明 棚 感 光 性 樹 脂 組 成 物 技 術 分 野
本発明 は感光性樹脂組成物に関す る 。 更に詳 し く は 高感度で、 厚膜の製造に適 し た製造容易な感光性樹脂 組成物に関す る も のであ る 。
景 技 術
耐熱 te感光材料 と し て 、 感光性ポ リ ィ ミ ドは半導体 の絶縁膜やパ ッ ン へ一 シ ヨ ン 膜 な ど に 広 く 使用 さ れて い る 。 こ れ ら は ポ リ ィ ミ ド ま た は そ の前駆体に感光基 を導入 し た も の か、 あ る い は ポ リ ィ ミ ド前駆体 に感光 基を有す る 化合物を混合 し た も のが多 い 。 前者の例 と し て、 特公昭 5 5 - 4 1 4 2 2 号公報で は ポ リ ァ ミ ド 酸の ェ ス テ ル側鎖 に感光基を付与 し た も のが開示 さ れ 特開昭 6 0 - 6 0 2 9 号公報で は あ ら 力、 じ め二重結合 を有す る ジ ァ ミ ン を合成 し てお き 、 こ の ジ ァ ミ ン を用 い て感光性ポ リ イ ミ ドを合成す る な どの方法が開示 さ れて い » し か し 、 こ れ ら の方法は感光基を導入す る た め のェ程が複雑であ り 好ま し く な い o
ま た、 特開昭 5 5 - 4 5 7 4 6 号公報及び特開昭 6
0 - 1 0 0 1 4 3 号公報で は各 々 ポ リ ア ミ ド酸の カ ル
ボキ シ ル基 に不飽和エ ポ キ シ化合物ま た は不飽和イ ソ シ ァ ネ ー ト 化合物を反応 さ せ る 方法が開示 さ れて い る が、 ポ リ ア ミ ド酸の カ ルボキ シ ル基に エ ポ キ シ基 ま た は イ ソ シ ァ ネ ー ト 基を反応 さ せ る 際に ポ リ ア ミ ド酸の 一部が分解す る な どに よ り 溶液粘度が低下す る 欠点を 有 し てい る 。 後者の ポ リ イ ミ ド前駆体に感光基を有す る 化合物を混合 し た も の と し て、 例え ば特開昭 6 3 — 2 0 6 7 4 0 号公報、 特開昭 5 9 - 1 5 4 4 9号公報 お よ び特開平 2 — 1 4 4 5 3 9 号公報で は、 ポ リ ア ミ ド酸 と 光反応性の不飽和基を有す る 化合物を混合 し た 組成物が開示 さ れてい る が、 特開昭 6 3 — 2 0 6 7 4 0号公報で は開始剤 と し て過酸化物を使用 し てい る た め に保存安定性に劣 り 、 特開昭 5 9 — 1 5 4 4 9号公 報及び特開平 2 - 1 4 4 5 3 9号公報で は特殊な構造 の ポ リ ア ミ ド酸を用 い て い る た め に耐熱性が低下 し た り 、 機械的強度が低下す る な ど、 実用物性が低下 し て 好 ま し く な い。
一方、 特開昭 5 4 — 1 4 5 7 9 4 号公報 に は二重結 合 と ァ ミ ノ 基ま た はそ の四級化塩を含む化合物を ポ リ ア ミ ド酸に混合す る 方法が開示 さ れてい る 。 し 力、 し 、 相溶性は良好であ る が、 感度が低 く 、 現像時に ク ラ ッ ク が発生す る な どの 問題点があ る 。 特開平 3 — 9 1 7 5 2号公報で は特殊な多官能ア ミ ノ ア ク リ レ ー ト を使 用す る こ と が示 さ れて い る 。 し か し 、 感度や現像時の ク ラ ッ ク は改良 さ れて い る が、 かか る 多官能ァ ミ ノ ア
ク リ レ ー ト は市販品 と し て入手 し に く い。 発 明 の 開 示
(発明 の概要)
本発明の 目 的は、 上記の従来の感光材料の欠点を改 良す る こ と であ り 、 膜厚の フ ィ ルム に対 し て も 実用上 十分な感度を有 し 、 高感度で製造容易な 感光性樹脂組 成物を提供す る こ と であ る 。
本発明者 ら は、 種 々 検討の結果、 感光成分 と し て特 定の ( メ タ ) ァ ク リ ノレ基含有イ ソ シ ァ ヌ レ ー ト と ポ リ ァ ノレ キ レ ン グ リ コ ー ノレ ジ ( メ タ ) ァ ク リ レ ー ト を特定 の比率で使用す る こ と に よ り 、 容易 に厚膜用 に適 し た 感光性樹脂組成物が得 ら れ る こ と を見い だ し 、 本発明 を完成す る に至 っ た。 すな わ ち 、
本発明の感光性樹脂組成物は、 ( 1 ) ポ リ イ ミ ド 1 0 0 重量部 に対 し て、 ( 2 ) ( メ タ ) ア ク リ ル基含有 イ ソ シ ァ ヌ レ ー ト 1 0 〜 1 0 0 重量部、 ( 3 ) ポ リ ア ル キ レ ン グ リ コ ー ノレ ジ ( メ タ ) ァ ク リ レ ー ト 1 0 〜 1 0 0 重量部、 及び ( 4 ) 光重合開始剤 0 . 5 〜 2 0 重 量部を必須成分 と し て含有せ し め る こ と を特徴 と す る こ の場合、 特 に ポ リ イ ミ ドカ フ ッ 素原子 ま た は ス ル ホ ン基を含む化合物であ る こ と が好 ま し い。
(発明の詳細な説明)
本発明の組成物に お け る ポ リ イ ミ ド は、 公知の方法 で、 例え ばテ ト ラ カ ルボ ン酸ニ無水物 と ジ ア ミ ン を溶
