共−1【合体及び重
合体は20%固体の溶液として調1112 L/た。
10%モル増分に於いて形成した。共−1【合体及び重
合体は20%固体の溶液として調1112 L/た。
各形成工程に於いて、所望のポリイミドを生じる様に後
述の条件でもって加熱硬化させたこはく色の粘性の材料
を生じた。次の表に於いて一連の共重合体の概要を示す
。全てのモル%値は全無水物に関する値であって、よっ
て10%OD IJ A値は5モル%0DPA、45モ
ル%I) M D A並びに50モル%ODAを含む共
重合体に対応する事を理解されたい。
述の条件でもって加熱硬化させたこはく色の粘性の材料
を生じた。次の表に於いて一連の共重合体の概要を示す
。全てのモル%値は全無水物に関する値であって、よっ
て10%OD IJ A値は5モル%0DPA、45モ
ル%I) M D A並びに50モル%ODAを含む共
重合体に対応する事を理解されたい。
表 1
重合体 モル%PMDA モル%○DPA Tg(20
0℃まで硬化後)A 100 0 390℃ 8、 90 10 375 0 80 m20 355 D 70 m30 340 E 60 m40 320 F 50 m50 302 G 40 60 302(192β) H3070294(192β) I 20 80 267 (192β)J 10 90
272(200β) K O100270(196β) *好ましい値 j。
0℃まで硬化後)A 100 0 390℃ 8、 90 10 375 0 80 m20 355 D 70 m30 340 E 60 m40 320 F 50 m50 302 G 40 60 302(192β) H3070294(192β) I 20 80 267 (192β)J 10 90
272(200β) K O100270(196β) *好ましい値 j。
退ニー4
A 9.9 1.0 0.3 0.E;B 9.9 0
.8 0.3 1.0 G 12.5 0.5 0.2 0.8D 9.2 0
.5 0.2 1.5 E 9.8 1.0 1.8 0.2 1.6F 9.
2 0.4 1.3 0.2 1.9K 10.4 0
.5 0.8 E;、:3表3 (重合体フィルムの引張力特性) A 28K 60 G 25 K 55 0 22K 57 F、 25 K 80 F 14K 20 (薄膜) K 20K 65 個−ユ失 A〜90℃秀 D〜100℃秀 E〜115℃秀 F〜125℃秀 上記の表に於いて共重合体B −、Jが本発明の範囲内
の共重合体であって、重合体A及びKはその範囲外のも
のである。
.8 0.3 1.0 G 12.5 0.5 0.2 0.8D 9.2 0
.5 0.2 1.5 E 9.8 1.0 1.8 0.2 1.6F 9.
2 0.4 1.3 0.2 1.9K 10.4 0
.5 0.8 E;、:3表3 (重合体フィルムの引張力特性) A 28K 60 G 25 K 55 0 22K 57 F、 25 K 80 F 14K 20 (薄膜) K 20K 65 個−ユ失 A〜90℃秀 D〜100℃秀 E〜115℃秀 F〜125℃秀 上記の表に於いて共重合体B −、Jが本発明の範囲内
の共重合体であって、重合体A及びKはその範囲外のも
のである。
上記材料の各々を2時間ガラスウール(ガラス綿)の上
で200℃で硬化させた後に゛1゛1ζ温度について評
価した。この方法はTg値の分析が容易な実験室的な技
法である。この]゛g分析はダイナミック・メカニカル
分析法(DMA)を用いて25℃ないし500℃の温度
範囲で行った。
で200℃で硬化させた後に゛1゛1ζ温度について評
価した。この方法はTg値の分析が容易な実験室的な技
法である。この]゛g分析はダイナミック・メカニカル
分析法(DMA)を用いて25℃ないし500℃の温度
範囲で行った。
その結果を上の表及び図面のグラフに示す。更に上の表
には重合体A及びKに関するデータと共に、本発明の共
重合体の熱重量 (thermogravametric)安定度値、本
発明のいくつかの共重合体フィルムの引張力特性並びに
ギャップ充填に関する共重合体の評価及び本発明のいく
つかの共重合体に関する分極温度が示されている。
には重合体A及びKに関するデータと共に、本発明の共
重合体の熱重量 (thermogravametric)安定度値、本
発明のいくつかの共重合体フィルムの引張力特性並びに
ギャップ充填に関する共重合体の評価及び本発明のいく
つかの共重合体に関する分極温度が示されている。
生成されたポリイミド重合体及び共重合体のサンプルは
Tgの安定度をモニタする際に25℃ないし400℃の
範囲で温度を@環させた。これらの分析結果を以下に於
いて説明する。
Tgの安定度をモニタする際に25℃ないし400℃の
範囲で温度を@環させた。これらの分析結果を以下に於
いて説明する。
重合体Aについては、200℃まで硬化させると、この
ポリイミドは390℃に於いてTgを呈した。しかしな
がら、重合体Aのサンプルを25℃まで冷却し、再び4
00℃まで加熱した場合、Tgは消失した。この現象は
重合体の交差結合に!Lrb゛6° 。
ポリイミドは390℃に於いてTgを呈した。しかしな
がら、重合体Aのサンプルを25℃まで冷却し、再び4
00℃まで加熱した場合、Tgは消失した。この現象は
重合体の交差結合に!Lrb゛6° 。
10ないし50%の0DPAを含む共重合体は単一のT
gを呈するが、Tgは添加された0DPAの量に比例す
る事、Tgは390℃ないし302℃の範囲にわたって
変動しうる事並びにこの範囲に於いてはTg対組成%の
グラフが線形である事等が見出された。
gを呈するが、Tgは添加された0DPAの量に比例す
る事、Tgは390℃ないし302℃の範囲にわたって
変動しうる事並びにこの範囲に於いてはTg対組成%の
グラフが線形である事等が見出された。
