JPS6042424A - 化学線感応性重合体組成物 - Google Patents
化学線感応性重合体組成物Info
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- JPS6042424A JPS6042424A JP58150296A JP15029683A JPS6042424A JP S6042424 A JPS6042424 A JP S6042424A JP 58150296 A JP58150296 A JP 58150296A JP 15029683 A JP15029683 A JP 15029683A JP S6042424 A JPS6042424 A JP S6042424A
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- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages 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。
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〕
る。
躯体組成物としては、半導体の絶縁層やパッシベーショ
ン層用に開発された次のものが知られている。
ン層用に開発された次のものが知られている。
(a) ポリアミド酸と1〜5重量%の重クロム酸塩と
からなる組成物(例えばUSP3623870)(b)
下式 で例示されるような構造のエステル基で感光性基を導入
したポリイミド前駆体組成物(例えばUSP5.95乙
512. USP4,040,831 )。
からなる組成物(例えばUSP3623870)(b)
下式 で例示されるような構造のエステル基で感光性基を導入
したポリイミド前駆体組成物(例えばUSP5.95乙
512. USP4,040,831 )。
(C) ポリアミド酸に化学線によシ2量化又は重合可
能な炭素−炭素二重結合およびアミン基又はその四級化
塩を含む化合物を添加した組成物(例えば特開昭54−
145794 )。
能な炭素−炭素二重結合およびアミン基又はその四級化
塩を含む化合物を添加した組成物(例えば特開昭54−
145794 )。
これらはいずれも適当な有機溶剤に溶解したフェス状態
で基板に塗布、乾燥して塗膜とした後に。
で基板に塗布、乾燥して塗膜とした後に。
適当なフォトマスクを介して紫外線照射した後に現像し
、リンス処理して所望のレリーフ・パターンを得ている
。
、リンス処理して所望のレリーフ・パターンを得ている
。
パターン化したポリイミド前駆体の被膜はさらに適当な
加熱処願を行なうことによシ耐熱性を有するポリイミド
被膜としている。
加熱処願を行なうことによシ耐熱性を有するポリイミド
被膜としている。
しかし、かかる従来の組成物は光で直接パターン化し得
るが次の欠点を有している。すなわち。
るが次の欠点を有している。すなわち。
(a)においては組成物の安定性が著しく悪く、ポリア
ミド酸と重クロム酸の混合後ただちに使用する、必要が
ちシ、工業的な利用には大きな制約となるという欠点が
ある。またパターン化した膜中に無機イオンが存在する
ために、無機イオンの存在が信頼性に悪影響を及ぼす半
導体用途には不適であった。
ミド酸と重クロム酸の混合後ただちに使用する、必要が
ちシ、工業的な利用には大きな制約となるという欠点が
ある。またパターン化した膜中に無機イオンが存在する
ために、無機イオンの存在が信頼性に悪影響を及ぼす半
導体用途には不適であった。
(b)においては、ポリマは主として、感光性基と2酸
塩化誠を有する化合物とジアミンとを反応させることに
よって重合しておシ、その製造工程が複雑であるばかシ
でなく、脱塩酸によって生じる塩素イオ能が膜中に残る
ために半導体用途では信頼性に悪影響を及ばず可能性が
あった。
塩化誠を有する化合物とジアミンとを反応させることに
よって重合しておシ、その製造工程が複雑であるばかシ
でなく、脱塩酸によって生じる塩素イオ能が膜中に残る
ために半導体用途では信頼性に悪影響を及ばず可能性が
あった。
(C)に記した材料はこれらの欠点を改良した材料であ
るが、これらにおいてもその感度がいずれも数百mJ/
cm” 程度と低く半導体工業で通常用いられている露
光装置で処理するには不充分である。
るが、これらにおいてもその感度がいずれも数百mJ/
cm” 程度と低く半導体工業で通常用いられている露
光装置で処理するには不充分である。
本発明は、上記従来技術の欠点を解消せしめ。
耐熱性ポリマの前駆体において、化学線に感応性の優れ
た重合体組成物を提供せんとするものであるO 〔発明の構成〕 本発明は上記目的を達成するため次の構成、すなわち。
た重合体組成物を提供せんとするものであるO 〔発明の構成〕 本発明は上記目的を達成するため次の構成、すなわち。
(11(a) 一般式
%式%[]
)
で表わされる構造単位CI)を主成分とするポリマC但
し1式中 R1は少なくとも2個以上の炭素原子を有す
る3価−1:たは4価の有機基。
し1式中 R1は少なくとも2個以上の炭素原子を有す
る3価−1:たは4価の有機基。
R′ は少なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の
有機基、R′は水素、アルカリ金属イオン又はアンモニ
ウムイオンを表わす。nは1又は2である)と。
有機基、R′は水素、アルカリ金属イオン又はアンモニ
ウムイオンを表わす。nは1又は2である)と。
(b) 化学線によ!l12量化又は重合可能な不飽和
結合及びアミン基又はその4級化塩を含む化合物[[)
と。
結合及びアミン基又はその4級化塩を含む化合物[[)
と。
(c) 芳香族スルホニルアジド化合物〔■〕と(d)
第2級アミノ基又は第6級アミ7基が結合している芳
香核に直接ケトン性の C=0が結合していない芳香族
第2級又は第3級アミノ化合物[IV) とからなる化学線感応性重合体組成物を特徴とするもの
である。