媒中で反応を行 う こ と に よ り 得 ら れ る ポ リ ア ミ ド酸か ら 容易 に 製造す る こ と がで き る 。 こ れ ら 両者 と も 芳香 族系化合物が好 ま し い が、 脂環式化合物、 脂肪族化合 物 も し く は シ ロ キ サ ン 系化合物で も 構わ な い 。 し 力、 し 厚膜用 と し て は フ ッ 素原子 も し く は ス ル ホ ン 基を 含 む 化合物が溶解性及 び透 明性 に 優れ る こ と な どの理 由 で 特 に 好 ま し い。
こ の テ ト ラ カ ル ボ ン 酸二無水物の具体例 と し て は 、 次の 化合物を挙 げ る こ と がで き る が、 必ず し も こ れ ら に 限定 さ れ る も の で は な い。
2 , 2 - ビ ス - ( 3 , 4 - ジ カ ノレ ポ キ シ フ エ 二 ノレ ) へ キ サ フ ロ ロ プ ロ パ ン 二無水物、 ビ ス - ( 3 , 4 - ジ 力 ノレ ボキ シ フ エ 二ノレ) ス ル ホ ン二無水物、 ビ ス - ( 3 4 - ジ カ ノレ ボキ シ フ エ ニ ル) エ ー テ ル二無水物、 3 , 3 ' , 4 , 4 ' - ベ ン ゾ フ エ ノ ン テ ト ラ 力 ノレ ボ ン 酸二 無水物、 2 , 2 ' , 3 , 3 ' - ベ ン ゾフ エ ノ ン テ ト ラ カ ル ボ ン 酸二無水物、 2 , 3 , 3 ' , 4 ' ベ ン ゾ フ エ ノ ン テ ト ラ カ ル ボ ン酸二無水物、 3 , 3 ' , 4 , 4 ' - ビ フ エ ニ ル テ ト ラ 力 ノレ ボ ン酸二無水物, 2 , 2 ' , 3 , 3 ' - ビ フ エ ニ ル テ ト ラ カ ル ボ ン酸二無水物、 2 3 , 3 ' , 4 ' - ビ フ エ ニ ル テ ト ラ カ ル ボ ン酸二無水 物、 ピ ロ メ リ ッ ト 酸二無水物、 1 , 2 , 5 , 6 - ナ フ 夕 リ ン テ ト ラ カ ル ボ ン酸二無水物、 2 , 3 , 6 , 7 - ナ フ タ リ ン テ ト ラ カ ル ボ ン 酸二無水物 な ど の 芳 香族 テ ト ラ カ ル ボ ン 酸二無水物、 シ ク ロ ブ タ ン テ ト ラ カ ル ボ
ン 酸ニ無水物、 メ チ ル シ ク ロ ブ タ ン テ ト ラ カ ル ボ ン 酸 二無水物な どの脂環式テ ト ラ カ ル ボ ン 酸二無水物、 1 , 2 , 3 , 4 - テ ト ラ カ ル ボ ン 酸二無水物 な どの脂肪族 テ ト ラ カ ル ボ ン 酸二無水物 な ど、 公知 の 化合物を挙 げ る こ と 力 で き る 。
ま た 、 ジ ァ ミ ン の 具体例 と し て次の 化合物を挙 げ る こ と がで き る が、 必ず し も こ れ ら に 限定 さ れ る も の で は な い。
芳香族 ジ ァ ミ ン と し て は 、 4 , 4 ' - ジ ア ミ ノ ジ フ ェ ニ ルエ ー テ ル 、 3 , 4 ' - ジ ア ミ ノ ジ フ エ ニ ノレ エ一 テ ノレ 、 3 , 3 ' - ジ ア ミ ノ ジ フ エ ニ ノレ ス ノレ ホ ン 、 4 , 4 ' - ジ ア ミ ノ ジ フ エ 二 ノレ メ タ ン 、 4 , 4 ' - ジ ア ミ ノ ジ フ エ ニ ノレ ス ノレ ホ ン 、 4 , 4 ' - ジ ア ミ ノ ジ フ エ 二 ル ス ノレ フ ィ ド 、 4 , 4 ' - ジ ( メ タ ア ミ ノ フ エ ノ キ シ ) ジ フ エ ニ ノレ ス ノレ ホ ン 、 4 , 4 ' - ジ ( ノヽ ' ラ ァ ミ ノ フ エ ノ キ シ ) ジ フ エ ニ レ ス ル ホ ン 、 オ ノレ ト フ エ 二 レ ン ジ ァ ミ ン 、 メ タ フ エ 二 レ ン ジ ァ ミ ン 、 ノヽ。 ラ フ ェ ニ レ ン ジ ァ ミ ン 、 ベ ン ジ ジ ン 、 3 , 3 ' - ジ ァ ミ ノ べ ン ゾ フ エ ノ ン 、 4 , 4 ' - ジ ァ ミ ノ べ ン ゾ フ エ ノ ン 、 4 , 4 ' - ジ ア ミ ノ ジ フ エ 二 ノレ - 2 , 2 - プ ロ パ ン 、 1 , 5 - ジ ァ ミ ノ ナ フ タ レ ン 、 1 , 8 - ジ ァ ミ ノ ナ フ タ レ ン 、 4 , 4 ' - ビ ス ( 4 - ア ミ ノ フ エ ノ キ シ ) ビ フ エ 二 ノレ 、 2 , 2 - ビ ス { 4 - ( 4 - ア ミ ノ フ エ ノ キ シ ) フ エ 二 ノレ } へ キ サ フ ロ ロ プ ロ パ ン 、 1 , 4 - ビ ス ( 4 - ア ミ ノ フ エ ノ キ シ ) ベ ン ゼ ン 、 1 , 3 - ビ ス ( 4 - ァ ミ ノ フ エ
0 ノ キ シ ) ベ ン ゼ ン , 4 , 4 ' - ジ ァ ミ ノ - 3
ジ ェ チ ル 5 , 5 ' - ジ メ チ ル ジ フ ュ ニ ノレ メ タ ン 、 4 4 ' - ジ ァ ミ ノ - 3 , 3 ' , 5 , 5 ' - テ 卜 ラ メ チ ノレ ジ フ ェ 二 ル メ タ ン、 1 , 4 - ジ ァ ミ ノ ト ノレ ェ ン 、 メ タ キ シ リ レ ン ジ ァ ミ ン 、 2 , 2 ' - ジ メ チ ル ベ ン ジ ジ ン な ど、 脂肪族 ジ ァ ミ ン と し て は、 ト リ メ チ レ ン ジ ア ミ ン 、 テ 卜 ラ メ チ レ ン ジ ア ミ ン 、 へ キ サ メ チ レ ン ジ ァ ミ ン 、 2 1 - ド、 デ カ ン ジ ァ ミ ン な ど 、 シ リ コ ン 系 ジ ァ ミ ン と し て は 、 ビ ス ( パ ラ ァ ミ ノ フ ユ ノ キ シ ) ジ メ チ ノレ シ ラ ン 4 - ビ ス ( 3 - ァ ミ ノ プ ロ ピ ノレ ジ メ チ ノレ シ リ ル ) ベ ン ゼ ン 、 ビ ス ( 3 - ア ミ ノ ブ D ピ ル ) テ ト ラ メ チ ル ジ シ ロ キ サ ン な ど、 脂環式 ジ ァ ミ ン と し て は 、 4 - ジ ア ミ ノ シ ク 口 へ キ サ ン 、 ビ ス ( 4 - ァ ミ ノ シ ク 口 へ キ シ ル ) メ タ ン、 ィ ソ フ ォ 口 ン ジ ア ミ ン な ど、 グ ァ ナ ミ ン 類 と し て は 、 ァ セ ト グ ァ ナ ミ ン 、 ベ ン ゾ グ ァ ナ ミ ン な どを挙げ る こ と が で き る
