JPS60246653A - ポリイミド・パタ−ンの形成方法 - Google Patents
ポリイミド・パタ−ンの形成方法Info
- Publication number
- JPS60246653A JPS60246653A JP10314084A JP10314084A JPS60246653A JP S60246653 A JPS60246653 A JP S60246653A JP 10314084 A JP10314084 A JP 10314084A JP 10314084 A JP10314084 A JP 10314084A JP S60246653 A JPS60246653 A JP S60246653A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- polyimide
- polyimide precursor
- film
- photosensitive
- 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.)
- Granted
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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〕
本発明は感光性ポリイミド前駆体を用いて、現像残膜の
ないポリイミド・パターンを形成する方法に関するもの
である。
ないポリイミド・パターンを形成する方法に関するもの
である。
ポリイミド前駆体に感光性を付与した感光性ポリイミド
前駆体を用いてポリイミド・ノ々ターンを形成すること
は、特公昭49−17374.米国特許5,957,5
12.米国特許4,040,8619%開昭52−13
315などの記載の通り公知である。かかる耐熱性感光
月料は、半導体工業における固体素子の多層配線の層間
あるいけビツシベーション層として有用である。これら
の用途では、下部配線と上部配線の導通あるいは下部配
線と外部リードの導通のために絶縁間あるいは7でソン
ベーション層にスルーホールを形成する必要がある。
前駆体を用いてポリイミド・ノ々ターンを形成すること
は、特公昭49−17374.米国特許5,957,5
12.米国特許4,040,8619%開昭52−13
315などの記載の通り公知である。かかる耐熱性感光
月料は、半導体工業における固体素子の多層配線の層間
あるいけビツシベーション層として有用である。これら
の用途では、下部配線と上部配線の導通あるいは下部配
線と外部リードの導通のために絶縁間あるいは7でソン
ベーション層にスルーホールを形成する必要がある。
スルーホールは。
(1) 下部配線形成ずみの固体素子に感光性ポリイミ
ド前駆体の膜を形成する。
ド前駆体の膜を形成する。
(2) スルーホール部をマスクして露光する。
(3) 現像液で未露光のスルーホール部を溶解除去す
る。
る。
(4) 熱仇即することによりイミド化する。
の工程を終ることにより形成される。しかし、この方法
でスルーホールを形成する場合、現像の許容幅が比較的
狭いために、往々にしてスルーホール部に現像残膜が残
り、上・下記線間の導通あるいは下部配線と外部リード
との間の導通が不良となることがある。
でスルーホールを形成する場合、現像の許容幅が比較的
狭いために、往々にしてスルーホール部に現像残膜が残
り、上・下記線間の導通あるいは下部配線と外部リード
との間の導通が不良となることがある。
かかる間眺を解決する一つの方法が特開昭56−224
28に記載されている。
28に記載されている。
該方法は現像して得たポリイミド前駆体のパターンを加
熱することにより、完全にポリイミドのパターンに変換
後、ポリイミドのエツチング剤で処理し、未露光部に残
存しているポリイミド薄膜を除去している。この方法は
ポリイミドのパターンに変換後、エツチング処理するた
め、カセイアルカリやヒドラジン系の強力なポリイミド
のエツチング剤で処理する必要があった。アルカリ金属
は半導体素子の特性に悪影響を与え、ヒドラジン系の強
力なポリイミドのエツチング剤は一般的に毒性が強いと
いう欠点を有していた。またエツチング剤としてアミン
化合物やアミノ上1′ロキ/化合物を使用した場合はエ
ツチング速席が遅く残膜景が多い場合は適用し難いとい
う欠点がちつ/乙−0〔発明が解決しようとする問題点
〕 本発明の目的は上記欠点のないものすなわち。
熱することにより、完全にポリイミドのパターンに変換
後、ポリイミドのエツチング剤で処理し、未露光部に残
存しているポリイミド薄膜を除去している。この方法は
ポリイミドのパターンに変換後、エツチング処理するた
め、カセイアルカリやヒドラジン系の強力なポリイミド
のエツチング剤で処理する必要があった。アルカリ金属
は半導体素子の特性に悪影響を与え、ヒドラジン系の強
力なポリイミドのエツチング剤は一般的に毒性が強いと
