JP2000199958A - ポジ型感光性樹脂組成物 - Google Patents
ポジ型感光性樹脂組成物Info
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Abstract
を提供する。 【解決手段】(a)構造単位間の結合が一般式(1)で
表されるような構造単位を主成分とするポリマーと
(b)光酸発生剤を含有しており、光照射及びそれにつ
づく現像によってパターン形成可能であり、上記ポリマ
ー1g中に含まれる全カルボキシル基が、0.02mm
ol以上2.0mmol以下であることを特徴とするポ
ジ型感光性樹脂組成物。 【化1】 (R1は少なくとも2個以上の炭素原子を有する3価か
ら8価の有機基、R2は、少なくとも2個以上の炭素原
子を有する2価から6価の有機基、R3は水素、または
炭素数1から20までの有機基を示し、すべて水素であ
ることはない。nは3から100000までの整数、m
は1または2、p、qは0から4までの整数を示し、か
つp+q>0である。)
Description
間絶縁膜、バッファーコート膜、α線遮蔽膜などに利用
でき、化学線で露光することにより露光した部分がアル
カリ水溶液に溶解してパターンを形成できる感光性樹脂
組成物に関するものである。
縁膜としてポリイミドをはじめとする耐熱性樹脂が広く
利用されている。ポリイミドを表面保護膜、層間絶縁膜
などとして使用する場合には、スルーホールの形成など
の目的でポリイミド膜をパターン加工する必要がある。
たとえば、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸の溶液
を基板に塗布し、熱処理によってポリイミドに変換した
後、そのポリイミド膜上にポジ型のフォトレジストのレ
リーフパターンを形成し、これをマスクにしてヒドラジ
ン系エッチング剤によってポリイミド膜を選択的にエッ
チングすることによって、パターン加工される。しか
し、上記のポリイミドのパターン化では、フォトレジス
トの塗布や剥離などの工程が含まれるためにプロセスが
複雑である。さらに、サイドエッチのために寸法精度が
低下するという問題があった。これらの理由から、耐熱
性樹脂、または熱処理などによって耐熱樹脂に変換可能
な前駆体であって、さらに、それ自身がパターン加工可
能な感光性樹脂組成物が検討されてきた。
パターン形成に適応可能なパターン精度を有するため、
まずパターン形成前のパッシベーション膜上に感光性樹
脂組成物のパターン加工、キュアを実施し、つぎにこの
パターンをマスクにして下地のパッシベーション膜のド
ライエッチを行う方法が検討されている(一括開孔
法)。この方法によればパッシベーション膜のパターン
形成に要していたプロセスを省略することができ、コス
トダウンにつながる。
常、溶液状態で基板に塗布乾燥し、マスクを介して活性
光線を照射する。露光した部分が現像によって残るネガ
型の感光性樹脂組成物としては、ポリアミド酸に化学線
により2量化又は重合可能な炭素−炭素二重結合および
アミノ基又はその四級化塩を添加したもの(特公昭59
−52822号公報)、ポリアミド酸にアクリルアミド
類を添加したもの(特開平3−170555号公報)、
炭素−炭素二重結合基を有するポリイミド前駆体と、特
定のオキシム化合物と、増感剤を含有したもの(特開昭
61−118423号公報)などが知られている。しか
し、従来のポジ型フォトレジストを使用した非感光性樹
脂組成物のパターン加工プロセスから、ネガ型感光性樹
脂組成物を使用するプロセスに切り替える場合には、露
光装置のマスクの変更や現像設備の変更などが必要とな
る問題があった。また、これらのネガ型感光性樹脂組成
物は現像に有機溶媒が使用されるが、環境汚染防止や作
業環境改善の観点から、有機系現像液に代わり、水系現
像液で現像できる感光材料が望まれていた。これらの理
由からアルカリ現像可能なポジ型感光性樹脂組成物が検
討されている。
により溶解するポジ型の感光性樹脂組成物としては、o
−ニトロベンジル基をエステル結合によって導入したポ
リイミド前駆体(特開昭60−37550号公報)、ポ
リアミド酸エステルにo−キノンジアジド化合物を混合
したもの(特開平2−181149号公報)、フェノー
ル性水酸基を有するポリアミド酸あるいはポリアミド酸
エステルにo−キノンジアジド化合物を混合したもの
(特開平3−115461号公報)、フェノール性水酸
基を有するポリイミドにo−キノンジアジド化合物を混
合したもの(特開平3−177455号公報)、ポリヒ
ドロキシアミドにo−キノンジアジド化合物を混合した
もの(特公平1−46862号公報)などが知られてい
る。
結合によって導入したポリイミド前駆体は、感光する波
長が主に300nm以下であること、感度が低い点に問
題があった。ポリアミド酸エステルにo−キノンジアジ
ド化合物を混合したものは、アルカリ現像液に対する溶
解速度が小さいために、感度が低い点、現像時間が長い
点に問題があった。フェノール性水酸基を有するポリア
ミド酸にo−キノンジアジド化合物を混合したものは、
アルカリ現像液に対する溶解性が大きすぎるために、希
薄な現像液にしか適用できない点、未露光部が現像液に
よって膨潤するために、微細なパターン加工が困難であ
る点に問題があった。フェノール性水酸基を有するポリ
アミド酸あるいはポリイミドにo−キノンジアジド化合
物を混合したものは、アルカリ現像液に対する溶解速度
は改良されたが、さらに溶解速度を調節することが困難
である点に問題があった。ポリヒドロキシアミドにo−
キノンジアジド化合物を混合したものも、アルカリ現像
液に対する溶解速度は改良されたが、さらに溶解速度を
調節するためにはポリマー組成の変更が必要である点に
問題があった。
カリ水溶液による短時間での現像が可能であり、かつ透
明性が高く、高感度の感光性樹脂組成物を提供すること
である。
間の結合が一般式(1)で表されるような構造単位を主
成分とするポリマーと(b)光酸発生剤を含有してお
り、光照射及びそれにつづく現像によってパターン形成
可能であり、上記ポリマー1g中に含まれる全カルボキ
シル基が、0.02mmol以上2.0mmol以下で
あることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物である。
有する3価から8価の有機基、R2は、少なくとも2個
以上の炭素原子を有する2価から6価の有機基、R3は
水素、または炭素数1から20までの有機基を示し、す
べて水素であることはない。nは3から100000ま
での整数、mは1または2、p、qは0から4までの整
数を示し、かつp+q>0である。)
表されるポリマーは、加熱あるいは適当な触媒により、
イミド環、オキサゾール環、その他の環状構造を有する
ポリマーとなり得るものである。環構造となることで、
耐熱性、耐溶剤性が飛躍的に向上する。上記一般式
(1)で表される構造単位を主成分とするポリマーは、
水酸基を有することが好ましい。この場合、この水酸基の
存在のために、アルカリ水溶液に対する溶解性が水酸基
を有さないポリアミド酸よりも良好になる。特に、水酸
基の中でもフェノール性の水酸基がアルカリ水溶液に対
する溶解性の観点より好ましい。
の構造成分を表しており、この酸成分は芳香族環を含有
し、かつ、水酸基を1個から4個有した、炭素数2〜6
0の3価から8価の基が好ましい。R1が水酸基を含ま
ない場合、R2成分が水酸基を1個から4個含むことが
望ましい。さらに、水酸基はアミド結合と隣り合った位