第2級アミノ基又は第6級アミ7基が結合している芳
香核に直接ケトン性の C=0が結合していない芳香族
第2級又は第3級アミノ化合物[IV) とからなる化学線感応性重合体組成物を特徴とするもの
である。
本発明における構造単位(1) ’i有するポリマ(以
後、ポリイミド系ポリマ前駆体と呼ぶ)とは。
後、ポリイミド系ポリマ前駆体と呼ぶ)とは。
前記一般式で示される構造を有し、加熱あるいは適当な
触媒によジイミド環や、その他の環状構造を有するポ、
リマ(以後、ポリイミド系ポリマと呼ぶ)となシ得るも
のである。
触媒によジイミド環や、その他の環状構造を有するポ、
リマ(以後、ポリイミド系ポリマと呼ぶ)となシ得るも
のである。
上記構造単位(1)中、R1は少なくとも2個以上の炭
素原子を有する6価または4価の有機基である。ポリイ
ミド系ポリマの耐熱性の面から、R1はポリマ主鎖のカ
ルボニル基との結合が芳香族環あるいは芳香族複素環か
ら直接行なわれる構造を有するものが好ましい。従って
R1としては、芳香族環又は芳香族複素環を含有し、
かつ炭素数6〜30の6価又は4価の基が好ましい。
素原子を有する6価または4価の有機基である。ポリイ
ミド系ポリマの耐熱性の面から、R1はポリマ主鎖のカ
ルボニル基との結合が芳香族環あるいは芳香族複素環か
ら直接行なわれる構造を有するものが好ましい。従って
R1としては、芳香族環又は芳香族複素環を含有し、
かつ炭素数6〜30の6価又は4価の基が好ましい。
R1のよシ好ましい具体的な例としては。
0式中、結合手はポリマ主鎖のカルボニル基との結合を
表わし、カルボキシル基は結合手に対してオルト位に位
置するが、この結合手は上記構造式には記載していない
)。
表わし、カルボキシル基は結合手に対してオルト位に位
置するが、この結合手は上記構造式には記載していない
)。
などが挙けられるが、これらに限定されない。
また構造単位[13’e有するポリマは、R1がこれら
のうちただ1種から構成されていてもよいし。
のうちただ1種から構成されていてもよいし。
2種以上から構成される共重合体であってもよい。
R1として特に望ましいものは。
である(但し式中、結合手の定義については前述と同様
である)。
である)。
上記構造単位〔■〕°中、R′は少なくとも2個以上の
炭素原子を有する2価の有機基であるが、ボリイぐド系
ポリマとした時の耐熱性の面から、ポリマ主鎖のアミド
基との結合が芳香族環あるいは芳香族複素環から直接性
なわれる構造を有するものが好ま−しい。従って〜R2
としては芳香族環又は芳香族複素環を含有し、かつ炭素
数6〜30の2価の基が好ましい。
炭素原子を有する2価の有機基であるが、ボリイぐド系
ポリマとした時の耐熱性の面から、ポリマ主鎖のアミド
基との結合が芳香族環あるいは芳香族複素環から直接性
なわれる構造を有するものが好ま−しい。従って〜R2
としては芳香族環又は芳香族複素環を含有し、かつ炭素
数6〜30の2価の基が好ましい。
R2の好ましい具体的な例としては。
C1(。
CH,CH,B
C式中、結合手は主鎖のアミド基との結合を表わす)な
どが挙げられる。また、これらがポリイミド系ポリマの
耐熱性に悪影響を与えない範囲内でアミン基、アミド基
、カルボキシル基、スルホンアミド基などの核置換基を
有していても差支えない。これらの核置換基を有するも
のの内で特に好ましい例として が挙げられる。
どが挙げられる。また、これらがポリイミド系ポリマの
耐熱性に悪影響を与えない範囲内でアミン基、アミド基
、カルボキシル基、スルホンアミド基などの核置換基を
有していても差支えない。これらの核置換基を有するも
のの内で特に好ましい例として が挙げられる。
構造単位(1) k有するポリマは、R2がこれらのう
ちただ1種から構成されていてもよいし、2種以上から
構成される共重合体であってもよい。
ちただ1種から構成されていてもよいし、2種以上から
構成される共重合体であってもよい。
さらに、ポリイミド系ポリマの接着性を向上させるため
に、耐熱性を低下させない範囲で R2として、シロキ
サン構造を有する脂肪族性の基を共重合することも可能
である。好ましい具体例として CI[(、C1(。
に、耐熱性を低下させない範囲で R2として、シロキ
サン構造を有する脂肪族性の基を共重合することも可能
である。好ましい具体例として CI[(、C1(。
などが挙げられる。
構造単位〔I〕を主成分とするポリマの具体的な例とし
て。
て。
ピロメリット酸二無水物と4,41−ジアミノジフェニ
ルエーテル。
ルエーテル。
ピロメリット酸二無水物および3.3/、 4.4/−
ベンゾフェノンテトラカルボン酸と4,41−ジアミノ
ジフェニルエーテル。
ベンゾフェノンテトラカルボン酸と4,41−ジアミノ
ジフェニルエーテル。
3、3’、 4.4/−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸二無水物と4,4′−ジアミノジフェニルエーテル。
酸二無水物と4,4′−ジアミノジフェニルエーテル。
3.3’、4,4/−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と4.4′−ジアミノジフェニルエーテル。
水物と4.4′−ジアミノジフェニルエーテル。
3、3/、 4.4/−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物および3.3’、 4.4/−ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物と4,4′−ジアミノジフェニ
ルエーテル。
無水物および3.3’、 4.4/−ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物と4,4′−ジアミノジフェニ
ルエーテル。
ピロメリット酸二無水物と6,6′−ジアミノジフェニ
ルスルホン。
ルスルホン。
ピロメリット酸二無水物および3.3/ 、 4.4/
−ベンゾンエノンテトラカルボン酸二無水物と3,3/
−(又it 4.4’ −)ジアミノジフェニルスルホ