25℃ないし400℃の温度サイクルに於いて、この一
群の重合体及び共重合体の温度安定度もまた注目に値す
る。何故ならば、その重合体及び共重合体を次の3つの
サブグループに分ヲxjする111ができるからである
。
群の重合体及び共重合体の温度安定度もまた注目に値す
る。何故ならば、その重合体及び共重合体を次の3つの
サブグループに分ヲxjする111ができるからである
。
(1)PMDAのみもしくは10%のOD i) Aを
含む重合体:とれらの材料は上記の様な加熱サイクルに
於いて変化し、最初に示したTg (375℃ないし3
90℃)が消失する。このシフトは高温に於いて生じる
。
含む重合体:とれらの材料は上記の様な加熱サイクルに
於いて変化し、最初に示したTg (375℃ないし3
90℃)が消失する。このシフトは高温に於いて生じる
。
(2)20ないし30モル%のOD I) Aを含む重
合体:上述の様な加熱サイクルが用いられる場合も、こ
れら重合体が最初に呈した′1゛gを保持する。
合体:上述の様な加熱サイクルが用いられる場合も、こ
れら重合体が最初に呈した′1゛gを保持する。
(3)40ないし50モル%のOD 1+ Aを含む重
合体:この重合体は上述の様な加熱サイクルに於いてT
gの上昇シフ1〜を呈する。25℃ないし400℃を5
サイクル行なう事によって、初期のTgよりも+30℃
Tg値がシフトする。
合体:この重合体は上述の様な加熱サイクルに於いてT
gの上昇シフ1〜を呈する。25℃ないし400℃を5
サイクル行なう事によって、初期のTgよりも+30℃
Tg値がシフトする。
50%0DPAレベルより」二では0DPAのパーセン
1−とTgの間の線形性が変化する。60ないし70%
の0DPAを含有する重合体の場合、2つの遷移がある
。1つは約190℃に於けるもの(β遷移)であり、他
は302℃及び294℃の間のものである。前述の加熱
サイクルを行なう場合、両者の遷移は消え、これは重合
体の網状構造(network)に劇的な再配列が生じ
た事を示唆する。
1−とTgの間の線形性が変化する。60ないし70%
の0DPAを含有する重合体の場合、2つの遷移がある
。1つは約190℃に於けるもの(β遷移)であり、他
は302℃及び294℃の間のものである。前述の加熱
サイクルを行なう場合、両者の遷移は消え、これは重合
体の網状構造(network)に劇的な再配列が生じ
た事を示唆する。
80ないし100%のOD ’P Aを含む重合体も2
つの遷移を示す。1つは約200℃に於けるもの、他は
270℃に於けるものであって、再加熱されると、下方
の遷移が消え、270℃のTgは増強される。
つの遷移を示す。1つは約200℃に於けるもの、他は
270℃に於けるものであって、再加熱されると、下方
の遷移が消え、270℃のTgは増強される。
以上のデータは成る範囲のTg安定度が存在する事並び
にこの範囲が半導体プロセスに有用な範囲である事を明
確にした。
にこの範囲が半導体プロセスに有用な範囲である事を明
確にした。
Tgが約300℃ないし350℃の範囲の20ないし5
0%の0DPAを含む重合体CないしFは、’rgが混
和性及び接着親和性を改善する事からして、本発明に於
いて最も好ましい重合体である。
0%の0DPAを含む重合体CないしFは、’rgが混
和性及び接着親和性を改善する事からして、本発明に於
いて最も好ましい重合体である。
BTDA−PMDA−ODA共重合体もまた無水物の組
成パーセントに対するTgの線形変動を呈した。図示し
たグラフ2の勾配はOI) P A共重合体を用いる場
合のグラフ1よりも当らかに小さい。0DPA共重合体
はより高いOD P A濃度領域に於いては非線形にな
り、B T D A Jl、il’(合体はより低いB
TDA濃度に於いて′rgに於ける逸脱状態を呈した。
成パーセントに対するTgの線形変動を呈した。図示し
たグラフ2の勾配はOI) P A共重合体を用いる場
合のグラフ1よりも当らかに小さい。0DPA共重合体
はより高いOD P A濃度領域に於いては非線形にな
り、B T D A Jl、il’(合体はより低いB
TDA濃度に於いて′rgに於ける逸脱状態を呈した。
−p、a、重合体及び共重合体の溶液の粘度の安定性に
ついて調整した。その結果、重合体へと0DPAを含有
する重合体との間に劇的な差が見出された。重合体Aの
溶液の場合、成る期間にわたって最小値まで粘度が低下
したのち上昇した。こ゛の事は明らかに製造上の問題を
生じる。何故ならば、この粘度の降下によって、均一な
数置を制御するための塗布パラメータが変化するからで
ある。
ついて調整した。その結果、重合体へと0DPAを含有
する重合体との間に劇的な差が見出された。重合体Aの
溶液の場合、成る期間にわたって最小値まで粘度が低下
したのち上昇した。こ゛の事は明らかに製造上の問題を
生じる。何故ならば、この粘度の降下によって、均一な
数置を制御するための塗布パラメータが変化するからで
ある。
重合体A、C,D、E及びFから溶液を作り、これらの
溶液をCannon Fen5ke Vjscosit
y法を用いて104日間モニタした。重合体Aは25℃
に於いて2週間で50%以上の粘度低下を呈した。
溶液をCannon Fen5ke Vjscosit
y法を用いて104日間モニタした。重合体Aは25℃
に於いて2週間で50%以上の粘度低下を呈した。
−右型合体C,D、E及びFは急速な粘度の低下に続い
て、より長い期間(2−4週間)粘度の安定を示した。
て、より長い期間(2−4週間)粘度の安定を示した。
粘度安定期間の長さは粘度それ自体によって変動した。
即ちより低粘度の溶液がより長期間の安定度を呈した。
この相違点は系に於ける優先的イミド化(prefer
ential 1m1dization)の結果ではな