置にあることが好ましい。このような例として、下記に
示すような構造のものがあげられるが、本発明はこれに
限定されない。
していないテトラカルボン酸、トリカルボン酸、ジカル
ボン酸を使用することもできる。これらの例としては、
ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビ
フェニルテトラカルボン酸、ジフェニルエーテルテトラ
カルボン酸、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸など
の芳香族テトラカルボン酸やそのカルボキシル基2個を
メチル基やエチル基にしたジエステル化合物、ブタンテ
トラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸など
の脂肪族のテトラカルボン酸やそのカルボキシル基2個
をメチル基やエチル基にしたジエステル化合物、トリメ
リット酸、トリメシン酸、ナフタレントリカルボン酸な
どの芳香族トリカルボン酸などを挙げることができる。
アミンの構造成分を表している。この中で、R2の好ま
しい例としては、得られるポリマーの耐熱性より芳香族
を有し、かつ、水酸基を1個から4個有するものが好ま
しい。R2が水酸基を含まない場合、R1成分が水酸基
を1個から4個含むことが望ましい。さらに、水酸基は
アミド結合と隣り合った位置にあることが好ましい。
シフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ジアミノジヒド
ロキシピリミジン、ジアミノジヒドロキシピリジン、ヒ
ドロキシジアミノピリミジン、ジアミノフェノール、ジ
ヒドロキシベンゼンなどの化合物や下記に示すような構
造のものがあげられる。
て水酸基を含まないジアミンを使用することもできる。
このような例として、フェニレンジアミン、ジアミノジ
フェニルエーテル、アミノフェノキシベンゼン、ジアミ
ノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ビ
ス(トリフルオロメチル)ベンチジン、ビス(アミノフ
ェノキシフェニル)プロパン、ビス(アミノフェノキシ
フェニル)スルホンあるいはこれらの芳香族環にアルキ
ル基やハロゲン原子で置換した化合物など、脂肪族のシ
クロヘキシルジアミン、メチレンビスシクロヘキシルア
ミンなどが挙げられる。これらのジアミン化合物は、単
独又は2種以上を組み合わせて使用される。これらは、
ジアミン成分の40モル%以下の使用が好ましい。40
モル%以上共重合すると得られるポリマーの耐熱性が低
下する。
性を低下させない範囲でシロキサン構造を有するジアミ
ン化合物を使用することもできる。シロキサン構造を有
するジアミン化合物としては、例えば、ビス(3−アミ
ノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(3−ア
ミノプロピル)テトラフェニルジシロキサン、ビス(4
−アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン等が使用
される。
数1〜20の有機基を表している。R3の炭素数が20
を越えるとアルカリ水溶液に溶解しなくなる。得られる
感光性樹脂溶液の安定性からはR3は有機基が好ましい
が、アルカリ水溶液の溶解性より見ると水素が好まし
い。つまり、R3はすべて水素であることやすべて有機
基であることは好ましくない。このR3の水素と有機基
の量を制御することで、アルカリ水溶液に対する溶解速
度が変化するので、この調整により適度な溶解速度を有
した感光性樹脂組成物を得ることが出来る。このことか
らポリマー中のカルボキシル基はポリマー1g中に0.
02mmol以上2.0mmol以下含まれることが好
ましい。より好ましくは0.05mmol以上1.5m
mol以下である。0.02mmolより小さいと現像
液に対する溶解性が小さくなりすぎ、2.0mmolよ
り大きいと露光部及び未露光部の溶解速度の差がつきに
くくなる。mは1または2をあらわしており、p、qは
0から4までの整数でかつp+q>0である。pが5以
上になると、得られる耐熱性樹脂膜の特性が低下する。
ることによって残存カルボキシル基の量を調節すること
も可能である。イミド化の方法としては、イミド化でき
れば公知の方法を用いても特に構わない。このときのイ
ミド化の割合は1%以上50%以下が好ましい。イミド
化率が50%を超えると露光に使用する化学線でのポリ
マーの吸収が大きくなり、感度が低下する。
る化学線に対してできるだけ透明であることが望まし
い。そのため、365nmにおけるポリマーの吸光度は
1μmあたり0.1以下であることが好ましい。より好
ましくは0.08以下である。0.1を超えると365
nmの化学線での露光に対する感度が低下する。
式(1)で表される構造単位のみからなるものであって
も良いし、他の構造単位との共重合体あるいはブレンド
体であっても良い。その際、一般式(1)で表される構
造単位を90モル%以上含有していることが好ましい。
共重合あるいはブレンドに用いられる構造単位の種類お
よび量は最終加熱処理膜によって得られるポリイミド系
ポリマーの耐熱性を損なわない範囲で選択することが好
ましい。
を主成分とするポリマーは公知の方法により合成され
る。例えば、低温中でテトラカルボン酸2無水物とジア
ミン化合物を反応させる方法(C.E.Sroogら、
Journal Polymer Science誌、
PartA−3、1373(1965))などで合成す
ることができる。
(2)で表されるポリマー中のカルボキシル基を一般式
(3)や一般式(4)で表されるアセタールまたはケタ
ール化合物によってエステル化処理することで得ること
ができる。
一般式(2)で表されるポリマー中のカルボキシル基を
一般式(5)で表されるビニルエーテル化合物、または
ビニルエーテル化合物と酸触媒によってエステル化処理
することで得ることができる。
数1以上の1価の有機基を示し、R5は水素原子または
炭素数1以上の1価の有機基、含窒素有機基、含酸素有
機基のいずれかを示し、一般式(3)や一般式(4)の
R6は炭素数1以上の1価の有機基を示し、R7は炭素
数1以上の2価の有機基、含窒素有機基、含酸素有機基
のいずれかを示す。具体的には、N,N−ジメチルホル
ムアミドジメチルアセタール、N,N−ジメチルホルム
アミドジエチルアセタール、N,N−ジメチルホルムア
ミドジプロピルアセタール、N,N−ジメチルホルムア
ミドジブチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミ
ドジベンジルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミ
ドビス[2−(トリメチルシリル)エチル]アセター
ル、N,N−ジメチルアセトアミドジエチルアセター
ル、オルトギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル、オ
ルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、オルト酪
酸トリメチル、オルト酪酸トリエチル、オルト安息香酸
トリメチル、オルト安息香酸トリエチル、1,3−ジメ
チルイミドゾリジノンジアルキルアセタール、炭酸エチ
レンジアルキルアセタール、炭酸プロピレンジアルキル
アセタール、γ−ブチロラクトンジアルキルアセタール
等が挙げられ、好ましくはN,N−ジメチルホルムアミ
ドジメチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミド
ジエチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジ
プロピルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジ
ブチルアセタール、N,N−ジメチルホルムアミドジベ
ンジルアセタール、N−メチル−2−ピロリドンジメチ
ルアセタール、N−メチル−2−ピロリドンジエチルア
セタール、γ−ブチロラクトンジメチルアセタール、γ
−ブチロラクトンジエチルアセタールである。
の有機基を示す。具体的には、メチルビニルエーテル、
エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、
イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテ
ル、イソブチルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエ
ーテル、シクロヘキシルビニルエーテルなどが挙げられ
るが、これらに限定されない。好ましくは、tert−ブチ
ルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、イ
ソプロピルビニルエーテルが用いられる。
(3)または一般式(4)で表される化合物によるエス
テル化処理、または一般式(5)で表される化合物によ
るエステル化処理の際、副反応としてイミド化反応も進
行するが、エステル化反応に対するイミド化反応の割合
は、反応条件の選択、すなわち、反応溶媒や反応温度等
を選択することによって抑えることが可能である。
(3)または一般式(4)で表される化合物によるエス
テル化処理に対する反応溶媒としては、N−メチル−2
−ピロリドン(NMP)、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、1,3−ジメチルイミドゾリジノン、ヘキサメチ
ルホスホロアミド、γ−ブチロラクトン等の非プロトン
性極性溶媒が好ましく、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
トアミドがより好ましい。エステル化反応温度は、0℃
から150℃の範囲であり、好ましくは20℃から10
0℃であり、より好ましくは30℃から80℃である。
反応温度が0℃よりも低いと、反応が完結するまでの時
間が長くなり実用的でなくなる。また、反応温度が15
0℃を超えるとイミド化反応の割合が高くなり、ポリマ
ーの透明性が低下したり、ゲル成分が発生するなど問題
が生じやすい。一般式(3)または一般式(4)で表さ
れる化合物によるエステル化処理では、反応を促進する
目的で、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸、
メタンスルホン酸などの酸、トリエチルアミン、ピリジ
ンなどの塩基を0.01から10モル%の範囲で使用す
ることもできる。
(3)や一般式(4)で表される化合物によるエステル
化処理は、一般式(2)を有機溶剤に溶解した溶液に一
般式(3)や一般式(4)で表される化合物を混合攪拌
することによって実施される。一般式(2)のポリマー
の合成時に使用する溶剤と該ポリマーを、一般式(3)
や一般式(4)で表される化合物でエステル化処理する
ときの溶剤が共通の場合には、重合後の溶液に一般式
(3)や一般式(4)で表される化合物を混合攪拌する
ことによって処理が実施できる。
式(5)で表される化合物、または一般式(5)で表さ
れる化合物と酸触媒によるエステル化処理の際、副反応
としてビニルエーテルのカチオン重合も進行するが、エ
ステル化反応に対するカチオン重合反応の割合は、ビニ
ルエーテルや酸触媒の選択、反応条件の選択、すなわ
ち、反応溶媒や反応温度等を選択することによって抑制
することができる。
式(5)で表される化合物、または一般式(5)で表さ
れる化合物と酸触媒によるエステル化処理の反応を選択
的に促進することを目的として、カルボキシル基に対し
て0.01〜10モル%の範囲で酸触媒を使用すること
ができる。酸触媒の具体例としては、塩酸、硫酸、硝
酸、リン酸、シュウ酸などが挙げられるが、これらに限
定されない。好ましくは、pKa値が大きいリン酸、シ
ュウ酸が用いられる。これはpKa値が高い酸触媒ほど
求核性の高いカウンターアニオンを生成し、カチオン重
合反応を抑制するためと考えられる。また、これら以外
にトリエチルアミン、ピリジンなどのアミン類を反応促
進触媒として使用することも出来る。
式(5)で表される化合物、または一般式(5)で表さ
れる化合物と酸触媒によるエステル化処理の反応溶媒と
しては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、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、1,3−ジメチルイミド
ゾリジノン、ヘキサメチルホスホロアミド、γ−ブチロ
ラクトン等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、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がより好ましい。反
応温度は、−10℃から80℃の範囲であり、好ましく
は0℃から40℃であり、より好ましくは10℃から3
0℃である。反応温度が−10℃よりも低いと、反応が
完結するまでの時間が長くなり実用的でなくなる。ま
た、反応温度が80℃を超えるとビニルエーテルのカチ
オン重合化反応の割合が高くなり、ポリマーの透明性の
低下、ゲル成分の発生、キュア膜物性の低下するなどの
問題が生じやすい。
(5)で表される化合物、または一般式(5)で表され
る化合物と酸触媒によるエステル化処理は、一般式
(2)を有機溶剤に溶解した溶液に一般式(5)で表さ
れる化合物や、酸触媒を混合攪拌することによって実施
される。一般式(2)で表されるポリマーの合成時に使
用する溶剤と、該ポリマーをエステル化処理するときの
溶剤が共通の場合には、重合後の溶液に一般式(5)で
表される化合物や、酸触媒を混合攪拌することによって
処理が実施できる。
ゾニウム塩、ジアゾキノンスルホン酸アミド、ジアゾキ
ノンスルホン酸エステル、ジアゾキノンスルホン酸塩、
ニトロベンジルエステル、オニウム塩、ハロゲン化物、
ハロゲン化イソシアネート、ハロゲン化トリアジン、ビ
スアリールスルホニルジアゾメタン、ジスルホン等の光
照射により分解し酸を発生する化合物があげられる。特
にo−キノンジアジド化合物は未露光部の水溶性を抑制
する効果を有するために望ましい。このような化合物と
しては、1,2−ベンゾキノン−2−アジド−4−スル
ホン酸エステル又はスルホン酸アミド、1,2−ナフト
キノン−2−ジアジド−5−スルホン酸エステル又はス
ルホン酸アミド、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド
−4−スルホン酸エステル又はスルホン酸アミド等があ
る。これらは、例えば、1,2−ベンゾキノン−2−ア
ジド−4−スルホニルクロリド、1,2−ナフトキノン
−2−ジアジド−5−スルホニルクロリド、1,2−ナ
フトキノン−2−ジアジド−4−スルホニルクロリド等
のo−キノンジアジドスルホニルクロリド類とポリヒド