ン。
−ベンゾンエノンテトラカルボン酸二無水物と3,3/
−(又it 4.4’ −)ジアミノジフェニルスルホ
ン。
3.3’、4,4/−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物とろ3/ (又は4,4/−)ジアミノジフェ
ニルスルホン。
二無水物とろ3/ (又は4,4/−)ジアミノジフェ
ニルスルホン。
3、3/、 4.4/−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物と3,3/−(又は4,4/−)ジアミノジフェ
ニルスルホン。
無水物と3,3/−(又は4,4/−)ジアミノジフェ
ニルスルホン。
乙、 5/、 4.41−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物および3.3’、 4.4’−ベンシブエノン
テトラカルボン酸無水物と3.3’−(又は4.4’−
)ジアミノジフェニルスルホン。
二無水物および3.3’、 4.4’−ベンシブエノン
テトラカルボン酸無水物と3.3’−(又は4.4’−
)ジアミノジフェニルスルホン。
ピロメリット酸二無水物と4.4′−ジアミノジフェニ
ルエーテルおよびビス(6−アミノプロピル)テトラメ
チルジシロキサン。
ルエーテルおよびビス(6−アミノプロピル)テトラメ
チルジシロキサン。
ピロメリット酸二無水物および3.3’、4,4/−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4,4/−ジ
アミノジフェニルエーテルおよびビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン。
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4,4/−ジ
アミノジフェニルエーテルおよびビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン。
3、3’、 4.4/−ベンゾンエノンテトラカルボン
酸二無水物と4,4′−ジアミノジフェニルエーテルお
よびビス(6−アミノプロピル)テトラメチルジシロキ
サン。
酸二無水物と4,4′−ジアミノジフェニルエーテルお
よびビス(6−アミノプロピル)テトラメチルジシロキ
サン。
3、3/、 4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物と4.4′−ジアミノジフェニルエーテルおよび
ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン
。
無水物と4.4′−ジアミノジフェニルエーテルおよび
ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン
。
3.3’、4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物および3.3/、 4.4’−ベンゾンエノンテト
ラカルボン酸無水物と4,41−ジアミノジフェニルエ
ーテルおよびビス(3−アミノプロピル〕テトシメチル
ジシロキサン。
水物および3.3/、 4.4’−ベンゾンエノンテト
ラカルボン酸無水物と4,41−ジアミノジフェニルエ
ーテルおよびビス(3−アミノプロピル〕テトシメチル
ジシロキサン。
ピロメリット酸二無水物と3,3/−(又は4.4/
−)ジアミノジフェニルスルホンおよびビス(6−アミ
ノプロピル)テトラメチルジシロキサン。
−)ジアミノジフェニルスルホンおよびビス(6−アミ
ノプロピル)テトラメチルジシロキサン。
ピロメリット酸二無水物および3.3’、4,4/−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と3,3/−(
又は4.4/ −)ジアミノジフェニルスルホンおよび
ビス(6−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン
。
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と3,3/−(
又は4.4/ −)ジアミノジフェニルスルホンおよび
ビス(6−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン
。
3、3/、 4.4/−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸二無水物と3,3/−(又は4,4/−)ジアミノジ
フェニルスルホンおよびビス(3−アミノプロピル)テ
トラメチルジシロキサン。
酸二無水物と3,3/−(又は4,4/−)ジアミノジ
フェニルスルホンおよびビス(3−アミノプロピル)テ
トラメチルジシロキサン。
3、3’、4.4’ −ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物と3,3/−(又は4,4/−)ジアミノジフェ
ニルスルホンおよびビスC6−アミノプロピル)テトラ
メチルフシ1キサン。
無水物と3,3/−(又は4,4/−)ジアミノジフェ
ニルスルホンおよびビスC6−アミノプロピル)テトラ
メチルフシ1キサン。
ろ、3′、4,4/−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物および5.3/ 、 4.4/−ベンゾフェノンテ
トラカル・ポン酸二無水物と3,3/−(又は4,4/
−)ジアミノジフェニルスルホ/およびビス(6−アミ
ノプロピル)テトラメチルジシロキサン。
水物および5.3/ 、 4.4/−ベンゾフェノンテ
トラカル・ポン酸二無水物と3,3/−(又は4,4/
−)ジアミノジフェニルスルホ/およびビス(6−アミ
ノプロピル)テトラメチルジシロキサン。
などから合成されたポリアミド酸が好ましく用いられる
。
。
構造単位CIce 主成分とするポリマとは、構造単位
〔■〕のみから成るものであってもよいし、他の構造単