い。
ential 1m1dization)の結果ではな
い。
熱重量分析(thermogravametric a
nalysis ” TGA)於いて重合体BないしF
は重合体Aに類似した熱的特性を呈した。すなわち半導
体デバイスの製造に不可欠である重合体Aの秀れた熱的
安定性を呈した。
nalysis ” TGA)於いて重合体BないしF
は重合体Aに類似した熱的特性を呈した。すなわち半導
体デバイスの製造に不可欠である重合体Aの秀れた熱的
安定性を呈した。
本発明の共重合体は秀れた半導体用の誘電体で 1あり
、良好な熱的安定性を有する。TGAを種々の共重合体
について実施した。そのデータを表2に示す。p、a、
溶液の複数のサンプルを200℃まで硬化処理した。窒
素雰囲気に於いてサンプルを所定の時間増分について種
々の温度に維持した。分解を質量損失(%)として示し
、重合体へに類似した市販の重合体と比較した。データ
によると、0DPAが50%まで含まれる共重合体は4
50℃までは重合体Aに対応する市販の重合体との差は
小さい。500℃に於いては、より多量の0DPA (
60−90%)を含有する重合体に於いて、分解の僅少
な増加(1−2%)が児らJi。
、良好な熱的安定性を有する。TGAを種々の共重合体
について実施した。そのデータを表2に示す。p、a、
溶液の複数のサンプルを200℃まで硬化処理した。窒
素雰囲気に於いてサンプルを所定の時間増分について種
々の温度に維持した。分解を質量損失(%)として示し
、重合体へに類似した市販の重合体と比較した。データ
によると、0DPAが50%まで含まれる共重合体は4
50℃までは重合体Aに対応する市販の重合体との差は
小さい。500℃に於いては、より多量の0DPA (
60−90%)を含有する重合体に於いて、分解の僅少
な増加(1−2%)が児らJi。
た。重合体K c−i−1時間後指当量の分子Wを示し
た。
た。
600℃に於いては全ての系に於いて相当Ji1、の分
解が生じた。データによると、450℃以下では熱的効
果は見られなかった。よって、本発明の共重合体は従来
技術に於いて通常用いられる様な処理温度に於いて高度
に安定である事が分った。
解が生じた。データによると、450℃以下では熱的効
果は見られなかった。よって、本発明の共重合体は従来
技術に於いて通常用いられる様な処理温度に於いて高度
に安定である事が分った。
本発明の共重合体のいくつかについてブランケット被覆
品質テスト及び電気的分極テストを行った。その結果を
表4に示す。
品質テスト及び電気的分極テストを行った。その結果を
表4に示す。
テストした3つの共重合体は重合体へに対応する市販の
重合体と同等もしくはより秀れたブランケット被覆性を
一呈した。
重合体と同等もしくはより秀れたブランケット被覆性を
一呈した。
テストした全ての共重合体の電気的分極温度は共重合体
Aに相当する市販の重合体よりも相当良好(より高い)
ものであった。表4に示す分極温度は±5ボルトの平衝
工/■ループの相当な歪曲が生じたおよその温度を示す
。その温度が高ければ高い程、その材料が相対的分極に
関してより良好な材料である事を示す。
Aに相当する市販の重合体よりも相当良好(より高い)
ものであった。表4に示す分極温度は±5ボルトの平衝
工/■ループの相当な歪曲が生じたおよその温度を示す
。その温度が高ければ高い程、その材料が相対的分極に
関してより良好な材料である事を示す。
本発明の共重合体のいくつかを通常の方法で引張力及び
破壊時の伸びについてテストした。そのデータを表3に
示す。このデータによると、本発明の共重合体は重合体
Aに相極する市販の重合体と極めて類似した特性を示す
事が分った。
破壊時の伸びについてテストした。そのデータを表3に
示す。このデータによると、本発明の共重合体は重合体
Aに相極する市販の重合体と極めて類似した特性を示す
事が分った。
[発明の効果コ
本発明によって付着力の大きい秀れた電気的、熱的安定
性を呈する改良された、特に半導体デバイスの製造に用
いるパッシベーション層に適した材料が提供される。
性を呈する改良された、特に半導体デバイスの製造に用
いるパッシベーション層に適した材料が提供される。
図はPMDA共重合体−無水物混合体に於ける0DPA
(もしくはBTDA)のモル%刻共重合体のガラス遷
移温度Tgに関するグラフである。 1・・・・l) M l) A −01) 1.)Δ−
01〕Δ系のグラフ、2・・・・PMDA−BTDA−
ODA系のグラフ。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人 弁理士 岡 III 次 生 (外1名)
(もしくはBTDA)のモル%刻共重合体のガラス遷
移温度Tgに関するグラフである。 1・・・・l) M l) A −01) 1.)Δ−
01〕Δ系のグラフ、2・・・・PMDA−BTDA−
ODA系のグラフ。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人 弁理士 岡 III 次 生 (外1名)
Claims (1)
- モル・パーセントで5%ないし45%の無水ピロメリト
酸と、5%ないし45%の無水オキシジブタル酸と、5
0%のオキシジアニリンとを含有するポリアミン酸共重
合体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/566,933 US4590258A (en) | 1983-12-30 | 1983-12-30 | Polyamic acid copolymer system for improved semiconductor manufacturing |