ロキシ化合物又はポリアミン化合物を脱塩酸触媒の存在
下で縮合反応することによって得ることができる。
ノン、レゾルシノール、ピロガロール、ビスフェノール
A、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,
3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,
2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、ト
リス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−
トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1−[1−
(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−
[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベ
ンゼン、没食子酸メチル、没食子酸エチル等が挙げられ
る。
ニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、4,
4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミ
ノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルス
ルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド等が
挙げられる。
しては、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3’−ジヒドロ
キシベンジジン等が挙げられる。
(1)で表されるポリマー100重量部に対して好まし
くは5から100重量部、より好ましくは10から40
重量部の範囲で配合される。配合量が5重量部未満では
十分な感度が得られず、また、100重量部を超えると
樹脂組成物の耐熱性が低下する可能性がある。
式(2)で表されるポリマーを一般式(3)および一般
式(4)で、または一般式(5)および酸触媒で表され
る化合物でエステル化処理することで得られる一般式
(1)で表されるポリマーと、光酸発生剤を溶剤に溶解
して、溶液状態で使用することが好ましい。溶剤として
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
スルホキシド、1,3−ジメチルイミドゾリジノン、ヘ
キサメチルホスホロアミド、γ−ブチロラクトン等の非
プロトン性極性溶剤が単独又は2種以上併用して使用さ
れる。
成物と基板との塗布性を向上させる目的で界面活性剤、
乳酸エチルやプロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテートなどのエステル類、エタノールなどのアルコ
ール類、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンな
どのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの
エーテル類を混合しても良い。また、2酸化ケイ素、2
酸化チタンなどの無機粒子、あるいはポリイミドの粉末
などを添加することもできる。
の接着性を高めるために、シランカップリング剤、チタ
ンキレート剤などを感光性樹脂組成物のワニスに0.5
から10重量部添加したり、下地基板をこのような薬液
で前処理したりすることもできる。
キシジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキ
シシランなどのシランカップリング剤、チタンキレート
剤、アルミキレート剤をワニス中のポリマーに対して
0.5から10重量部添加する。
リング剤をイソプロパノール、エタノール、メタノー
ル、水、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、乳酸エチル、アジピン酸ジエチルな
どの溶媒に0.5から20重量部溶解させた溶液をスピ
ンコート、浸漬、スプレー塗布、蒸気処理などで表面処
理をする。場合によっては、その後50℃から300℃
までの温度をかけることで、基板と上記カップリング剤
との反応を進行させる。
耐熱性樹脂パターンを形成する方法について説明する。
する。基板としてはシリコンウェハー、セラミックス
類、ガリウムヒ素などが用いられるが、これらに限定さ
れない。塗布方法としてはスピンナを用いた回転塗布、
スプレー塗布、ロールコーティングなどの方法がある。
また、塗布膜厚は、塗布手法、組成物の固形分濃度、粘
度などによって異なるが通常、乾燥後の膜厚が、0.1
から150μmになるように塗布される。
燥して、感光性樹脂組成物皮膜を得る。乾燥はオーブ
ン、ホットプレート、赤外線などを使用し、50℃から
150℃の範囲で1分から数時間行うのが好ましい。
るマスクを通して化学線を照射し、露光する。露光に用
いられる化学線としては紫外線、可視光線、電子線、X
線などがあるが、本発明では水銀灯のi線(365n
m)、h線(405nm)、g線(436nm)を用い
るのが好ましい。
光後、現像液を用いて露光部を除去することによって達
成される。現像液としては、テトラメチルアンモニウム
の水溶液、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノ
ール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミ
ン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミ
ノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノ
エチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルカリ性
を示す化合物の水溶液が好ましい。また場合によって
は、これらのアルカリ水溶液に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、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラ
クロン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶媒、メタ
ノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコー
ル類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートなどのエステル類、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソ
ブチルケトンなどのケトン類などを単独あるいは数種を
組み合わせたものを添加してもよい。現像後は水にてリ
ンス処理をする。ここでもエタノール、イソプロピルア
ルコールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステ
ル類、炭酸ガス、塩酸、酢酸などの酸などを水に加えて
リンス処理をしても良い。
えて耐熱性樹脂皮膜に変換する。この加熱処理は温度を
選び、段階的に昇温するか、ある温度範囲を選び連続的
に昇温しながら5分から5時間実施する。一例として