位との共重合体であっても′よい。共重合に用いられる
構造単位の種類、量は最終加熱処理によって得られるポ
リイミド系ポリマの耐熱性を著しく損わない範囲で選択
するのが望ましい。ポリアミド酸、ポリエステルアミド
酸の構増単位が典型的な例として挙げられるが、これら
には限定されない。
〔■〕のみから成るものであってもよいし、他の構造単
位との共重合体であっても′よい。共重合に用いられる
構造単位の種類、量は最終加熱処理によって得られるポ
リイミド系ポリマの耐熱性を著しく損わない範囲で選択
するのが望ましい。ポリアミド酸、ポリエステルアミド
酸の構増単位が典型的な例として挙げられるが、これら
には限定されない。
化学線によシ2量化又は重合可能な不飽和結合及びアミ
ン基又はその4級化塩を含む化合物[11)とは、1分
子中に炭素−炭素二重結合とアミン基又は4級化したア
ミン基を含む埋合物である。
ン基又はその4級化塩を含む化合物[11)とは、1分
子中に炭素−炭素二重結合とアミン基又は4級化したア
ミン基を含む埋合物である。
下記の一般式〔A〕
\
Ra
(ここでR′は水素又はンエニル基、R″は水素又は炭
素数1〜乙の低級アルキル基、R6は置換又は無置換の
炭素数2〜12の炭化水素基、 R’、R’は置換又は
無置換の炭素数1〜6のアルキル基を各々表わす)と。
素数1〜乙の低級アルキル基、R6は置換又は無置換の
炭素数2〜12の炭化水素基、 R’、R’は置換又は
無置換の炭素数1〜6のアルキル基を各々表わす)と。
一般式CB)
(ここでR“は無置換又は置換の炭素数1〜6のアルキ
ル基を表わす)と。
ル基を表わす)と。
一般式[C]
R”
(CH,=CCH+ N Ht (C)(ここで、 R
” は水素又はメチル基を表わし。
” は水素又はメチル基を表わし。
、 n +’l z 3 、 n = i 〜5である
)。
)。
あるいはこれらの四級化塩などが好ましく用いられる。
好ましい具体的な例として
\
CH,。
\
CH3CH3゜
\
CH,1
\
CH,CH,。
(CH,)。
OHCCH,)。
CH,モCH−CH,NH,。
cH。
CH2−C−CH,NH,、。
(CH,= CH−CH,)、NH
などが挙げられるが、これらに限定されない。
化学線感応性の面から、とくに不飽和基としてアクリル
基又はメタクリル基を有するアミン化合物が望ましい。
基又はメタクリル基を有するアミン化合物が望ましい。
アミン基が四級化されていない化合物の場合は構造単位
CI]のR″が水素のものと組合せるのが望ましい。ア
ミノ基が四級化されている化合物の場合は構造単位[1
)の R8がアルカリ金属イオン又はアンモニウム・イ
オンのものと組合せるのが望ましい。この場合、溶液中
にアルカリ金属の塩化物のような無機化合物が析出する
ことがあるが。
CI]のR″が水素のものと組合せるのが望ましい。ア
ミノ基が四級化されている化合物の場合は構造単位[1
)の R8がアルカリ金属イオン又はアンモニウム・イ
オンのものと組合せるのが望ましい。この場合、溶液中
にアルカリ金属の塩化物のような無機化合物が析出する
ことがあるが。
流過などでとシ除いておくのが望ましい。
化合物(IIIは構造単位〔■〕を主成分とするポリマ
の全カルボキシル基(又はその塩)の005当量以上、
好ましくは0.3当量以上で、かつ2倍当量以下でポリ
マと混合されているのが望ましい。
の全カルボキシル基(又はその塩)の005当量以上、
好ましくは0.3当量以上で、かつ2倍当量以下でポリ
マと混合されているのが望ましい。
この範囲をはずれると感光性が悪くなつfc、l)、現
像時間、温度などの現像条件の許容巾が狭くなったシす
るおそれがあるので注意を要する。
像時間、温度などの現像条件の許容巾が狭くなったシす
るおそれがあるので注意を要する。
芳香族スルホニルアジド化合物([〕とは、スルホニル
アジド基(−8o、N、 ) が芳香族環に直接結合゛
している化合物である。
アジド基(−8o、N、 ) が芳香族環に直接結合゛
している化合物である。
ここでいう芳香族環とはベンゼン環、ナフタレン環やそ
の他の縮合環などをさす。これら芳香族環は低級〔炭素
数1〜6)のアルキル基、アルコキシ基、カルボキシア
ルキル基、ニトロ基、ノーロゲン基、カルボキシル基、
カルボキシエステル2級または6級のアミン基などの置
換基で置換されていてもよく,寸た,−叶基, −c−
基, −so,−4。
の他の縮合環などをさす。これら芳香族環は低級〔炭素
数1〜6)のアルキル基、アルコキシ基、カルボキシア
ルキル基、ニトロ基、ノーロゲン基、カルボキシル基、
カルボキシエステル2級または6級のアミン基などの置
換基で置換されていてもよく,寸た,−叶基, −c−
基, −so,−4。
1
一C H 、−!島−CH = CM−基,CH=CI
(−C−基。
(−C−基。
1
一CーcH=CHー基などの2価の基を介して無置換ま
1 たけ、上述の置換基で置換された別の芳香族環と結合し
ていてもよい。したがって炭素数としては通常6〜30
,好ましくは6〜21のものである。
1 たけ、上述の置換基で置換された別の芳香族環と結合し
ていてもよい。したがって炭素数としては通常6〜30
,好ましくは6〜21のものである。
、具体的には。
などの芳香族スルホニルアジド
用いられるが,これらに限定されない。
芳香族スルホニルアジド化合物([3は,構造単位[1
1を主成分とするsr IJマの重量に対し.01重重
量以上加えるのが望ましく,より好ましくはポリマの重
量に対し,0.5重量%以上でろO重量係以下の割合で
加えるの力≦よい。この範囲をはずれると,現像性や組
成物の安定性に悪影響を及(了すおそれがあるので注意
を要する。
1を主成分とするsr IJマの重量に対し.01重重
量以上加えるのが望ましく,より好ましくはポリマの重
量に対し,0.5重量%以上でろO重量係以下の割合で
加えるの力≦よい。この範囲をはずれると,現像性や組
成物の安定性に悪影響を及(了すおそれがあるので注意
を要する。
化合物CI)は1種類のみを用いてもよいし,まfc.