ま た ァ ミ ノ シ ロ キ サ ン と し て は 、 次式 ( 1 ) 〜 ( ) で 示 す 化 合物を挙げ る こ と が で き る 。
c I
H
CH 3, CH,
H2 N ~ (CH0→-j- S i-0 /p— S i ~^ (CH2 ) 4 NH2 ·'·(2)
c I
H
3
H2 N H, (7)
〔た だ し 、 式 ( 1 ) 〜 ( 9 ) 中 に示す p は 1 〜 : L 0 0 であ る 。 〕
以上示 し た も の以外の公知の ジ ア ミ ン を も 使用す る 二 と 力 で き る 。
上記の テ ト ラ カ ルボ ン酸二無水物 と ジ ァ ミ ン を溶媒中 で反応 し て ポ リ イ ミ ド前駆体であ る ポ リ ア ミ ド酸を得 る が、 そ の好 ま し い溶媒 (以下反応溶媒 と い う こ と があ る ) の具体例 と し て以下の化合物を挙げ る こ と がで き る 。
N - メ チ ル - 2 - ピ ロ リ ド ン 、 N , N - ジ メ チ ノレ ア セ ト ア ミ ド 、 N , N - ジ メ チ ノレ ホ ノレ ム ア ミ ド 、 ジ メ チ ノレ ス ル ホ キ シ ド 、 テ ト ラ メ チ ノレ尿素、 ピ リ ジ ン 、 へ キ サ メ チ ル ホ ス ホ ル ア ミ ド 、 メ チ ル ホ ル ム ア ミ ド 、 N - ァ セ チ ル - 2 - ピ ロ リ ド ン 、 2 - メ ト キ シ エ タ ノ ー ノレ 、 2 - エ ト キ シ エ タ ノ ー ル 、 2 - ブ ト キ シ エ タ ノ ー ル 、 ジ エ チ レ ン グ リ コ ー ノレ モ ノ メ チ ノレ エ 一 テ ノレ 、 ジ エ チ レ ン グ リ コ ー ル モ ノ ェ チ ル エ ー テ ル 、 ジ エ チ レ ン グ リ コ ー ノレ モ ノ ブ チ ル エ ー テ ノレ 、 シ ク ロ ペ ン 夕 ノ ン 、 メ チ ノレ シ ク ロ ペ ン 夕 ノ ン 、 シ ク ロ へ キ サ ノ ン 、 ク レ ゾ 一 ノレ 、 y - プ チ ロ ラ ク ト ー ン 、 イ ソ ホ ロ ン 、 N , N - ジ ェ チ ノレ アセ ト ア ミ ド 、 N , N - ジ ェ チ ノレ ホ ノレ ム ア ミ ド 、 N , N - ジ メ チ ノレ メ ト キ シ ァ セ ト ア ミ ド 、 テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン 、 N - メ チ ノレ - ε - カ プ ロ ラ ク タ ム 、 テ ト ラ ヒ ド ラ チ ォ フ ェ ン ジ ォ キ シ ド { ス ル フ ォ ラ ン ( s u l p h o l a n e ) } 。
ま た 、 上記有機溶媒を、 他の非プ ロ ト ン性 (中性) 有 機溶媒、 例え ば、 芳香族、 脂環式 も し く は脂肪族の炭化 水素、 ま た は そ れ ら の塩素化誘導体 (例え ば、 ベ ン ゼ ン 、 ト ル エ ン 、 キ シ レ ン類、 シ ク ロ へ キ サ ン 、 ペ ン タ ン 、 へ キ サ ン 、 石油エ ー テ ル 、 塩化 メ チ レ ン な ど ) 、 ま た は ジ ォ キサ ン な どで希釈 し た も の を用 い る こ と も で き る 。
上記の 溶媒の存在下、 公知 の方法 に よ り 、 前記酸無水 物及 び ジ ァ ミ ン 力、 ら ポ リ イ ミ ド前駆体で あ る ポ リ ア ミ ド 酸の溶液を得 る 。 こ の ポ リ ア ミ ド酸溶液 を水 中 に 投入 し て ポ リ ア ミ ド酸を沈殿 さ せ、 乾燥後、 加熱 し て ポ リ イ ミ ドを得 る 。 そ の 他 に ポ リ ア ミ ド酸 に 脱水剤 と 第 3 級 ア ミ ン を添加す る 方法、 ポ リ ア ミ ド酸 を溶媒中で一部 イ ソ ィ ミ ド化 さ せ た 後、 イ ソ イ ミ ド の 部分 を イ ミ ド に 転換 さ せ る 方法 な どで ポ リ イ ミ ドを得 る こ と 力 で き る 。
基板 に 対す る 密着性を 向上 さ せ る こ と を 目 的 に重合体 末端 に ア ミ ノ シ ラ ン を導入す る こ と が で き る 。
こ の ァ ミ ノ シ ラ ン の具体例 と し て、 次の 化合物を挙 げ る こ と がで き る 力 、 必ず し も こ れ ら に 限定 さ れ る も の で は な い o