は、130℃、200℃、350℃で各30分づつ熱処
理する。あるいは室温より400℃まで2時間かけて直
線的に昇温するなどの方法が挙げられる。
した耐熱性樹脂皮膜は、半導体のパッシベーション膜、
半導体素子の保護膜、高密度実装用多層配線の層間絶縁
膜などの用途に用いられる。
例で説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されな
い。 特性の測定方法 膜厚の測定 大日本スクリーン製造社製ラムダエースSTM−602
を使用し、屈折率1.64で測定を行った。
ス基板(松浪ガラス製)にプリベーク後の膜厚がおよそ
10μmとなるように塗布、120℃で3分間ホットプ
レート(大日本スクリーン製SCW−636)でプリベ
ークした。島津製作所製UV−240を使用してこの膜
の365nmの吸光度を測定し、実際の膜厚で除するこ
とで膜厚1μmあたりの吸光度を求めた。
後の膜厚がおよそ7μmとなるように塗布、120℃で
3分間ホットプレート(大日本スクリーン製SCW−6
36)でプリベークした。まず、ポリマー溶液を塗布し
ていない4インチシリコンウェハーをリファレンスとし
てバックグランド測定を行った。続いて、この膜の熱硬
化前後の赤外線吸収スペクトルを堀場製作所製FT−7
20を用いて測定した。その後、光洋リンドバーグ社製
イナートオーブンINH−21CDを用いて、200℃
で30分の熱処理後、350℃に1時間かけて昇温し、
350℃で1時間熱処理を行い、完全にイミド化を行っ
た。この試料の赤外吸収スペクトルを測定し、キュアイ
ミド化処理前後におけるイミド結合由来のC−N伸縮振
動のピーク(1380cm-1)の比よりイミド化率を求
めた。 すなわち、350℃処理前の1380cm-1の
ピーク値をA、350℃処理後試料の1380cm-1の
ピークの値をBとすると、イミド化率Iは、I=A/B
×100と表される。
中カルボキシル基の定量) ポリマー溶液を純水に滴下してポリマーを沈殿させ、8
0℃で48時間減圧乾燥させた。乾燥ポリマー0.5g
を40mlのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)、
10mlのメタノールに溶解し、柴田科学器械工学製F
702型を使用して1/10規定のテトラブチルアンモ
ニウムヒドロキシドメタノール溶液でポリマー中の遊離
カルボキシル基を滴定して含有量を求めた。ポリマー1
gあたりのカルボキシル基は、この滴定で中和点にまで
要する1/10規定のテトラブチルアンモニウムヒドロ
キシドメタノール溶液をxmlとすると、この中和で必
要なテトラブチルアンモニウムヒドロキシドのモル量を
求めると、x/10mmolとなる。このモル量は、ポ
リマー0.5gあたりのカルボキシル基量に等しいの
で、ポリマー1gあたりのカルボキシル基は0.5で除
することで得られるので、x/10/0.5、すなわ
ち、x/5(mmol)となる。
測定 乾燥させた試料2gを計り、NMP25ml希釈した溶
液を日立製作所製Z8000 Zeerman原子吸光
光度計を用いて測定した。濃度の校正は、各イオンの標
準濃度液を用いた。これらの金属イオンが10ppm以
上になると、コーティング剤として使用した際、腐食の
恐れがあり問題になる。
せ、超音波洗浄機(BRANAON社製B20H)を用
いて2時間超音波を加え、塩素イオンを抽出した。これ
を堀場製作所製イオンメーターN−8Mを用い、塩素イ
オン電極(堀場製作所製8002)にて測定した。塩素
イオンの濃度の校正は、濃度既知の塩化カリウム水溶液
を用いた。塩素イオンが30ppm以上となるとコーテ
ィング剤などとして使用すると、腐食の恐れがあり問題
になる。
を持つマスクを通して露光し、現像したときに、現像後
の露光部分のパターンが完全に溶解している最小幅をも
って解像度とした。従って、その幅が小さくなるほど、
より緻密なパターンを得ることができ、解像度は良好で
あるという判断ができる。
合成 乾燥窒素気流下、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒド
ロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(BAHF)
18.3g(0.05mol)とアリルグリシジルエー
テル34.2g(0.3mol)をガンマブチロラクト
ン(GBL)100gに溶解させ、−15℃に冷却し
た。ここにGBL50gに溶解させた無水トリメリット
酸クロリド22.1g(0.11mol)を反応液の温
度が0℃を越えないように滴下した。滴下終了後、0℃
で4時間反応させた。
縮して、トルエン1lに投入して酸無水物を得た。これ
を下記に示す。得られた物質は350℃までに明確な融
点が見られなかった。
合物(1)の合成 BAHF18.3g(0.05mol)をアセトン10
0ml、プロピレンオキシド17.4g(0.3mo
l)に溶解させ、−15℃に冷却した。ここに3−ニト
ロベンゾイルクロリド20.4g(0.11mol)を
アセトン100mlに溶解させた溶液を滴下した。滴下
終了後、−15℃で4時間反応させ、その後室温に戻し
た。溶液をロータリーエバポレーターで濃縮し、得られ
た固体をテトラヒドロフランとエタノールの溶液で再結
晶した。
mlとテトラヒドロフラン300mlに溶解させて、5
%パラジウム−炭素を2g加えて、激しく攪拌させた。
ここに水素を風船で導入して、還元反応を室温で行っ
た。約2時間後、風船がこれ以上しぼまないことを確認
して反応を終了させた。反応終了後、ろ過して触媒であ
るパラジウム化合物を除き、ロータリーエバポレーター
で濃縮し、ジアミン化合物を得た。これを下記に示す。
得られた固体をそのまま反応に使用した。
(2)の合成 2−アミノ−4−ニトロフェノール30.8g(0.2
mol)をアセトン200ml、プロピレンオキシド6
0g(0.68mol)に溶解させ、−15℃に冷却し
た。ここにイソフタル酸クロリド22.4g(0.11
mol)をアセトン200mlに溶解させた溶液を徐々
に滴下した。滴下終了後、−15℃で4時間反応させ
た。その後、室温に戻して生成している沈殿をろ過で集
めた。
炭素3gを500mlのオートクレーブにメチルセロソ
ルブ400mlとともに加えた。ここに水素にて内圧が
8kgf/cm2となるように加圧し、80℃で2時間
攪拌した。その後、溶液の温度が50℃以下になったと
ころで、放圧し、ろ過して沈殿物を除いた。ろ液をロー
タリーエバポレーターで濃縮し、生成する固体を集め
た。これを50℃の真空乾燥機で20時間乾燥させた。
下記にその構造を示した。
(3)の合成 2−アミノ−4−ニトロフェノール15.4g(0.1
mol)をアセトン80ml、プロピレンオキシド30
g(0.34mol)に溶解させ、−15℃に冷却し
た。ここに3−ニトロベンゾイルクロリド19.5g
(0.105mol)をアセトン80mlに溶解させた
溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、−15℃で4時間
反応させた。その後、室温に戻して生成している沈殿を
ろ過で集めた。
−炭素2gを500mlのオートクレーブにメチルセロ
ソルブ300mlとともに加えた。以下、合成例23と
同様にして目的物の沈殿を得た。これを50℃の真空乾
燥機で20時間乾燥させた。下記にその構造を示した。
合成 乾燥窒素気流下、1,1,2−トリ(3,5−ジメチル
−4−ヒドロキシフェニル)プロパン20.2g(0.