2種あるいはそれ以上の種類を併用してもよい。
2種あるいはそれ以上の種類を併用してもよい。
第2級アミン基又は第3級アミノ基75;結合している
芳香核に直接ケトン性の/C−oが結合していない芳香
族第2級又は第6級アミノ化合物CIV)とは、芳香核
と,直接結合したアミン基を有し。
芳香核に直接ケトン性の/C−oが結合していない芳香
族第2級又は第6級アミノ化合物CIV)とは、芳香核
と,直接結合したアミン基を有し。
そのアミン基の少なくとも1個の水素を置換又は無置換
のアルキル基で置換した化合物であって。
のアルキル基で置換した化合物であって。
分子内にケトン性の/C−0基を全く有しないか。
分子内にケトン性の/C−0基を有する場合には。
該第2級又は第6級アミン基の結合した芳香核にはケト
ン性の〉C−0基が結合していない化合物である。よ〕
具体的には,分子内にケトン性の〉C=O基を有する場
合には6少なくとも炭素数1以上のアルキレン基,その
他,C.=Oと芳香核の共役を阻害するような2価の基
を介して結合しているような芳香族第2級又は第6級の
アミ/化合物である。
ン性の〉C−0基が結合していない化合物である。よ〕
具体的には,分子内にケトン性の〉C=O基を有する場
合には6少なくとも炭素数1以上のアルキレン基,その
他,C.=Oと芳香核の共役を阻害するような2価の基
を介して結合しているような芳香族第2級又は第6級の
アミ/化合物である。
第2級又は第6級アミン基の結合した芳香核に直接結合
したケトン性の)C=0基を有する場合には,例えば特
開昭54−145794号公報に示される如く目的とす
る十分な感度の向上が達成しがたい。
したケトン性の)C=0基を有する場合には,例えば特
開昭54−145794号公報に示される如く目的とす
る十分な感度の向上が達成しがたい。
ここでいう芳香核とはベンゼン核,ナフタレン核などを
さす。これら芳香核は,アルキル基,アルコキシ基,ハ
ロゲン基などの置換基すなわち。
さす。これら芳香核は,アルキル基,アルコキシ基,ハ
ロゲン基などの置換基すなわち。
通常この種の感光組成物の露光に用いる程度の照射量で
は二量化等の光化学変化を生じないような置換基で置換
されていてもよい。例えば、化学線によシ容易に2量化
又は重合可能な不飽和結合等の置換基は当然分子中に存
在しない化合物といえる。また、 −cH,−基,ーs
o2ー基,ー叶基などの簡単な2価の基を介して置換又
は無置換の他の芳香核と結合していても良い。通常炭素
数6〜60。
は二量化等の光化学変化を生じないような置換基で置換
されていてもよい。例えば、化学線によシ容易に2量化
又は重合可能な不飽和結合等の置換基は当然分子中に存
在しない化合物といえる。また、 −cH,−基,ーs
o2ー基,ー叶基などの簡単な2価の基を介して置換又
は無置換の他の芳香核と結合していても良い。通常炭素
数6〜60。
好ましくは6〜15のものである。アミン基に結合して
いるアルキル基は鎖状であってもよいし。
いるアルキル基は鎖状であってもよいし。
アミン基の窒素原子を含む環状(環の中に酸素。
イオウ、窒素などのへテロ原子を含んでいてもよい)を
呈していてもよく,極性の置換基を有していてもよい。
呈していてもよく,極性の置換基を有していてもよい。
そして通常炭素数1〜12,好ましくは1〜6のものが
用いられる。
用いられる。
アミノ化合物[13の好ましい具体的な例としてはeN
−ノエニルエチルアミン.N−ンエニルジエチルアミン
、N−フェニル−N−エチルベンジルアミン、N−フェ
ニルモルホリン、6−エチルアミノ−p−クレゾール、
N−フェニル−N−(2−シアンエチル)エチルアミン
、N−フェニルエタノールアミン、N−フェニル−N−
メチルエタノールアミン、N−フェニル−N−エチルエ
タノールアミン、N−フェニルジエタノールアミン。
−ノエニルエチルアミン.N−ンエニルジエチルアミン
、N−フェニル−N−エチルベンジルアミン、N−フェ
ニルモルホリン、6−エチルアミノ−p−クレゾール、
N−フェニル−N−(2−シアンエチル)エチルアミン
、N−フェニルエタノールアミン、N−フェニル−N−
メチルエタノールアミン、N−フェニル−N−エチルエ
タノールアミン、N−フェニルジエタノールアミン。
N−(3−メチルフェニル)ジェタノールアミン。
N−(4−メチルフェニル)ジェタノールアミン。
N−フェニルジインプロパツールアミンなどが挙げられ
る。
る。
上記アルキル基が結合したアミノ基を有する芳香族第2
級または第6級のアミン化合物のうちでアルキル基に極
性の置換基を有するものがよシ好ましく、とくに極性の
置換基として水酸基を有するアミノ化合物すなわち、ア
ミノ基の少なくとも1個の水素を水酸基を有するアルキ
ル基で置換した芳香族アミン化合物が最も好ましい。
級または第6級のアミン化合物のうちでアルキル基に極
性の置換基を有するものがよシ好ましく、とくに極性の
置換基として水酸基を有するアミノ化合物すなわち、ア
ミノ基の少なくとも1個の水素を水酸基を有するアルキ
ル基で置換した芳香族アミン化合物が最も好ましい。
化合物[IV)は構造単位〔I〕を主成分とするポリマ
の重量に対し0.1重量係以上混合するのが望ましく、
よシ好ましくはポリマの重量に対し05重重量板上で、
かつ20重量%以下の割合で混合するのがよい。この範
囲をはずれると感光性が悪くなったシ、現像時4間、温
度などの現像条件の許容巾が狭°くなったりするおそれ
がある□ので注意を要する。
の重量に対し0.1重量係以上混合するのが望ましく、
よシ好ましくはポリマの重量に対し05重重量板上で、
かつ20重量%以下の割合で混合するのがよい。この範
囲をはずれると感光性が悪くなったシ、現像時4間、温
度などの現像条件の許容巾が狭°くなったりするおそれ
がある□ので注意を要する。
本発明の組成物の一製造方法について説明する。
まず溶媒中でジアミン化合物と酸二無水物を反応させ、
構造単位〔1〕を主成分とするポリマを得。
構造単位〔1〕を主成分とするポリマを得。
次にこの溶液に化合物[:I[] 、 [1〕およびC