いう欠点を有していた。またエツチング剤としてアミン
化合物やアミノ上1′ロキ/化合物を使用した場合はエ
ツチング速席が遅く残膜景が多い場合は適用し難いとい
う欠点がちつ/乙−0〔発明が解決しようとする問題点
〕 本発明の目的は上記欠点のないものすなわち。
現像残膜の除去並びに毒性の弱いエッチ/り剤で処理す
る方法を提供せんとするものである。
る方法を提供せんとするものである。
すなわち本発明は、基板上にポリイミド・パターンを形
成する方法において。
成する方法において。
(1)基板上に感光性ポリイミド前駆体の膜を形成する
。
。
O) パターン状の光を照射し、ついで現像する。
80%のポリイミドのパターンに変換する。
の各工程からなることを特徴とするポリイミド・パター
ンの形成方法に関するものである。
ンの形成方法に関するものである。
本発明で用いらハる感光性ポリイミド前駆体とは、感光
性基を化学結合を介して結合したか、あるいは感光性化
合物を混合したポリイミド前駆体である。
性基を化学結合を介して結合したか、あるいは感光性化
合物を混合したポリイミド前駆体である。
化学結合を介してポリイミド前駆体に結合される感光性
基としては、光により二重化又は重合可能な炭素−炭素
二重結合を有する基が最も代表的で、ビニル基、アクリ
ル基、メタクリル基、アリル基、メタリル基を有する基
が好例として挙げられる。これらの感光性基はエステル
結合、アミド結合、イミド結合などを介してポリイミド
前駆体と結合することが出来る。エステル結合を介して
感光性基を導入する方法は1周知の方法たとえば米国特
許3.957.512 に示されている方法などが適用
できる。
基としては、光により二重化又は重合可能な炭素−炭素
二重結合を有する基が最も代表的で、ビニル基、アクリ
ル基、メタクリル基、アリル基、メタリル基を有する基
が好例として挙げられる。これらの感光性基はエステル
結合、アミド結合、イミド結合などを介してポリイミド
前駆体と結合することが出来る。エステル結合を介して
感光性基を導入する方法は1周知の方法たとえば米国特
許3.957.512 に示されている方法などが適用
できる。
混合することによりポリイミド前駆体を感光化しうる感
光性化合物として9重クロム酸塩、キノンジアジド、ビ
スアジド、ビニル基を有するアミン化合物、アジド基を
有するアミノ化合物などが例として挙げられる。具体的
な感光性ポリイミド前駆体の組成としては、たとえば特
公昭49−17374、特開昭52−13615などに
記載されているものを挙けることができる。ポリイミド
前駆体とビニル基、アンド基あるいはその他の感光基を
有するアミン化合物との混合物からなる感光性ポリイミ
ド前駆体がとくに女子ましい例として挙けられる。。
光性化合物として9重クロム酸塩、キノンジアジド、ビ
スアジド、ビニル基を有するアミン化合物、アジド基を
有するアミノ化合物などが例として挙げられる。具体的
な感光性ポリイミド前駆体の組成としては、たとえば特
公昭49−17374、特開昭52−13615などに
記載されているものを挙けることができる。ポリイミド
前駆体とビニル基、アンド基あるいはその他の感光基を
有するアミン化合物との混合物からなる感光性ポリイミ
ド前駆体がとくに女子ましい例として挙けられる。。
ポリイミド前駆体としては、ピロノリット酸無水物やベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸無水物などのテトラカル
ボン酸二無水物とジアミノジフェニルエーテル、ジアミ
ノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルメタン、ろ
、4.4’−)リアミノジフエナルエーテノシ、4,4
’ −ジアミノ−6−モツアミドージフエニルエーテル
などのジアミンからなるポリイミド前駆体が例として挙
けられるが。
ンゾフェノンテトラカルボン酸無水物などのテトラカル
ボン酸二無水物とジアミノジフェニルエーテル、ジアミ
ノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルメタン、ろ
、4.4’−)リアミノジフエナルエーテノシ、4,4
’ −ジアミノ−6−モツアミドージフエニルエーテル
などのジアミンからなるポリイミド前駆体が例として挙
けられるが。
これらに限定されない。
本発明でいう基板とはポリイミド・パターンの被着体で
あり、その素材はとくに限定されない1、半導体素子の
場合、たとえば配線形成の終了した素子が基板として用
いられる。
あり、その素材はとくに限定されない1、半導体素子の
場合、たとえば配線形成の終了した素子が基板として用
いられる。
基板上への感光性ポリイミド膜の形成は公知の方法によ
ってよい。たとえばスピンナによる方法がaI例として
挙げられる。
ってよい。たとえばスピンナによる方法がaI例として
挙げられる。