ア ミ ノ メ チ ル - ジ - n - プ ロ ポ キ シ - メ チ ノレ シ ラ ン 、 ( β - ア ミ ノ エ チ ノレ ) - η - プ ロ ボ キ シ - メ チ ノレ シ ラ ン 、 ( ;5 - ア ミ ノ エ チ ノレ ) - ジ エ ト キ シ - フ エ ニ ノレ シ ラ ン 、 ( β - ア ミ ノ エ チ ノレ ) - ト リ - η - プ ロ ボ キ シ シ ラ ン 、 ( β - ア ミ ノ エ チ ル ) - ジ メ ト キ シ - メ チ ノレ シ ラ ン 、 ( r - ァ ミ ノ プ ロ ピ ノレ ) - ジ - n - プ ロ ボ キ シ - メ チ ル シ ラ ン 、 ( ァ - ァ ミ ノ プ ロ ピ ノレ ) - ジ - n - ブ ト キ シ - メ チ ノレ シ ラ ン 、 ( ァ - ア ミ ノ ブ ロ ピ ノレ ) - ト リ エ ト キ シ シ ラ ン 、 ( ァ - ァ ミ ノ プ ロ ピ ノレ ) - ジ - n - ペ ン ト キ シ - フ エ ニ ノレ シ ラ ン 、 ( 7 - ァ ミ ノ プ ロ ピ ル ) - メ ト キ シ - n - プ ロ ポ キ シ - メ チ ノレ シ ラ ン 、 ( 5 - ア ミ ノ ブ チ ル ) - ジ メ ト キ シ - メ チ ル シ ラ ン 、 ( 3 - ァ ミ ノ フ エ 二 ノレ )
- ジ - n - プ ロ ボ キ シ シ ラ ン 、 ( 4 - ァ ミ ノ フ エ 二 ノレ )
- ト リ - n - プ ロ ポ キ シ シ ラ ン 、 { 8 - ( 4 - ア ミ ノ フ ェ ニ ノレ ) ェ チ ノレ } - ジ ェ ト キ シ - メ チ ノレ シ ラ ン 、 、 β -
( 3 - ァ ミ ノ フ エ 二 ノレ ) ェ チ ル } - ジ - η - プ ロ ポ キ シ - フ エ ニ ノレ シ ラ ン 、 { ァ - ( 4 - ァ ミ ノ フ エ 二 ノレ ) プ ロ ピ ノレ ) - ジ - η - プ ロ ポ キ シ - メ チ ノレ シ ラ ン 、 { ァ -
( 4 - ア ミ ノ フ エ ノ キ シ ) プ ロ ピ ノレ } - ジ - η - プ ロ ボ キ シ - メ チ ノレ シ ラ ン 、 { ァ - ( 3 - ア ミ ノ フ エ ノ キ シ ) プ ロ ピソレ } - ジ - η - ブ ト キ シ - メ チ ノレ シ ラ ン 、 { ァ -
( 3 - ア ミ ノ フ エ ノ キ シ ) プ ロ ピ ル } - ジ メ チ ノレ - メ ト キ シ シ ラ ン 、 ( ァ - ァ ミ ノ プ ロ ピ ノレ ) - メ チ ル - ジ エ ト キ シ シ ラ ン 、 ( 7 - ァ ミ ノ プ ロ ピ ノレ ) ェ チ ノレ - ジ - η - プ ロ ボ キ シ シ ラ ン 、 ( 4 - ア ミ ノ フ ヱ 二 ノレ ) - ト リ メ ト キ シ シ ラ ン 、 ( 3 - ァ ミ ノ フ エ 二 ノレ ) - ト リ メ ト キ シ シ ラ ン 、 ( 4 - ァ ミ ノ フ エ 二 ノレ ) - メ チ ノレ - ジ メ ト キ シ - シ ラ ン 、 ( 3 - ァ ミ ノ フ エ 二 ノレ ) - ジ メ チ ノレ - メ ト キ シ シ ラ ン 、 ( 4 - ァ ミ ノ フ エ 二 ノレ ) - ト リ エ ト キ シ シ ラ ン
{ 3 - ( ト リ エ ト キ シ シ リ ル) プ ロ ピ ル) 尿素 な ど の 公 知の化合物。
こ れ ら の ア ミ ノ シ ラ ン 化合物以外 に も ポ リ イ ミ ド の 分 子量を コ ン ト ロ ー ルす る こ と を 目 的 に一価 の酸無水物 ま た は ァ ミ ノ 基 を有す る 化合物 を添加 し て反応 を行 う こ と も で き る 。 そ の よ う な 化合物 の 例 と し て無水 フ タ ル酸、 無水 マ レ イ ン 酸、 ァ ニ リ ン 、 モ ノ ア リ ノレ ア ミ ン な ど の ィ匕 合物 を 例示す る こ と がで き る 。
53 本発明 の 感光性樹脂組成物を構成す る ( メ タ ) ァ ク リ ル基含有 イ ソ シ ァ ヌ レ ー ト と は、 ァ ク リ ノレ基、 メ タ ァ ク リ ル基、 も し く は ァ ク リ ノレ基 お よ び メ タ ァ ク リ ル基 を 含 有す る イ ソ シ ァ ヌ レ 一 卜 で あ り 、 ま た ポ リ ア ノレ キ レ ン グ リ コ ー ル ジ oc=( メ タ ) ァ ク リ レ ー ト は ポ リ ア ノレ キ レ ン ジ ァ ク リ レ ー ト 、 ポ リ ア ノレ キ レ ン ジ メ タ ァ ク リ レ ー ト 、 も し く は ポ リ ア ノレ キ レ ン ァ ク リ レ ー ト · メ タ ア タ リ レ ー ト で あ る 。 こ れ ら の 化合物 は い ずれ も 感光成分で あ る 。
( メ 夕 ) ァ ク リ ノレ基含有 イ ソ シ ァ ヌ レ 一 ト と し て は 、 つ ぎの式 1 0 〜 1 5 で示 さ れ る 化合物が あ げ ら れ る 。
0
II
c
HO— CH2 -CH2 -N N-CH„ CH2 OCOCH=CH2
c c
f \l ¾ (10)
N
CH2 CH2 OCOCH = CH2
HOCH
2 CH
2 -N — CH
2 CH
2 OCO
H
2
0 = C、 C = 0 (11)
V ?H3
CH„ CH2 OCOC = CH2
CH, CHCOOCH2 CH2 -N N-CH2 CH2 OCOCH = CH2
0=C C=0
N
CH2 CH2 OCOCH = CH2 (12)
CH, oc=
CH, 2
ま た 、 ポ リ ア ノレ キ レ ン グ リ コ ー ル ジ ( メ タ ) ァ ク リ レ ー ト と し て は 、 つ ぎ の 式 1 6 ~ 2 4 で示 さ れ る 化合物が あ げ ら れ る 。