IV) 、必要に応じて他の添加剤を溶解調合すること
にょシ々 製造することができる。なお、上記のポ+)fとして固
体状のポリアミド酸ポリマあるいは1反応後に溶液から
分離精製したポリマを再溶解して用いても差支えない。
IV) 、必要に応じて他の添加剤を溶解調合すること
にょシ々 製造することができる。なお、上記のポ+)fとして固
体状のポリアミド酸ポリマあるいは1反応後に溶液から
分離精製したポリマを再溶解して用いても差支えない。
上記製造方法で用いる溶媒としてはポリマの溶解性の面
から極性溶媒が好ましく用いられ、特に非プロトン性極
性溶媒が好適である。非プロトン性極性溶媒としては、
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
ルホオキシド。
から極性溶媒が好ましく用いられ、特に非プロトン性極
性溶媒が好適である。非プロトン性極性溶媒としては、
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
ルホオキシド。
ヘキサメチルホスホロトリアミド、t−ブチロラクトン
などが好ましく用いられる。
などが好ましく用いられる。
他の添加剤としては、増感剤、共重合モノマあるいは基
板との接着改良剤を感度と耐熱性が大幅に低下しない範
囲で含んでいてもよい。
板との接着改良剤を感度と耐熱性が大幅に低下しない範
囲で含んでいてもよい。
なお、化合物〔バ〕の混合量が0.5〜10重量%の場
合には、増感剤としてミヒラ・ケトン、4,4/−ビス
(ジエチルアミノコベンゾフェノンな一トカ好ましく用
いられる。増感剤を加えることによシ。
合には、増感剤としてミヒラ・ケトン、4,4/−ビス
(ジエチルアミノコベンゾフェノンな一トカ好ましく用
いられる。増感剤を加えることによシ。
本発明の組成物の化学線感応性をさらに向上させること
ができる。
ができる。
共重合モノマとしてモノマレイミド、ポリマレイミドあ
るいはそれらの置換体が好ましく用いられるが、これら
には限定されない。
るいはそれらの置換体が好ましく用いられるが、これら
には限定されない。
次に本発明の組成物の使用方法について説明する。本発
明の組成物は化学線を用いた周知の微細加工技術でパタ
ーン加工が可能である。
明の組成物は化学線を用いた周知の微細加工技術でパタ
ーン加工が可能である。
まず本発明の組成物を適当な支持体の上に塗布する。塗
布方法としては、ス乙ケーを用いた回転塗布、スプレー
コータを用いた噴霧塗布、浸漬。
布方法としては、ス乙ケーを用いた回転塗布、スプレー
コータを用いた噴霧塗布、浸漬。
印刷、ロールコーティングなどの手段が可能である。塗
布膜厚は塗布手段1組成物の固型分濃度。
布膜厚は塗布手段1組成物の固型分濃度。
粘度によって調節することができる。
本発明の組成物を塗布する支持体の材質としては1例え
ば金属、ガラス、半導体、金属酸化物絶縁体C例えば、
Tie、 、Ta2O,、SiO,など)、窒化ケイ
素などが挙げられる。
ば金属、ガラス、半導体、金属酸化物絶縁体C例えば、
Tie、 、Ta2O,、SiO,など)、窒化ケイ
素などが挙げられる。
本発明の組成物の塗膜又は加熱処理後のポリイミド被膜
と支持体との接着性を向上させるために適宜接着助剤を
用いることもできる。
と支持体との接着性を向上させるために適宜接着助剤を
用いることもできる。
接着助剤として、オキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロビ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。
γ−グリシドキシプロビ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。
γ−メタクリルオギ1シ゛プロピルトリメトキシシラン
などの有機ケイ素化合物あるいは、アルミニウームモノ
エチルア七トアセテートジインプロピレート、アルミニ
ウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウム
トリスCアセチルアセトネート)などのアルミニウムキ
レート化合物あるいはチタニウムビス(アセチルアセト
ネート)などのチタニウムキレート化合物などが好まし
く用いられる。
などの有機ケイ素化合物あるいは、アルミニウームモノ
エチルア七トアセテートジインプロピレート、アルミニ
ウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウム
トリスCアセチルアセトネート)などのアルミニウムキ
レート化合物あるいはチタニウムビス(アセチルアセト
ネート)などのチタニウムキレート化合物などが好まし
く用いられる。
次に上記支持体上で塗膜となった本発明の組成物に所望
のづターン状に化学線を照射する。化学線としてはX線
、電子線、紫外線、可視光線などが例として挙げられる
が、紫外線および短波長の可視光線、すなわち波長範囲
で2DOnm〜500nmが好ましい。
のづターン状に化学線を照射する。化学線としてはX線
、電子線、紫外線、可視光線などが例として挙げられる
が、紫外線および短波長の可視光線、すなわち波長範囲
で2DOnm〜500nmが好ましい。
ついで未照射部を現像液で溶解除去することによシレリ
〒ン・パターンをうる。現像液はポリマの構造に合せて
適当なものを選択する。
〒ン・パターンをうる。現像液はポリマの構造に合せて
適当なものを選択する。
現像液は本組成物の溶媒であるN−メチル−2−ヒt:
+)トン、N−アセチル−2−ピロリドン。
+)トン、N−アセチル−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、ジメチルスルホオキシド、ヘキサメチルホ
スホルトリアミドなどを単独あるいはメタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコール、水、メチルカルピト