US566933 | 1990-08-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60147441A true JPS60147441A (ja) | 1985-08-03 |
JPH0130853B2 JPH0130853B2 (ja) | 1989-06-22 |
Family
ID=24265040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59243549A Granted JPS60147441A (ja) | 1983-12-30 | 1984-11-20 | ポリアミック酸共重合体の作製方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4590258A (ja) |
EP (1) | EP0154720B1 (ja) |
JP (1) | JPS60147441A (ja) |
DE (1) | DE3469631D1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010132725A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Hitachi Cable Ltd | 絶縁塗料及び絶縁電線 |
JP2010189510A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Hitachi Cable Ltd | 絶縁塗料及び絶縁電線 |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3566483D1 (en) * | 1984-06-30 | 1988-12-29 | Akzo Gmbh | Flexible polyimide multilayer laminate |
DE3506524A1 (de) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Flexible polyimid-mehrschichtlaminate |
DE3506526A1 (de) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Gedrucktes schaltelement mit polyimid enthaltender deckschicht |
EP0274465A1 (en) * | 1986-07-02 | 1988-07-20 | General Electric Company | Aryl-diethers |
US4830706A (en) * | 1986-10-06 | 1989-05-16 | International Business Machines Corporation | Method of making sloped vias |
US5202411A (en) * | 1990-04-06 | 1993-04-13 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Tri-component polyimide composition and preparation thereof |
US5114757A (en) * | 1990-10-26 | 1992-05-19 | Linde Harold G | Enhancement of polyimide adhesion on reactive metals |
US5219977A (en) * | 1990-12-17 | 1993-06-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Tetrapolyimide film containing oxydipthalic dianhydride |
US5114754A (en) * | 1991-01-14 | 1992-05-19 | International Business Machines Corporation | Passivation of metal in metal/polyimide structures |
US5194928A (en) * | 1991-01-14 | 1993-03-16 | International Business Machines Corporation | Passivation of metal in metal/polyimide structure |
US5248760A (en) * | 1991-01-25 | 1993-09-28 | Unc At Charlotte | Chemically cured low temperature polyimides |
JP3526829B2 (ja) | 1999-01-21 | 2004-05-17 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | ポリアミド酸エステル |
US6458630B1 (en) * | 1999-10-14 | 2002-10-01 | International Business Machines Corporation | Antifuse for use with low k dielectric foam insulators |
US6444783B1 (en) | 2000-12-21 | 2002-09-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Melt-processible semicrystalline block copolyimides |