CH2 =CHCOO (CH2 CH2 0) q COCH = CH2 〜(16)
CH2 = H2 (17)
CH2 ==CHCOO (CH2 CH2 CH2 0) q COCH = CH2 -(18)
?H3 ?H3
CH2 =CCOO (CH2 CH2 CH2 O) q COC = CH2 (19)
CH,
CH2 =CHCOO (CHCH2 0) q COCH=CH2 〜(20)
CH2 = H2 (21)
CH2 =CHCOO (CH2 CH2 CH2 CH2 0) q C0CH = CH2 … )
?H3 CH,
CH2 =CCOO (CH2 CH2 CH2 CH2 O) q COC = CH2 〜(23)
CH = H2
-(24)
( た だ し 、 式 1 6 〜 2 4 に お い て 2 ≤ q ≤ 1 0 ,
2 ≤ m + n ≤ 1 0 , m ≥ 1 , n ≥ l であ る 。 )
上記感光成分の 添加量 は、 ポ リ イ ミ ド 1 0 0 重量部 に 対 し て ( メ タ ) ァ ク リ ノレ基含有 イ ソ シ ァ ヌ レ ー ト 1 0 〜 1 0 0 好 ま し く は 2 0 〜 8 0 重量部及 び ポ リ ア ルキ レ ン グ リ コ 一 ノレ ジ ( メ タ ) ァ ク リ レ ー ト 1 0 〜 ; L 0 0 好 ま し く は 2 0 〜 8 0 重量部で あ る 。 感光成分が ( メ タ ) ァ ク リ ル基含有 ィ ソ シ ァ ヌ レ ー ト の み の場合塗膜の 表面 あ れ が発生 し 、 逆 に 感光成分が ポ リ ア ルキ レ ン ダ リ コ ー ル ( メ タ ) ァ ク リ レ 一 ト の み の 場合 は塗膜 に ベ た つ き が あ る の で、 い ずれ も 好 ま し く な く 、 両者 を上記比率で添加 し た場合 に 初 め て高感度 の 感光性樹脂組成物が得 ら れ、 かつ良好 な 塗膜が得 ら れ る 。
本発明 で使用 さ れ る 光重合開始剤 ま た は增感剤 と し て は公知の 化合物で良 い が、 そ れ ら の一種 ま た は数種 を混 合 し て使用 す る こ と がで き る 。 そ れ ら の具体例を以下 に る が、 こ れ ら に 限定 さ れ る も の で は な い。
ベ ン ゾ フ エ ノ ン 、 ミ ヒ ラ ー ズ ケ ト ン 、 4 , 4 ' - ジ ェ チ ノレ ア ミ ノ べ ン ゾ フ エ ノ ン 、 キ サ ン ト ン 、 チ ォ キ サ ン ト ン 、 イ ソ プ ロ ピ ノレ キ サ ン ト ン 、 2 , 4 - ジ ェ チ ノレ チ ォ キ サ ン ト ン 、 2 - ェ チ ノレ ア ン ト ラ キ ノ ン 、 ァ セ ト フ エ ノ ン 2 - ヒ ド ロ キ シ - 2 - メ チ ノレ プ ロ ピ オ フ エ ノ ン 、 2 - ヒ ド ロ キ シ - 2 - メ チ ル - 4 ' - イ ソ プ ロ ピ ノレ プ ロ ピ オ フ エ ノ ン 、 1 - ヒ ド ロ キ シ シ ク ロ へ キ シ ル フ ェ ニ ノレ ケ ト ン ィ ソ プ ロ ピ ノレ べ ン ゾ ィ ン エ ー テ ル 、 ィ ソ ブ チ ノレ べ ン ゾ ィ ン エ ー テ ノレ 、 2 , 2 -. ジ ェ ト キ シ ァ セ ト フ エ ノ ン 、 2 , 2 - ジ メ ト キ シ - 2 - フ エ ニ ノレ ア セ ト フ エ ノ ン 、 ベ ン ジ
ル 、 カ ン フ ァ ー キ ノ ン 、 ベ ン ズ ア ン ス ロ ン 、 2 - メ チ ル
- 1 - { 4 - ( メ チ ノレ チ ォ ) フ エ 二 ノレ } - 2 - モ ノレ フ ォ リ ノ - 1 - プ ロ ノ、。 ン 、 3 , 3 ' , 4 , 4 ' - テ ト ラ ( t
- プ チ ノレ パ 一 ォ キ シ カ ノレ ボ ニ ル ) ベ ン ゾ フ エ ノ ン 、 N - フ エ ニ ル - グ リ シ ン 、 p - ヒ ド ロ キ シ - N - フ エ ニ ノレ グ リ シ ン 、 テ ト ラ メ チ ノレ チ ウ ラ ム モ ノ ス レ フ ィ ド 、 テ ト ラ メ チ ノレ チ ウ ラ ム ジ ス ノレ フ ィ ド 、 p - ト リ ノレ ジ ス ノレ フ ィ ド 4 - ジ メ チ ル ァ ミ ノ 安息香酸ェ チ ル、 4 - ジ メ チ ル ア ミ ノ 安息香酸 イ ソ ア ミ ノレ 、 3 , 3 ' - カ ノレ ポ 二 ノレ - ビ ス
( 7 - ジ ェ チ ノレ ア ミ ノ ) ク マ リ ン 、 2 , 6 - ビ ス ( p - ア ジ ド ベ ン ジ リ デ ン ) シ ク ロ へ キ サ ノ ン 、 2 , 6 - ビ ス
( - ア ジ ド ベ ン ジ リ デ ン ) - 4 - メ チ ノレ シ ク ロ へ キ サ ノ ン 、 2 , 6 - ビ ス ( ρ - ア ジ ド ベ ン ジ リ デ ン ) - 4 - t - ブ チ ノレ シ ク ロ へ キ サ ノ ン な ど 。
光重合開始剤の 添加量 は 、 ポ リ イ ミ ド に 対 し て 0 . 0 5 ~ 2 0 重量 % 、 好 ま し く は 0 . 5 〜 : 1 0 重量 % で あ る 更 に 、 必要 に 応 じ て架橋助剤 と し て ポ リ イ ミ ド に 対 し て 5 0 重量 % 以下の 公知 の 炭素 - 炭素二重結合 を有す る 化合物 あ る い は 多価 チ オ ー ル類を添加す る こ と も で き る つ ぎ に そ の 具体例を 例示す る 。