ール、エチルカルピ) −ルなどの組成物の非溶媒との
混合液として用いることができる。又アンモニア水やそ
の他のアルカシ水溶液が使用可能な場合が多い。
セトアミド、ジメチルスルホオキシド、ヘキサメチルホ
スホルトリアミドなどを単独あるいはメタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコール、水、メチルカルピト
ール、エチルカルピ) −ルなどの組成物の非溶媒との
混合液として用いることができる。又アンモニア水やそ
の他のアルカシ水溶液が使用可能な場合が多い。
現像は上記の現像液を塗膜面にスプレィする。
あるいは、現像液中に浸漬する。あるいは浸漬しながら
超音波をかけるなどの方法によって行なうことができる
。
超音波をかけるなどの方法によって行なうことができる
。
現像によって形成したレリーフ・パターンは。
ついでリンス液によシ洗浄することが好ましい。
リンス液には現像液との混和性の良いメタノール。
エタノール、インプロピルアルコール、酢酸ブチルなど
が好ましく用いられる。
が好ましく用いられる。
上記の処理によって得られたレリーフ・パターンのポリ
マは耐熱性を有するポリイミド系ポリマの前駆体であシ
、加熱処理によジイミド環やその他の環状構造を有する
耐熱ポリマとなる。
マは耐熱性を有するポリイミド系ポリマの前駆体であシ
、加熱処理によジイミド環やその他の環状構造を有する
耐熱ポリマとなる。
本発明の組、放物の化学線感応性の度合(感度)は支持
体基板上に形成した被膜に、グレースケール(コダック
社Photographic 5tep tablet
m 221 sTgps)を介して高圧水銀灯の光を
照射し1次に現像し、最少光量で被膜が残った段数で判
定した。上記グレースケールでは段数が1段増加するご
とに透過光量が前段の1/9G”に減少する。したがっ
て段数の大きいも、の程、感度が高い。
体基板上に形成した被膜に、グレースケール(コダック
社Photographic 5tep tablet
m 221 sTgps)を介して高圧水銀灯の光を
照射し1次に現像し、最少光量で被膜が残った段数で判
定した。上記グレースケールでは段数が1段増加するご
とに透過光量が前段の1/9G”に減少する。したがっ
て段数の大きいも、の程、感度が高い。
本発明の化学線感応性重合体組゛放物は、半導体のパッ
シベーション膜、多層集積回路の眉間絶縁膜、混成集積
回路の眉間絶縁膜、プリント回路の半田付保護膜、液晶
用配向膜などの形成に供せられる。さらに高耐熱性のフ
ォトレジストとして金属付着や、ドライ・エツチング−
プロセスへの応用も可能である。その他ポリイミドの公
知の用途へ適用できる。
シベーション膜、多層集積回路の眉間絶縁膜、混成集積
回路の眉間絶縁膜、プリント回路の半田付保護膜、液晶
用配向膜などの形成に供せられる。さらに高耐熱性のフ
ォトレジストとして金属付着や、ドライ・エツチング−
プロセスへの応用も可能である。その他ポリイミドの公
知の用途へ適用できる。
本発明は上述したように構造単位(1) t−主成分と
するポリマと、化学線によシ2量化又は重合可能な不飽
和結合およびアミノ基又はその4級化塩を含む化合物(
II)と芳香族スルホニルアジド化合物〔■〕と、芳香
族第2級又は第6級アミン化合物(IV)とから化学線
感応性の組成物としたので1周知の増感剤である芳香族
スルホニルアジドを用いた組成物に比べて大幅に感度が
向上するという予想外の効果を得ることができたもので
ある0なお9本発明で用語の定義は次の通シである。
するポリマと、化学線によシ2量化又は重合可能な不飽
和結合およびアミノ基又はその4級化塩を含む化合物(
II)と芳香族スルホニルアジド化合物〔■〕と、芳香
族第2級又は第6級アミン化合物(IV)とから化学線
感応性の組成物としたので1周知の増感剤である芳香族
スルホニルアジドを用いた組成物に比べて大幅に感度が
向上するという予想外の効果を得ることができたもので
ある0なお9本発明で用語の定義は次の通シである。
耐熱性とは、窒素雰囲気中、200°0で1時間加熱し
ても形成したレリーフ・ノくターンのほけや熱減量がほ
とんどないことをいう。
ても形成したレリーフ・ノくターンのほけや熱減量がほ
とんどないことをいう。
次に、実施例に基づいて本発明の実施態様を説明する。
実施例1
ジアミノジフェニルエーテル68gをN−メチル−2−
ピロリドン600gに溶解し、アミン溶液を調合した。
ピロリドン600gに溶解し、アミン溶液を調合した。
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二酸無水物108gを
加えて分散し、ついで50“Cで3時間反応させること
によp、30’Oで20ポアズのポリマ溶液(4)を得
た。
加えて分散し、ついで50“Cで3時間反応させること
によp、30’Oで20ポアズのポリマ溶液(4)を得
た。
溶液(A) 40 gとジエチルアミンエチルメタクリ
v −ト5.6 gを混合し、ついで6−スルホニルア
ジド アミン04gを,N−メチルピロリドン4.5gに溶解
した溶液を混合,濾過した。
v −ト5.6 gを混合し、ついで6−スルホニルア
ジド アミン04gを,N−メチルピロリドン4.5gに溶解
した溶液を混合,濾過した。
得られた溶液を,丸1ピンナーでシリコンウェハ上に回
転塗布し、ついで80℃で1時間乾燥して5μの塗膜を
得た。この塗膜は平坦でむらがなく。
転塗布し、ついで80℃で1時間乾燥して5μの塗膜を
得た。この塗膜は平坦でむらがなく。
かつ基板に十分密着していた。
感度をグレースケール法で調べた。露光は高圧水銀灯で
10秒間行った。紫外線の強度は665nmの波長域で
10mw/al”であった。現像はジメチルアセトアミ
ド(5部)とメタノール(2部)の混合溶媒で行ない1
次いでリンス液で洗浄したC1被膜が残存する最少露光
段数、すなわち感度は12段であった。
10秒間行った。紫外線の強度は665nmの波長域で
10mw/al”であった。現像はジメチルアセトアミ