05mol)と5−ナフトキノンジアジドスルホニル酸
クロリド40.3g(0.15mol)を1,4−ジオ
キサン400gに溶解させ、40℃に加熱した。ここ
に、1,4−ジオキサン40gと混合させたトリエチル
アミン15.2g(0.15mol)を系内の温度が4
5℃以上にならないように滴下した。滴下後40℃で2
時間攪拌した。副生したトリエチルアミンの塩酸塩を濾
過し、ろ液を1%塩酸3lに投入した。その後、析出し
た沈殿をろ過で集めた。水10lでこの沈殿を2回洗浄
を繰り返し、50℃の真空乾燥機で20時間乾燥させ、
ナフトキノンジアジド化合物を得た。得られた化合物の
構造を下記に示す。
アミノジフェニルエーテル20.0g(100mmo
l)をNMP350gに溶解させた。ここに合成例1で
合成した酸無水物71.4g(100mmol)をGB
L40gとともに加えて、20℃で1時間反応させ、次
いで50℃で4時間反応させた。さらにN,N−ジメチ
ルホルムアミドジメチルアセタール23.8g(200
mmol)を加え、50℃で5時間撹拌し、部分エステ
ル化したポリマー溶液を得た。このポリマー1g中のカ
ルボキシル基は0.07mmol、イミド化率は10%
であり、365nmの吸光度は1μmあたり0.083
であった。
合物4NT−300(2,3,4,4’−テトラヒドロ
キシビンゾフェノン1molに対して1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアジド−5−フルホニルクロリド3mol
を反応させて得られたエステル:東洋合成工業株式会社
製)5.5gを加えて感光性樹脂組成物の溶液を得た。
をプリベーク後の膜厚が7μmとなるように塗布し、つ
いでホットプレート(大日本スクリーン社製SKW−6
36)を用いて、120℃で3分プリベークすることに
より、感光性樹脂前駆体膜を得た。ついで、露光機(ニ
コン社製i線ステッパーNSR−1755−i7A)
に、パターンの切られたレチクルをセットし、露光量を
100mJ/cm2から800mJ/cm2まで50mJ
/cm2きざみでi線露光を行った。その後、NMD−
3(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38%
水溶液:東京応化工業株式会社製)に100秒間浸漬
し、さらに20秒間水洗することによってパターンを形
成した。
膜厚は5.6μmであり(残膜率80%)、現像による
膜減りは1.4μmであった。また、パターン形成に際
しての最低光照射量は、300mJ/cm2と小さく感
度がよかった。さらに、電子顕微鏡によってパターン断
面を観察したところ、5μmのラインとスペースが良好
に解像されていた。
成したジアミン化合物24.2g(40mmol)をN
MP100gに溶解させ、3,3’,4,4’−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物11.8g(40mmo
l)を加えて80℃で3時間撹拌した。さらにN,N−
ジメチルホルムアミドジエチルアセタール8.8g(6
0mmol)を加え、80℃で2時間撹拌し、部分エス
テル化したポリマー溶液を得た。このポリマー1g中の
カルボキシル基は0.55mmol、イミド化率は35
%であり、365nmの吸光度は1μmあたり0.06
6であった。
いたキノンジアジド化合物4NT−300を3.5gを
混合して感光性樹脂組成物の溶液を得た。
例1と同様に行った。結果を表1に示した。その結果、
現像後の未露光部の膜厚は5.8μmであり(残膜率8
3%)、現像による膜べりは1.2μmであった。ま
た、パターン形成に際しての光照射量は、250mJ/
cm2と高感度であった。さらに、電子顕微鏡によって
パターン断面を観察したところ、10μmのラインが良
好に解像されていた。
アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロ
パン(BAHF)、18.3g(50mmol)4,
4’−ジアミノジフェニルエーテル8.0g(40mm
ol)、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメ
チルジシロキサン2.5g(10mmol)にした他は
同様にしてポリマーを重合した。このポリマー1g中の
カルボキシル基は0.35mmol、イミド化率は14
%であり、365nmの吸光度は1μmあたり0.04
5であった。このポリマー30gをGBL70gに溶解
し、実施例1で用いたキノンジアジド化合物4NT−3
00を6g溶解させて感光性樹脂組成物の溶液を得た。
1に示した。その結果、現像後の未露光部の膜厚は6.
0μmであり(残膜率86%)、現像による膜べりは
1.0μmであった。また、パターン形成に際しての光
照射量は、250mJ/cm2と高感度であった。さら
に、電子顕微鏡によってパターン断面を観察したとこ
ろ、10μmのラインとスペースが良好に解像されてい
た。
カリウム−t−ブトキシド22.4g(200mmo
l)を加えて2時間撹拌した後、ヨウ化エチル34.3
g(220mmol)を滴下した。2時間後、ポリマー
溶液を純水に投入しポリマーを析出、乾燥させた。この
ポリマー1g中のカルボキシル基は1.2mmol、イ
ミド化率は20%であり、365nmの吸光度は1μm
あたり0.088であった。このポリマー30gをGB
L70gに溶解し、実施例1で用いたキノンジアジド化
合物4NT−300を6g溶解させて感光性樹脂組成物
の溶液を得た。
1に示した。その結果、現像後の未露光部の膜厚は5.
5μmであり(残膜率79%)、現像による膜べりは
1.5μmであった。また、パターン形成に際しての光
照射量は、300mJ/cm2であった。さらに、電子
顕微鏡によってパターン断面を観察したところ、10μ
mのラインとスペースが良好に解像されていた。
わりにNメチル−2−ピロリドンジエチルアセタール2
9.45g(200mmol)を用いた他は、実施例1
と同様の組成で50℃で5時間撹拌し、部分エステル化
したポリマー溶液を得た。このポリマー1g中のカルボ
キシル基は0.28mmol、イミド化率は8%であ
り、365nmの吸光度は1μmあたり0.082であ
った。このポリマーを用いて実施例1と同様の感光性溶
液を調整した。
1に示した。その結果、現像後の未露光部の膜厚は5.