ブ チ ノレ ア ク リ ラ ー ト 、 シ ク ロ へ キ シ ノレ ァ ク リ ラ ー ト 、 ジ メ チ ノレ ア ミ ノ エ チ ノレ メ タ ク リ ラ 一 ト 、 ペ ン ジ ノレ ア ク リ ラ ー ト 、 カ ル ビ ト ー ノレ ァ ク リ ラ ー ト 、 2 - ェ チ ノレ へ キ シ ノレ ァ ク リ ラ ー ト 、 2 - ェ チ ル へ キ シ ノレ メ タ ク リ ラ ー ト 、 ラ ウ リ ノレ メ タ ク リ ラ 一 ト 、 2 - ヒ ド ロ キ シ ノレ エ チ ノレ ア ク
リ ラ ー ト 、 2 - ヒ ド ロ キ エ チ ル メ タ ク リ ラ ー ト 、 2 一 ヒ ド ロ キ シ プ ロ ピ ル ァ ク リ ラ 一 卜 、 2 - ヒ ド ロ キ シ ル プ ロ ピ ル メ タ ク リ ラ ー ト 、 グ リ シ ジ ル メ 夕 ク リ ラ ー ト 、 N - メ チ ロ ー ノレ ア ク リ ル ア ミ ド 、 N - ジ ア セ ト ン ァ ク リ ノレ ア ミ ド 、 N , N ' - メ チ レ ン ビ ス ァ ク リ ノレ ア ミ ド 、 N - ビ 二 ノレ ピ ロ リ ド ン 、 エ チ レ ン グ リ コ ー ノレ ジ ァ ク リ ラ 一 ト 、 ジ エ チ レ ン グ リ コ ー ノレ ジ ァ ク リ ラ ー ト 、 ト リ エ チ レ ン グ リ コ 一 ノレ ジ ァ ク リ ラ ー ト 、 ブ チ レ ン グ リ コ ー ノレ ジ ァ ク リ ラ ー ト 、 ブ チ レ ン グ リ コ ー ル ジ メ タ ク リ ラ 一 ト 、 ネ オ ペ ン チ ノレ グ リ コ ー ノレ ジ ァ ク リ ラ 一 ト 、 ネ オ ペ ン チ レ グ リ コ ー ノレ ジ メ 夕 ク ル ラ ー ト 、 1 , 4 - ブ タ ン ジ ォ ー ノレ ジ ァ ク リ ラ 一 ト 、 1 , 6 - へ キ サ ン ジ ォ 一 ノレ ジ ァ ク リ ラ 一 ト 、 1 , 6 - へ キ サ ン ジ ォ ー ノレ ジ メ 夕 ァ ク リ ラ ー ト 、 ペ ン 夕 エ リ ス リ ト ー ノレ ジ ァ ク リ ラ 一 ト 、 ペ ン タ エ リ ス リ ト ー ル ト リ ァ ク リ ラ ー ト 、 ト リ メ チ ロ ー ノレ プ ロ パ ン ト リ ァ ク リ ラ ー ト 、 ト リ メ チ ロ ー ノレ プ ロ パ ン ト リ メ タ ク リ ラ ー ト 、 ペ ン タ エ リ ス リ ト ー ノレ テ ト ラ ( 3 - メ ノレ カ プ ト プ ロ ピ オ ネ ー ト ) 、 ペ ン タ エ リ ス リ ト ー ノレ ( メ ル カ プ ト ァ セ テ一 ト ) な ど。
そ の 他 に も ハ イ ド ロ キ ノ ン 、 p - メ ト キ シ フ エ ノ ー ル な どの熱重合禁止剤、 あ る い は染料、 顔料な どの副資材 を添加す る こ と も で き る 。
次に本発明 の感光性樹脂組成物を用 い てバ タ 一 ン化 さ れた ポ リ イ ミ ド膜を形成す る 方法につ い て説明す る 。 本 発明 の感光性樹脂組成物 は ス ピ ン コ ー ト 、 浸漬 ま た は噴
霧印刷 な ど の 公知の 方法 に よ り シ リ コ ン ウ ェ ハ ー 、 金属 板、 プ ラ ス チ ッ ク 板、 あ る い は ガ ラ ス 板 な ど の 基板上 に 塗布す る 。 得 ら れた 塗膜 は電気炉 あ る い は ホ ッ ト プ レ ー ト な ど の 加熱手段 を用 い 、 3 0 〜 1 5 0 °C の 温度で プ リ ベ ー ク を行 う こ と に よ り 塗膜中 の大部分の溶媒の 除去 を 行 う 。 こ の塗膜 に ネ ガマ ス ク を 置 き 、 化学線 を照射す る 化学線 と し て は X 線、 電子線、 紫外線、 あ る い は可視光 線 な どが例 と し て挙 げ ら れ る が、 紫外線 ま た は遠赤外線 が特 に 好適で あ る 。 次 いで未露光部 を現像液で溶解除去 す る こ と に よ り レ リ ー フ · パ タ ー ン を得 る 。 必要 に よ り 非溶媒中で リ ン ス し 、 更 に 1 5 0 °C 以下の 温度で乾燥 を 行い レ リ ー フ ♦ パ タ ー ン の安定化を行 う こ と がで き る 。 ま た プ リ べ ー ク 後 の い ずれかの 時点で基板力、 ら フ ィ ルム を は力 し 、 単独の フ イ ノレ ム と し て使用 す る こ と も で き る 現像 に よ り 形成 さ れた レ リ ー フ · パ タ ー ン の ポ リ マ ー を 上記加熱手段 に よ り 2 0 0 〜 5 0 0 °C 、 好 ま し く は 3 〇
0 〜 4 0 0 °C の温度で加熱す る こ と に よ り パ タ ー ン 化 さ れた ポ リ イ ミ ド膜が形成 さ れ る 。 こ の場合、 感光基 を 含 む化合物で あ る ( メ タ ) ア ク リ ル基 含有 イ ソ シ ァ ヌ レ 一 ト 及 び ポ リ ア ノレ キ レ ン グ リ コ ー ノレ ジ ( メ タ ) ァ ク リ レ ー ト は、 化学線 に よ り 重合 し ポ リ マ ー を形成す る が ポ ス ト ベー ク に よ り 熱分解 し 、 塗膜中 か ら 揮散す る 。 こ の よ う に し て本発明 の 感光性樹脂組成物か ら パ タ ー ン 化 さ れ た 耐熱性 の ポ リ イ ミ ド膜 を得 る こ と がで き る 。