パターン状の光を照射する方法としては、感光性ポリイ
ミド膜上にマスクを置き、光を照射する方法が1+すと
して挙げられる。感光性ポリイミドの感光性の面から通
常、光としては紫外光が用いられる。
ミド膜上にマスクを置き、光を照射する方法が1+すと
して挙げられる。感光性ポリイミドの感光性の面から通
常、光としては紫外光が用いられる。
現像は感光性ポリイミド膜の組成に応じた最適の現像液
で71なうのが好ましい。通常、N−メチルピロリドン
、N、N’−ジメチルアセトアミド。
で71なうのが好ましい。通常、N−メチルピロリドン
、N、N’−ジメチルアセトアミド。
N、N’−ジメチルホルムアミドなどのポリイミド前駆
体の溶媒か、あるいけこれらの溶媒とメタノール、エタ
ノール、その他のポリイミド前駆体の非溶媒との混合溶
媒が現像液として用いられる。
体の溶媒か、あるいけこれらの溶媒とメタノール、エタ
ノール、その他のポリイミド前駆体の非溶媒との混合溶
媒が現像液として用いられる。
ポリイミド前駆体パターンを加熱して部分的にポリイミ
ドへ変換するが、この場合のイミド化率は20〜80%
、さらに好ましくは30〜70%が望ましい。イミド化
率が20%未満の場合はエツチング速度が速くコントロ
ールが困難である。4たイミド化率が80チを越える場
合はエツチング速度が遅すぎ実用的でない。イミド化率
を20〜80%にするには用いたポリイミド前駆体の種
類等により適宜選定されるが通常、熱処理は90゛(〜
160cで10分〜120分行なわれル、。
ドへ変換するが、この場合のイミド化率は20〜80%
、さらに好ましくは30〜70%が望ましい。イミド化
率が20%未満の場合はエツチング速度が速くコントロ
ールが困難である。4たイミド化率が80チを越える場
合はエツチング速度が遅すぎ実用的でない。イミド化率
を20〜80%にするには用いたポリイミド前駆体の種
類等により適宜選定されるが通常、熱処理は90゛(〜
160cで10分〜120分行なわれル、。
本発明でいう有機アンモニウム化合物とハ、一般式。
(ここで、 R,、R,、R,、R,は、各々水素又は
炭素数5以下の炭化水素基で、該炭化水素は、水酸基あ
るいはその他の基で置換されていてもよい。
炭素数5以下の炭化水素基で、該炭化水素は、水酸基あ
るいはその他の基で置換されていてもよい。
又、 R,、R,、R,、R,がすべて水素の場合はア
ンモニア水を意味する) で表わされる化合物である。該有機アンモニウム化合物
の例として、アンモニア、テトラノチルアンモニウムヒ
ドロキシド、テトラエチルアンニウムヒドロキシド、テ
トラグロピルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルモ
ノヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシドなどが挙
げられるが、これらに限定されない。これらは通常05
〜20チ(つ水溶液あるいは有機溶剤/水溶液の形で用
いられる。斗た必要に応じてエチレンジアミンなどの一
アミン化合物またはエタノールアミンなどのアミ7)し
トロキシ化合物と混合して用いてもよい。1合、未露光
部の現像残膜のみならず、露光部の本来残(jすべき部
分もエツチングされるので、未露光部の現像残膜をエツ
チング除去するのに必要かつ十分な程麿にエツチングを
とどめるのが望ましげ十分である。エソチンク終了後2
通常水洗する。
ンモニア水を意味する) で表わされる化合物である。該有機アンモニウム化合物
の例として、アンモニア、テトラノチルアンモニウムヒ
ドロキシド、テトラエチルアンニウムヒドロキシド、テ
トラグロピルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルモ
ノヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシドなどが挙
げられるが、これらに限定されない。これらは通常05
〜20チ(つ水溶液あるいは有機溶剤/水溶液の形で用
いられる。斗た必要に応じてエチレンジアミンなどの一
アミン化合物またはエタノールアミンなどのアミ7)し
トロキシ化合物と混合して用いてもよい。1合、未露光
部の現像残膜のみならず、露光部の本来残(jすべき部
分もエツチングされるので、未露光部の現像残膜をエツ
チング除去するのに必要かつ十分な程麿にエツチングを
とどめるのが望ましげ十分である。エソチンク終了後2
通常水洗する。
さらに必要て応じて酢酸等の有機酸の水溶液で処理する
。この処理の後通常は80%を越えるイミド化率のポリ
イミドパターンに変換するのが好ましい。イミド化率8
0%を越えるポリイミドパターンへの変換は200 ’
c〜400Cで熱処理することにより行なわれる。熱処
理時間は5分〜50分位でよい。熱処理は単一温度でイ
1なってもよいし1段階的に、あるいは連続的に+1温
しながら行なってもよい。
