JPS62127738A - 感光性ポリイミド前駆体用現像液 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は感光性ポリイミド前駆体をパターン化する際の
現像液に関するものである。

（従来の技術） 近年、半導体工業の分野でポリイミドが眉間絶縁膜や保
護膜として使用されている。さらに最近になってポリイ
ミド前駆体にパターン形成能を付与し、感光性のポリイ
ミド前駆体とし、工程の合理化が試みられている。また
、ポリイミドの通用として、数〜数十μｍの厚さの塗膜
を用いる半導体以外に、数百人の厚さの膜を用いる液晶
の配向膜がある。このような極薄ポリイミド膜形成にも
感光性ポリイミド前駆体の通用が考えられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来の感光性前駆体ポリイミドの現像液は、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトア
ミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ。

Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの溶剤を主成分としてい
るため、露光により架橋構造を形成した感光性ポリイミ
ド前駆体に対しても強い親和力を有している。このため
現像中に本来不溶性である露光部の溶解も進み、現像時
間とともに露光部の膜厚も大きく減少する。従って膜が
薄くなる程、現像後の膜厚の管理が困難となる。特に膜
厚が１μｍ以下の場合・数秒以内に露光部も熔解するた
め、実質上現像が不可能となる。また薄膜用の現像液と
して、特公昭５８−２２３１４９号公報に示されるよう
なＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、メチルアルコールお
よびジエチレングリコール等ヲ含む組成液が提案されて
いるが、この現像液の組成でも数百人の膜厚のパターン
化は実用上不可能であった・ 本発明の目的は、液晶の配向膜のような極薄膜のポリイ
ミドのパターン加工を可能にする現像液を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、感光性ポリイミド前駆体から所定のパターン
を有するポリイミドを形成するための現像液であって、
（Ａ）Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、１゜３−ジメチル−２−イミダゾリジ
ノン、Ｎ−アセチル−ε−カプロラクタム、γ−ブチル
ラクトン、ヘキサメチルホスホルアミドおよびテトラメ
チレンスルホンから選ばれる一種または二種以上の溶剤
、（Ｂ）メチルアルコールおよび（Ｃ）一般式Ｒ１ＯＣ
Ｈ２ＣＨ２ＯＨ（ここでＲ１は水素原子または低級アル
キル基）で表される溶剤からなり、（Ａ）および（Ｂ）
を２０〜５０重量％、（Ｃ）を８０〜５０重量％とした
感光性ポリイミド前駆体用現像液に関する。

上記（Ａ）の化合物は単独でまたは二種類以上混合して
用いられる。

本発明に用いる上記の（Ｃ）一般式Ｒ１ＯＣＨ２ＣＨ２
ＯＨで表される溶剤の具体例としては、エチレングリコ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
モノブチルエーテル等挙ｌげられる。

本発明の現像液は、上記（Ａ）群の溶剤、（Ｂ）メチル
アルコールおよび（Ｃ）上記の一般式Ｒ５ＯＣＨ２ＣＨ
２ＯＨで表わされる溶剤からなる。

（Ａ）群の溶剤と（Ｂ）メチルアルコールの使用割合は
、これらの合計量を１００重量％とすると、（Ａ）群の
溶剤４０〜９０重量％、（Ｂ）メチルアルコール６０〜
１０重量％の範囲であることが好ましい。（Ａ）群の溶
剤の比が高すぎると、現像した膜にクランクが入りやす
くなり、一方低すぎると未露光部の溶解が進行せず、現
像が困難になる傾向がある。

（Ａ）群の溶剤（Ｂ）メチルアルコールおよび（Ｃ）上
記の一般式Ｒ１ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨで表される溶剤の使
用割合は、全量をＬｏｏ重ｆ％とすると、（Ａ）および
（Ｂ）を２０〜５０重量％に対して（Ｃ）を８０〜５０
重量％の範囲とされる。（Ｃ）の使用割合が８０重量％
を越えると、未露光部の溶解が進行せず、現像が困難に
なり、一方、これが５０重量％より少なくなると、露光
部の熔解が急速に進行するため、膜厚の管理が困難とな
る。

本発明においては、現像性に悪影響を及ぼさない範囲内
で、上記三つの群以外の溶剤を含有させてもよい。これ
らの溶剤としては、アルコール類、多価アルコール誘導
体類、エステル類、炭化水素類、エーテル類などが好適
なものとして挙げられる。上記（Ａ）、（Ｂ）および（
Ｃ）の混合順序には制限がない。

本発明になる現像液を用いた現像は浸漬法、スプレー法
等により常法に従って行われ、浸漬法では室温で１〜５
分で完了する。現像した画像は現像液を取り除くためリ
ンス液で洗浄される。リンス液としては、現像液と混和
性の良い、ポリアミド酸（ポリイミドの前駆体ポリマ）
に対する貧溶媒などが用いられる。リンス液の例として
は、水、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、トルエン、キシレン、アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソル
ブなどが挙げられる。