発明を実施す る た めの最良の形態
以下、 実施例に よ っ て、 本発明を具体的 に説明す る が 本発明 は こ れ ら の実施例 に よ り 限定 さ れ る も の で は な い 合成例、 実施例 に お け る 回転粘度 は、 E 型粘度計 〔株 式会社東京計器製 V I S C O N I C E M D (商標) 〕 を使用 し て、 温度 2 5 ± 0 . 1 °Cで測定 し た粘度であ る ( ポ リ イ ミ ド の合成例 1 )
攪拌装置、 滴下 ロ ー ト 、 温度計、 コ ン デ ン サ 一及び窒 素置換装置を付 し た 5 0 0 ミ リ リ ッ ト ノレ の フ ラ ス コ を恒 温槽中 に 固定 し た。
脱水精製 し た 3 0 0 . 0 g の N , N - ジ メ チ ノレ ア セ ト ア ミ ド (以下 「 D M A c 」 と 略記す る 。 ) 及び 5 3 . 9 g ( 0 . 1 0 4 モ ノレ ) の 2 , 2 - ビ ス [ 4 - ( 4 - ア ミ ノ フ エ ノ キ シ ) フ エ 二 ノレ ] へ キ サ フ ノレ ォ ロ プ ロ ノ、' ン ( 以 下、 「 H F B A P P 」 と 略記す る 。 ) を投入 し 、 攪拌を 続け溶解 さ せた。 こ の溶液 に 4 6 . 1 g ( 0 . 1 0 4 モ ル ) の へ キ サ フ ノレ オ 口 イ ソ プ ロ ピ リ デ ン - 2 , 2 - ビ ス ( フ タ ル酸無水物) (以下 「 6 F D A 」 と 略記す る 。 ) を添加 し 2 0 〜 3 0 °Cで 8 時間反応を行い、 ポ リ ア ミ ド 酸を得た。
こ の ポ リ ア ミ ド酸溶液を 5 リ ツ ト ル の水中 に投入す る こ と に よ り ポ リ ア ミ ド酸を沈殿 さ せた。 次いで こ の ポ リ ア ミ ド酸を 6 0 °C のオ ー ブ ン で 3 時間加熱す る こ と に よ り 乾燥 さ せ た後 さ ら に 1 8 0 °C の オ ー ブ ン で 1 時間加熱 す る こ と に よ り イ ミ ド化を行い 8 0 . 0 g の ポ リ イ ミ ド
を得 た
つ ぎ に 攪拌装置、 温度計、 コ ン デ ン サ ー 及 び窒素置換 装置 を付 し た 3 0 0 ミ リ リ ッ ト ノレ の フ ラ コ を恒温槽中 に 固定 し 、 こ の 中 に上記 ポ リ イ ミ ド、 5 0 . 0 g 及 び 1 5 0 0 g の 7 - プチ ロ ラ ク ト ー ン を投入 し 、 攪拌 し て溶解 さ せ ポ リ イ ミ ド 2 5 重量 % の溶液 を得 た。 こ の溶液 の 回転 粘度 は 1 0 0 0 0 c p s で あ つ た
( ポ リ イ ミ ド の 合成例 2 〜 5 )
H F B A P P 5 3 . 9 g 及 び 6 F D A 4 6 . 1 g に 代 え て、 4 , 4 ' - ジ ア ミ ノ ジ フ エ ニ ル ス ノレ ホ ン (以下 D P S と 略記す る ) 3 5 . 9 g 及 び 6 F D A 6 4 . 1 g
(合成例 2 ) 、 4 , 4 ' - ジ ア ミ ノ ジ フ ユ 二 ル ェ 一 テ ル (以下 D D E と 略記す る ) 3 1 . 1 及 び 6 F D A 3 8
9 g (合成例 3 ) 、 4 , 4 ' - ジ (パ ラ ア ミ ノ フ ユ ノ キ シ ) ジ フ ユ ニ ノレ ス ル ホ ン (以下 B A P S と 略記す る ) 4 9 . 3 g 及 び 3 , 3 ' , 4 , 4 , - ベ ン ゾ フ ュ ノ ン テ ト ラ カ ル ボ ン酸二無水物 (以下 B T D A と 略記す る ) 5 0 7 g (合成例 4 ) 、 B A P S 4 9 . 7 g と ビ ス ( 3 - ァ ミ ノ プ ロ ピ ノレ ) テ ト ラ メ チ ル ジ シ ロ キ サ ン (以下 A P D S と 略記す る ) 3 . 8 g 及 び ジ フ エ 二 ル ス ル ホ ン - 3 , 3 ' 4 , 4 ' - テ ト ラ カ ル ボ ン 酸ニ 無水物 (以下 D S D A と'略記す る ) 4 6 . g (合成例 5 ) を用 い た 以外 は 合成例 1 と 同様 に し て ポ リ イ ミ ド を合成 し 、 同様 に し て ポ リ ィ ミ ド 2 5 重量 % の 溶液 を得 た 。 結果 を 合成例 1 と 共 に 表 1 に 示す。
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(実施例 1 )
攪拌装置、 温度計、 コ ン デ ン サ ー及び窒素置換装置を 付 し た 3 0 0 ミ リ リ ッ ト ノレ の フ ラ ス コ を恒温槽中 に 固定 し た。
合成例 1 で合成 し た ポ リ イ ミ ド溶液 1 0 0 g 及び感光 成分 と し て式 1 2 で示 さ れ る 化合物 9 . 4 g 、 式 1 6 で 示 さ れ る 化合物 9 . 4 g を投入 し 、 2 0 〜 3 0 °Cで攪拌 し溶解 さ せた。 次いで、 光重合開始剤 と し て 2 , 2 - ジ メ ト キ シ - 2 - フ エ ニ ノレ ア セ ト フ エ ノ ン 0 . 5 g 、 3 , 3 ' , 4 , 4 ' - テ ト ラ ( t - ブ チ ノレ パ ー ォ キ シ カ ノレ ボ 二 ノレ ) ベ ン ゾ フ エ ノ ン 0 . 2 5 g 、 ミ ヒ ラ - ズ ケ ト ン 0 2 5 g を添加 し て、 攪拌を続け溶解 さ せ る こ と に よ り 、 本発明 の組成物を調製 し た。 こ の組成物の回転粘度 は、 7 0 0 0 c p s であ っ た。