5μmであり(残膜率79%)、現像による膜べりは
1.5μmであった。また、パターン形成に際しての光
照射量は、300mJ/cm2であった。さらに、電子
顕微鏡によってパターン断面を観察したところ、5μm
のラインとスペースが良好に解像されていた。
成したヒドロキシル基含有ジアミン化合物(2)13.
6g(36mmol)、1,3−ビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン0.99g(4mmo
l)をNMP100gに溶解させ、3,3’,4,4’
−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物12.
4g(40mmol)を加えて80℃で3時間撹拌し
た。さらにN,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセ
タール9.5g(80mmol)を加え、50℃で2時
間撹拌し、その後酢酸5gを加えて残余したアセタール
化合物を分解し、部分エステル化したポリマー溶液を得
た。このポリマー溶液を水5lに投入して、ポリマーの
沈殿をろ過で集めた。このポリマーを80℃の真空乾燥
機で20時間乾燥させた。このポリマー1g中のカルボ
キシル基は0.12mmol、イミド化率は12%であ
り、365nmの吸光度は1μmあたり0.066であ
った。
成したナフトキノンジアジド化合物を2gを混合して感
光性樹脂組成物の溶液を得た。
例1と同様に行った。結果を表1に示した。その結果、
現像後の未露光部の膜厚は5.5μmであり(残膜率7
9%)、現像による膜べりは1.5μmであった。ま
た、パターン形成に際しての光照射量は、250mJ/
cm2であった。さらに、電子顕微鏡によってパターン
断面を観察したところ、10μmのラインが良好に解像
されていた。
成したヒドロキシル基含有ジアミン化合物(3)8.7
5g(36mmol)、1,3−ビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン0.99g(4mmo
l)をNMP100gに溶解させ、3,3’,4,4’
−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物12.9g
(40mmol)を加えて50℃で3時間撹拌した。さ
らにN,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール
10.7g(90mmol)を加え、50℃で2時間撹
拌し、部分エステル化したポリマー溶液を得た。このポ
リマー1g中のカルボキシル基は0.08mmol、イ
ミド化率は11%であり、365nmの吸光度は1μm
あたり0.066であった。
いたキノンジアジド化合物4NT−300を3.5g混
合して感光性樹脂組成物の溶液を得た。
例1と同様に行った。結果を表1に示した。その結果、
現像後の未露光部の膜厚は5.8μmであり(残膜率8
3%)、現像による膜べりは1.2μmであった。ま
た、パターン形成に際しての光照射量は、450mJ/
cm2であった。さらに、電子顕微鏡によってパターン
断面を観察したところ、10μmのラインが良好に解像
されていた。
加しないこと以外は実施例1と同様にして感光性樹脂前
駆体の溶液を得た。このポリマー1gののカルボキシル
基は2.3mmol、イミド化率は7%であり、365
nmの吸光度は1μmあたり0.083であった。評価
は実施例1と同様に行ったが、膜はすべて溶解してしま
った。
を500mlのフラスコに入れ、ピリジン0.2mlを
加えて窒素雰囲気下30℃で10時間攪拌した。過剰の
エタノールを減圧下で留去し、残留物を真空乾燥するこ
とによってピロメリット酸ジエチルエステルを得た。
31.4g(100mmol)、塩化チオニル100m
lをフラスコに入れ室温で1時間攪拌した後、3時間還
流した。アスピレーターによって過剰の塩化チオニルを
除去し、塩化物を得た。
0gに溶解し、0℃に保持したBAHF36.62g
(100mmol)とピリジン50mlをNMP200
mlに溶解した溶液に滴下した。0℃で3時間攪拌を続
けた後、さらに30℃で3時間攪拌した。不溶物を濾過
した後、濾液を5リットルの水に投入し、ポリマーを析
出させた。このポリマー1gのカルボキシル基は0mm
ol、イミド化率は4%であり、365nmの吸光度は
1μmあたり0.072であった。
は100ppmと大きかった。残存ナトリウム、カリウ
ム、鉄イオンについては全て10ppm以下であった。
0gをNMP60gに溶解し、実施例1で用いたキノン
ジアジド化合物4NT−300を5g溶解して感光性樹
脂組成物の溶液を得た。
上現像液に浸積しても露光部が完全に溶解せず、100
0mJ/cm2露光した部分の膜厚は5.1μmであ
り、未露光部の膜厚は7μmのままであった。
以外は実施例1と同様にして感光性樹脂前駆体の溶液を
得た。このポリマー1gのカルボキシル基は0.01m
mol、イミド化率は65%であり、365nmの吸光
度は1μmあたり0.153であった。評価は実施例1
と同様に行った。その結果、現像後の未露光部の膜厚は
5.5μmであり、現像による膜べりは1.5μmであ
ったが、パターン形成に際しての光照射量が、750m
J/cm2以上必要であった。
アミノジフェニルエーテル20.0g(100mmo
l)をGBL350gに溶解させた。ここに合成例1で
合成した酸無水物71.4g(100mmol)をGB
L40gとともに加えて、20℃で1時間反応させ、次
いで50℃で4時間反応させた。さらに、20℃まで冷
却した後、tert−ブチルビニルエーテル24.0g
(240mmol)を加え、20℃で24時間撹拌し、
部分エステル化したポリマー溶液を得た。このポリマー
1g中のカルボキシル基は0.18mmol、イミド化
率は20%であり、365nmの吸光度は1μmあたり
0.084であった。
キノンジアジド化合物4NT−300を5.5g加えて
感光性樹脂組成物の溶液を得た。
1に示したように、現像後の未露光部の膜厚は5.6μ
mであり(残膜率80%)、現像による膜減りは1.4
μmであった。また、パターン形成に際しての最低光照
射量は、350mJ/cm2と小さく感度がよかった。
さらに、電子顕微鏡によってパターン断面を観察したと
ころ、10μmのラインとスペースが良好に解像されて
いた。
成したジアミン化合物(1)24.2g(40mmo
l)をNMP100gに溶解させ、3,3’,4,4’
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物11.8g(4
0mmol)を加えて80℃で3時間撹拌した。さらに