US6476177B2 (en) | 2000-12-21 | 2002-11-05 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Melt-processible, thermoplastic random copolyimides having recoverable crystallinity and associated processes |
US6469126B1 (en) | 2000-12-21 | 2002-10-22 | E. I. Du Pont De Nmeours And Company | Melt-processible, thermoplastic random copolyimides having recoverable crystallinity and associated processes |
US6476182B1 (en) | 2000-12-21 | 2002-11-05 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Melt-processible, thermoplastic random copolyimides having recoverable crystallinity and associated processes |
US7381099B1 (en) * | 2006-02-08 | 2008-06-03 | American Power Conversion Corporation | Equipment door perforation penetrating connector |
US20090075080A1 (en) * | 2007-09-19 | 2009-03-19 | General Electric Company | Coated fiber and method for making the coated fiber |
CN102936341A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-02-20 | 宁波今山电子材料有限公司 | 聚酰亚胺树脂的合成方法 |
US10224258B2 (en) * | 2013-03-22 | 2019-03-05 | Applied Materials, Inc. | Method of curing thermoplastics with microwave energy |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE28676C (de) * | J. HESELWOOD in Leeds, England | Waschmaschine | ||
US3179634A (en) * | 1962-01-26 | 1965-04-20 | Du Pont | Aromatic polyimides and the process for preparing them |
US3264250A (en) * | 1963-12-18 | 1966-08-02 | Du Pont | Copolymeric polyamide-acids and polyimides |
US4048142A (en) * | 1974-10-11 | 1977-09-13 | General Electric Company | Polyetherimides |
US4454276A (en) * | 1982-01-08 | 1984-06-12 | Kanegafuchi Chkagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Polyamide acid composition for preparing polyimide and process for preparing polyimide from the same |
-
1983
- 1983-12-30 US US06/566,933 patent/US4590258A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59243549A patent/JPS60147441A/ja active Granted
- 1984-12-27 EP EP84116317A patent/EP0154720B1/en not_active Expired
- 1984-12-27 DE DE8484116317T patent/DE3469631D1/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010132725A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Hitachi Cable Ltd | 絶縁塗料及び絶縁電線 |
JP2010189510A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Hitachi Cable Ltd | 絶縁塗料及び絶縁電線 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0130853B2 (ja) | 1989-06-22 |
EP0154720B1 (en) | 1988-03-02 |
EP0154720A1 (en) | 1985-09-18 |
DE3469631D1 (en) | 1988-04-07 |
US4590258A (en) | 1986-05-20 |
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