こ の組成物を シ リ コ ン ウ ェ ハ ー上に 2 0 0 0 回転で 3 0 秒間 ス ピ ン コ ー ト を行い 、 1 0 5 °C の ホ ッ ト プ レ ー ト で 3 分間プ リ べー ク を行 う こ と に よ り 均一な膜を形成せ し め た。 そ の時の膜厚は、 2 1 〃 m で あ っ た 。 次に マ ス ク を通 し て超高圧水銀灯 ( 2 0 2) で種 々 の照射時 間で露光 し た。 こ れを D M A c 6 0 重量部 Z イ ソ プ ロ ピ ル ア ル コ ー ル 4 0 重量部か ら な る 現像液に 3 分間浸漬す る こ と に よ り 現像を行い、 水で リ ン ス し 、 乾燥 し た。 現 像後の膜厚 は 2 ◦ m で鮮明 な レ リ ー フ パ タ ー ン を得 ら れた。 ち な み に そ の ホ ー ルパ タ ー ン ( 5 ひ // m ) を解像 す る 露光量を感度 と し て求め た と こ ろ 、 表 2 の実施例 1
の上段 に示す と お り であ っ た。 か く し て得 ら れた膜を 1 5 0 °C で 6 0 分間、 さ ら に 、 4 0 0 。Cで 6 0 分間電気炉 中で焼成を行 っ た結果、 パ タ ー ン は く ずれ る こ と は な か つ た。 最終的な膜厚 は、 1 0 mであ っ た。
さ ら に 、 上記組成物の経時安定性を調べ る た め に、 調 製直後の組成物 と 室温に 1 ヶ 月 放置 し た組成物につ い て 回転粘度及び感度を測定 した。 結果を表 2 の実施例 1 の 下段に示す。
(実施例 2 〜 5 )
ポ リ イ ミ ド及び感光成分を変化 さ せ る 以外 は実施例 1 と 同様に し て感光性樹脂組成物の調製 と 評価を行 つ た。 結果を他の例 と 合せて表 2 に示す。
(実施例 6 )
合成例 1 で合成 し た ポ リ イ ミ ド溶液 1 0 0 g に 、 実施 例 1 で用 い た感光成分、 式 1 2 で示 さ れ る 化合物 6 . 3 g 、 式 1 6 で示 さ れ る 化合物 6 . 3 g を溶解 さ せ、 光重 合開始剤、 2 , 2 - ジ メ ト キ シ - 2 - フ エ ニ ノレ ア セ ト フ ェ ノ ン 1 . 2 5 g 、 3 , 3 ' , 4 , 4 ' - テ ト ラ ( t - ブチ ルパ ー ォ キ シ カ ル ボニ ル) ベ ン ゾ フ ヱ ノ ン ◦ . 6 2 5 g 、 ミ ヒ ラ ー ズケ ト ン 0 . 6 2 5 g を添加 し 、 感光性 樹脂組成物の調製 と 評価を行 っ た。 結果を表 2 に 示す。
(実施例 7 )
合成例 1 で合成 し た ポ リ イ ミ ド溶液 1 0 0 g に 、 実施 例 1 で用 い た感光成分、 式 1 2 で示 さ れ る 化合物 1 7 . 5 g 、 式 1 6 で示 さ れ る 化合物 1 7 . 5 g を溶解 さ せ、
光重合開始剤、 2 , 2 - ジ メ ト キ シ - 2 - フ ユ ニ ノレ ア セ ト フ エ ノ ン ◦ . 2 5 g 、 3 , 3 ' , 4 , 4 ' - テ ト ラ ( t - ブ チ ノレパ ー ォ キ シ カ ノレ ボニ ノレ ) ベ ン ゾ フ エ ノ ン 0
1 2 5 g 、 ミ ヒ ラ ー ズケ ト ン 0 . 1 2 5 g を添加 し 、 感 光性樹脂組成物の調製 と 評価を行 っ た。 結果を表 2 に示 す。
(比較例 1 〜 2 )
式 1 2 で示 さ れ る 化合物 9 . 4 g お よ び式 1 6 で示 さ れ る 化合物 9 . 4 g に代えて、 式 1 2 で示 さ れ る 化合物 1 8. 9 g (比較例 1 ) ま た は式 1 6で示 さ れ る 化合物 1 8. 8 g (比較例 2 ) を用 い る 以外 は、 実施例 1 と 同 様の装置及び方法で感光性樹脂組成物を調製 し た。 か く し て得 ら れた樹脂 は表 2 に示す と お り 感度が低 く 、 かつ 現像時に膜の表面荒れが生 じ た り 、 プ リ べー ク 後 にベ 夕 ツ キがあ る と い っ た問題点があ っ た。
表 2
* 1 : 現像時に膜表面が荒れる。
* 2: プリべ一グ後にべ夕ツキがある t
産業上の利用可能性
本発明 の感光性樹脂組成物か ら パ タ ー ン化 さ れた耐熱 性の ポ リ イ ミ ド膜を得 る こ と がで き る 。
本発明の感光性樹脂組成物は電子材料関連用途への適 用が考え ら れ る が、 特に半導体素子のパ ッ シベー シ ョ ン 膜、 層間絶縁膜、 L S I メ モ リ ー の α 線遮蔽膜、 簿膜多 層基板の層間絶縁膜あ る い は プ リ ン ト 配線板の多層板の 層間膜な どの用途に好ま し く 用 い ら れ る 。
本発明の感光性樹脂組成物は、 容易に製造す る こ と が で き 、 厚膜フ ィ ルム に対 し て も 実用上十分な感度を有 し 保存安定性が優れ る た め に膜厚の経時的な変動及び感度 変化が少な い。