。この処理の後通常は80%を越えるイミド化率のポリ
イミドパターンに変換するのが好ましい。イミド化率8
0%を越えるポリイミドパターンへの変換は200 ’
c〜400Cで熱処理することにより行なわれる。熱処
理時間は5分〜50分位でよい。熱処理は単一温度でイ
1なってもよいし1段階的に、あるいは連続的に+1温
しながら行なってもよい。
本発明の方法、すなわち現像して得た感光性ポリイミド
前駆体のパターンをイミド化−4;20〜80係になる
ように熱処理することによりエツチング処理が容易にな
り、未露光部に残存する現像残膜を有機アンモニウム化
合物の希釈溶液で容易に除去することが可能で、残膜に
起因する導通不良の問題を解消しうる。1だ10μL′
ノ上の厚い感光性ポリイミド前、駆体膜の場合、従来法
では現像時に残存部の断面形状が逆テーパになり易い。
前駆体のパターンをイミド化−4;20〜80係になる
ように熱処理することによりエツチング処理が容易にな
り、未露光部に残存する現像残膜を有機アンモニウム化
合物の希釈溶液で容易に除去することが可能で、残膜に
起因する導通不良の問題を解消しうる。1だ10μL′
ノ上の厚い感光性ポリイミド前、駆体膜の場合、従来法
では現像時に残存部の断面形状が逆テーパになり易い。
この場合本発明の方法を適用することにより逆テーパを
正のテーパに修正することも可能である。
正のテーパに修正することも可能である。
なお本発明におけるイミド化=Iの…す定り法は次の通
りである。
りである。
(1) 感光性ポリイミド前駆体溶液を/リコーンウエ
ハーにスピンナーで塗布し、80゛c、6Of)乾燥す
る。基板からフイルノ・をはかす。このサンプルをAと
する。
ハーにスピンナーで塗布し、80゛c、6Of)乾燥す
る。基板からフイルノ・をはかす。このサンプルをAと
する。
(2) サンfyb Aを135’c、200°c、3
00c、400℃各60分段階的に熱処理する・このす
/プルをBとする。
00c、400℃各60分段階的に熱処理する・このす
/プルをBとする。
(3) サンプルA、Bを日立製作所赤外分光光度計E
PI−031で赤外スペクトルを測定する。
PI−031で赤外スペクトルを測定する。
(4) イミド化率測定試料(S)は基板からフィルム
をはがし、、+31項と同様赤外スペクトルを測定する
。
をはがし、、+31項と同様赤外スペクトルを測定する
。
(5) サンプルA、Bおよび測定試料(S)の赤外ス
ペクトラムの1900cm と630 cm を直線で
結ぶ・この直線をLとする。
ペクトラムの1900cm と630 cm を直線で
結ぶ・この直線をLとする。
(6) イミド化率(%)を次式で定義する。
サンプルBのD−サンプルAのD
ふふで D−D/D
を示す。
実施例1〜5.比較実施例1〜ろ
4.4’−ジアミノジフェニルエーテル20.0 g
(。
(。
100ccのN−メチル−2−ピロリドンおよび100
ccのメチルセロソルブに溶解し、室温(約18゛C)
で攪拌しながら、ペンゾフエノンテトシカルボン酸二無
水物322gを粉体で仕込み、室温でろ0分攪拌を続け
る。さらに、55’Cで2時間攪拌を続けて、50ポア
ズ(30’c )の溶液をえた。
ccのメチルセロソルブに溶解し、室温(約18゛C)
で攪拌しながら、ペンゾフエノンテトシカルボン酸二無
水物322gを粉体で仕込み、室温でろ0分攪拌を続け
る。さらに、55’Cで2時間攪拌を続けて、50ポア
ズ(30’c )の溶液をえた。
この溶液に、ジメチルアミノエチルツタクリレート31
48およびミヒラーズ・ケトンD、 94 gf 85
g c7) N−メチル−2−ピロリドンに溶解した
溶液を添加・混合することにより、感光性ポリイミド前
駆体の溶液をえた。
48およびミヒラーズ・ケトンD、 94 gf 85
g c7) N−メチル−2−ピロリドンに溶解した
溶液を添加・混合することにより、感光性ポリイミド前
駆体の溶液をえた。
えられた感光性ポリイミド前駆体の溶液をスピンナでク
ロムを蒸着したシリコーンウエノ・上に塗布し、80℃
で60分乾燥することにより、20μの感光性ポリイミ
ド前駆体の塗膜をえた。塗膜ノ上シζマスクを重ね、ウ
シオ電機■製UV−27Q(250W)紫外線露光器で
10秒露光し、N。
ロムを蒸着したシリコーンウエノ・上に塗布し、80℃
で60分乾燥することにより、20μの感光性ポリイミ
ド前駆体の塗膜をえた。塗膜ノ上シζマスクを重ね、ウ
シオ電機■製UV−27Q(250W)紫外線露光器で
10秒露光し、N。
N′−ジメチルアセトアミドとメタノールの1:1(つ
混合液で90秒スプレー現像を行ない、ポリイミド前躯
体パターンヲエタ。
混合液で90秒スプレー現像を行ない、ポリイミド前躯
体パターンヲエタ。
ポリイミド前駆体パターンを表−1の条件で熱処理し部
分的にイミド化したポリイミド・パターンに転換した(
但し、比較実施例2は熱処理せず)。
分的にイミド化したポリイミド・パターンに転換した(