本発明における感光性ポリイミド前駆体は公知のネガ型
の材料であればよく、例えば特開昭４９−１７３７４号
、特開昭４９−１１５５４１号、特開昭５４−８８１１
６号、特開昭５４−１４５７９４号、特開昭５５−１５
５３４７号、特開昭５５−４５７４８号等に示された感
光性ポリイミド前駆体が挙げられる。

実施例１ 感光性ポリイミド前駆体（日立化成（株）製、ＰＬ−１
１００）をＮ−メチル−２−ピロリドンで５重量％の濃
度に希釈したものをシリコンウェハに回転数３００Ｏｒ
、ｐ、ｍで回転塗布し、８０℃で１５分間乾燥して厚さ
約０．２μｍの塗膜を得た。この塗膜にクロムマスクを
介して高圧水銀灯で３６５ｎｍの光量が５０ｍＪ／−に
なるように光を照射した。次にＮ−メチル−２−ピロリ
ドン２０重量％、メチルアルコール１０重量％、エチレ
ングリコール７０重量％からなる現像液に、室温で６０
秒浸漬現像した。次いでエチルアルコールでリンスした
。現像物をリンス液から取り出し、直ちに窒素ガスを吹
きつけて乾燥し、さらに３００°Ｃで３０分間熱処理し
て、ポリイミドの良好なパターンを得た。熱処理後のポ
リイミドの膜厚は８００人であった。

実施例２ 現像液として、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド１５重量
％、メタノール１０重量％、エチレングリコールモノブ
チルエーテル７５重量％の混合液を用いる他は実施例１
と同じ条件でパターン加工を行ない、良好なポリイミド
パターンを得た。熱処理後のポリイミドの膜厚は８００
人であった。

実施例３ 現像液としてジメチルスルホキシド２０重量％、メタノ
ール１０重量％およびエチレングリコールモノメチルエ
ーテル７０重量％の混合液を用いる他は、実施例１と同
じ条件でパターン加工を行ない、良好なポリイミドパタ
ーンを得た。熱処理後のポリイミドのｌｌ臭厚は８００
人であった。

実施例４ 現像液としてＮ−メチル−２−ピロリドン１５重量％、
メタノール１０重量％、エチレングリコールモノエチル
エーテル７５重量％の混合液を用いる他は、実施例１と
同じ条件でパターン加工を行ない良好なポリイミドパタ
ーンを得た。熱処理後のポリイミドの膜厚は８００人で
あった。

比較例１ 現像液としてＮ−メチル−２−ピロリドン６０重量％お
よびメタノール４０重量％の混合液を用いる他は実施例
１と同じ条件でパターン加工を行なったが、１〜２秒間
のうちに露光部も全部溶解し、パターンを得ることがで
きなかった。

比較例２ 現像液として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン８０重量％
、水２０重量％の混合液を用いる他は実施例１と同じ条
件でパターン加工を行なったが、２〜３秒間のうちに露
光部も全部熔解し、パターンを得ることができなかった
。

比較例３ 現像液としてＮ−メチル−２ピロリドン３０重量％、メ
タノール２０重量％、ジエチレングリコールモノメチル
ニー・チル５０重量％からなる混合液を用いる他は実施
例１と同じ条件でパターン加工を行なったが、１５秒程
で露光部も全部溶解し、パターン得ることができなかっ
た。さらに現像時間を短縮してパターン加工を試みたと
ころ、５〜１０秒間でポリイミドパターンを得たが、現
像時間の管理幅が著しく狭く、実用的でないことが示さ
れた。

（発明の効果） 本発明によれば、極薄膜のポリイミドの加工を可能にす
る現像液を得ることができる。

代理人　弁理士　若　林　邦　彦゛−“パゝ！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、感光性ポリイミド前駆体から所定のパターンを有す
   るポリイミドを形成するための現像液であって、（Ａ）
   Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセ
   トアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピ
   ロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、
   Ｎ−アセチル−ε−カプロラクタム、γ−ブチルラクト
   ン、ヘキサメチルホスホルアミドおよびテトラメチレン
   スルホンから選ばれる一種または二種以上の溶剤、（Ｂ
   ）メチルアルコールおよび（Ｃ）一般式Ｒ＿１ＯＣＨ＿
   ２ＣＨ＿２ＯＨ（ここでＲ＿１は水素原子または低級ア
   ルキル基）で表される溶剤からなり、（Ａ）および（Ｂ
   ）を２０〜５０重量％、（Ｃ）を８０〜５０重量％とし
   た感光性ポリイミド前駆体用現像液。