ド(5部)とメタノール(2部)の混合溶媒で行ない1
次いでリンス液で洗浄したC1被膜が残存する最少露光
段数、すなわち感度は12段であった。
比較例1
実施例1で得たポリマ溶液(A) 4 ’Ogとミヒ2
・ケトンおよびジエチルアミノエチルメタクリレ−)
5.6 gをN−メチルピロリドン4.5Bに溶解した
溶液を混合、濾過した組成物を実施例1と同様にしてテ
ストした。ミヒラ・ケトンの量を0.009gから、0
.9gまで調節して調べたところ、約0.2g添加した
ところで増感効果の向上は頭うちとなった。現像後、被
膜が残存する最少露光段数、すなわち、感度は4段であ
った。
・ケトンおよびジエチルアミノエチルメタクリレ−)
5.6 gをN−メチルピロリドン4.5Bに溶解した
溶液を混合、濾過した組成物を実施例1と同様にしてテ
ストした。ミヒラ・ケトンの量を0.009gから、0
.9gまで調節して調べたところ、約0.2g添加した
ところで増感効果の向上は頭うちとなった。現像後、被
膜が残存する最少露光段数、すなわち、感度は4段であ
った。
比較例2
実施例1で得たポリマ溶液(A) 40 F!、と3−
スルホニルアジド安息香酸0.5gとミヒラ・ケトン0
.2gおよびジエチルアミノエチルメタクリレート5.
6 gt″N−メチルピロリドン4.5gに溶解し実施
例2 実施例1で得たポリマ溶液(4)40gとジメチルアミ
ノエチルメタクリレート5.6 gi混合し、ついで、
5−スルホニルアジド安息香酸(’ 2 g トN−フ
ェニルジエタノールアミン0.6 g t−、N−メチ
ルピロリドン5gに溶解した溶液を混合濾過した0 実施例1と同様にしてシリコンウェハ上に塗膜を形成し
、ついでこの塗膜の上に縞文様のマスクを密着させ、実
施例1と同様の方法で4秒間露光し、現像・リンスした
ところ、シャープな端面を持ったレリーフ・パターンを
得た。このパターンを35[1’c、30分間熱処理す
ることによシ耐熱性のレリーフ・パターンを得た。この
パターンを200°0で1時間熱処理しても、パターン
のほやけも熱減量もなかった。
スルホニルアジド安息香酸0.5gとミヒラ・ケトン0
.2gおよびジエチルアミノエチルメタクリレート5.
6 gt″N−メチルピロリドン4.5gに溶解し実施
例2 実施例1で得たポリマ溶液(4)40gとジメチルアミ
ノエチルメタクリレート5.6 gi混合し、ついで、
5−スルホニルアジド安息香酸(’ 2 g トN−フ
ェニルジエタノールアミン0.6 g t−、N−メチ
ルピロリドン5gに溶解した溶液を混合濾過した0 実施例1と同様にしてシリコンウェハ上に塗膜を形成し
、ついでこの塗膜の上に縞文様のマスクを密着させ、実
施例1と同様の方法で4秒間露光し、現像・リンスした
ところ、シャープな端面を持ったレリーフ・パターンを
得た。このパターンを35[1’c、30分間熱処理す
ることによシ耐熱性のレリーフ・パターンを得た。この
パターンを200°0で1時間熱処理しても、パターン
のほやけも熱減量もなかった。
特許出願人 東し株式会社
Claims (1)
- (1) (a) 一般式 %式% ) で表わされる構造単位[’l)を主成分とするポリマ(
但し1式中 R′は少なくとも2個以上の炭素原子を有
する3価または4価の有機基、R′は少なくとも2個以
上の炭素原子を有する2価の有機基、R′は水素、アル
カリ金属イオン又ハアンモニウムイオンを表わす。 nは1又は2である)と。 (b)化学線によシ2量化又は重合可能な不飽和結合及
びアミン基又はその4級化塩を含む化合物CTL〕と。 (0) 芳香族スルホニルアジド化合物(13と。 (〜 第2級アミン基又は第3級アミノ基が結合してい
る芳香核に直接ケトン性の>C=Oが結合していない芳
香族第2級又は第3級ア
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58150296A JPS6042424A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 化学線感応性重合体組成物 |
DE8484300837T DE3463576D1 (en) | 1983-03-03 | 1984-02-09 | Radiation sensitive polymer composition |
EP84300837A EP0119719B1 (en) | 1983-03-03 | 1984-02-09 | Radiation sensitive polymer composition |
US06/579,008 US4608333A (en) | 1983-03-03 | 1984-02-10 | Radiation sensitive polymer composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58150296A JPS6042424A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 化学線感応性重合体組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6042424A true JPS6042424A (ja) | 1985-03-06 |
Family
ID=15493893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58150296A Pending JPS6042424A (ja) | 1983-03-03 | 1983-08-19 | 化学線感応性重合体組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6042424A (ja) |
-
1983
- 1983-08-19 JP JP58150296A patent/JPS6042424A/ja active Pending
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