但し、比較実施例2は熱処理せず)。
露光部には15μの膜が形成されていた。未露光部は9
本来、基板のクロムが露出しているべきであるにもかか
わらず、約05μの薄い現像残膜が残っていた。またパ
ターンの断面形状を観察したところ逆テーパの形状を有
していた。この試料を表−1に記載のエツチング剤で処
理後、5分間流水中で水洗し、10%の酢酸水溶液に5
分間浸漬した。次に5分間水洗し、スピンナーで回転し
ながら乾燥した。次に150 ’Cx 30分、3θ[
〕’c xろ0分、400°CX30分窒素雰囲気中で
熱処理後、クロムを蒸看バターニングし、スルホール部
を介して上部配線と下部配線の電導性を調べた。この結
果を表−1に示す。
本来、基板のクロムが露出しているべきであるにもかか
わらず、約05μの薄い現像残膜が残っていた。またパ
ターンの断面形状を観察したところ逆テーパの形状を有
していた。この試料を表−1に記載のエツチング剤で処
理後、5分間流水中で水洗し、10%の酢酸水溶液に5
分間浸漬した。次に5分間水洗し、スピンナーで回転し
ながら乾燥した。次に150 ’Cx 30分、3θ[
〕’c xろ0分、400°CX30分窒素雰囲気中で
熱処理後、クロムを蒸看バターニングし、スルホール部
を介して上部配線と下部配線の電導性を調べた。この結
果を表−1に示す。
イミド化率10係では導通は良好であるが、膜厚の減少
が大きく、1だイミド化率95係では60分の処理時間
でも残膜が残り導通イ・良となった。
が大きく、1だイミド化率95係では60分の処理時間
でも残膜が残り導通イ・良となった。
イミド化率20〜80婆ともエツチング後の膜厚減少も
小さく、かつパターンの断面形状も逆テーパから正のテ
ーパになっており電導性も良好であった。
小さく、かつパターンの断面形状も逆テーパから正のテ
ーパになっており電導性も良好であった。
Claims (1)
- (1) 基板上にポリイミド・パターンを形成する方法
において。 (1)基板上に感光性ポリイミド前駆体の膜を形成する
。 (−) パターン状の光を照射し、ついで現像する。 (bi) 現像して得たポリイミド前駆体のパターンを
加熱することによりイミド化率20〜80チのポリイミ
ドのパターンに変換する。 (IV) 得られたポリイミド・パターンを有機アンモ
ニウム化合物でエツチング処理する。 の各工程からなることを特徴とするポリイミド・パター
ンの形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10314084A JPS60246653A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | ポリイミド・パタ−ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10314084A JPS60246653A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | ポリイミド・パタ−ンの形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60246653A true JPS60246653A (ja) | 1985-12-06 |
JPH0423829B2 JPH0423829B2 (ja) | 1992-04-23 |
Family
ID=14346217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10314084A Granted JPS60246653A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | ポリイミド・パタ−ンの形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60246653A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6216545A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スル−ホ−ル形成方法 |
-
1984
- 1984-05-22 JP JP10314084A patent/JPS60246653A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6216545A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スル−ホ−ル形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0423829B2 (ja) | 1992-04-23 |
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