シクロヘキシルビニルエーテル9.2g(72mmo
l)を加え、20℃で24時間撹拌し、部分エステル化
したポリマー溶液を得た。このポリマー1gのカルボキ
シル基は0.4mmol、イミド化率は36%であり、
365nmの吸光度は1μmあたり0.065であっ
た。さらにこのポリマーの残存ナトリウム、カリウム、
鉄イオン濃度は10ppm以下と良好な値であった。ま
た、残存塩素濃度も10ppm以下と良好な値であっ
た。
いたキノンジアジド化合物4NT−300を3.5gを
混合して感光性樹脂組成物の溶液を得た。
例1と同様に行った。その結果、現像後の未露光部の膜
厚は5.7μmであり(残膜率81%)、現像による膜
べりは1.3μmであった。また、パターン形成に際し
ての光照射量は、400mJ/cm2であった。さら
に、電子顕微鏡によってパターン断面を観察したとこ
ろ、10μmのラインが良好に解像されていた。
(50mmol)、4,4’−ジアミノジフェニルエー
テル8.0g(40mmol)、1,3−ビス(3−ア
ミノプロピル)テトラメチルジシロキサン2.5g(1
0mmol)にした他は同様にしてポリマーを重合し
た。このポリマー1gのカルボキシル基は0.21mm
ol、イミド化率は20%であり、365nmの吸光度
は1μmあたり0.056であった。このポリマー30
gをGBL70gに溶解し、実施例1で用いたキノンジ
アジド化合物4NT−300を6g溶解させて感光性樹
脂組成物の溶液を得た。
果、現像後の未露光部の膜厚は6.0μmであり(残膜
率86%)、現像による膜べりは1.0μmであった。
また、パターン形成に際しての光照射量は、350mJ
/cm2であった。さらに、電子顕微鏡によってパター
ン断面を観察したところ、10μmのラインとスペース
が良好に解像されていた。
20℃まで冷却した後、tert−ブチルビニルエーテ
ル24.0g(240mmol)を加え、リン酸0.7
2g(5.52mmol)を滴下した。20℃で24時
間撹拌した後、ポリマー溶液を純水に投入しポリマーを
析出、乾燥させた。このポリマー1gのカルボキシル基
は0.08mmol、イミド化率は10%であり、36
5nmの吸光度は1μmあたり0.042であった。こ
のポリマー30gをGBL70gに溶解し、実施例1で
用いたキノンジアジド化合物4NT−300を6g溶解
させて感光性樹脂組成物の溶液を得た。
果、現像後の未露光部の膜厚は6.4μmであり(残膜
率91%)、現像による膜べりは0.6μmであった。
また、パターン形成に際しての光照射量は、250mJ
/cm2と高感度であった。さらに、電子顕微鏡によっ
てパターン断面を観察したところ、5μmのラインとス
ペースが良好に解像されていた。
イソプロピルビニルエーテル20.9g(240mm
ol)を加え、リン酸0.72g(5.52mmol)
を滴下した。25℃で20時間撹拌して、部分エステル
化したポリマー溶液を得た。このポリマー1gのカルボ
キシル基は0.12mmol、イミド化率は12%であ
り、365nmの吸光度は1μmあたり0.083であ
った。このポリマー30gをGBこのポリマー30gを
GBL70gに溶解し、実施例1で用いたキノンジアジ
ド化合物4NT−300を6g溶解させて感光性樹脂組
成物の溶液を得た。
果、現像後の未露光部の膜厚は5.7μmであり(残膜
率81%)、現像による膜べりは1.3μmであった。
また、パターン形成に際しての光照射量は、300mJ
/cm2であった。さらに、電子顕微鏡によってパター
ン断面を観察したところ、5μmのラインとスペースが
良好に解像されていた。
18.9g(0.05mol)、BAHF16.5g
(0.045mol)、1、3−ビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン1.24g(0.00
5mol)をNMP250gに溶解させ、30℃にし
た。ここに3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテ
トラカルボン酸二無水物31.0g(0.1mol)を
NMP50gとともに加え、30℃で1時間、その後5
0℃で2時間攪拌した。この後溶液温度を50℃に保ち
N,N’−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール2
3.8g(0.2mol)をNMP80gで希釈した溶
液を加え、50℃で2時間攪拌を続けた。その後、溶液
の温度を30℃にして酢酸60g(1mol)をNMP
80gとともに加え、30℃で1時間攪拌し、過剰のア
セタール化合物を分解させた。反応終了後、ポリマー溶
液を水10lに投入し、ポリマーの沈殿を得た。これを
ろ過で集め、80℃の通風オーブンで24時間乾燥し
た。このポリマーの残存ナトリウム、カリウム、鉄イオ
ン濃度は10ppm以下と良好な値であった。また、残
存塩素濃度も10ppm以下と良好な値であった。
0.43mmol、イミド化率は11%であり、365
nmの吸光度は1μmあたり0.075であった。この
ポリマー10gをNMP70gに溶解し、没食子酸メチ
ル1molに5−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロ
リド3molを反応させた感光剤(MG−300 東洋
合成製)2gを溶解させて感光性樹脂組成物の溶液を得
た。
例1と同様に行った。結果を表1に示した。その結果、
現像後の未露光部の膜厚は5.8μmであり(残膜率8
3%)、現像による膜べりは1.2μmであった。ま
た、パターン形成に際しての光照射量は、350mJ/
cm2であった。さらに、電子顕微鏡によってパターン
断面を観察したところ、10μmのラインとスペースが
良好に解像されていた。
12.2g(0.05mol)、BAHF16.5g
(0.045mol)、1、3−ビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン1.24g(0.00
5mol)をNMP180gに溶解させ、30℃にし
た。ここに3、3’、4、4’−ジフェニルエーテルテ
トラカルボン酸二無水物31.0g(0.1mol)を
NMP50gとともに加え、30℃で1時間、その後5
0℃で2時間攪拌した。この後溶液温度を50℃に保ち
ジメチルホルムアミドジメチルアセタール23.8g
(0.2mol)をNMP80gで希釈した溶液を加
え、50℃で2時間攪拌を続けた。その後、溶液の温度
を30℃に低下させ、酢酸24g(0.4mol)をN
MP30gとともに加え、30℃で1時間攪拌し、過剰
のアセタール化合物を分解させた。反応終了後、ポリマ
ー溶液を水10lに投入し、ポリマーの沈殿を得た。こ
れをろ過で集め、80℃の通風オーブンで24時間乾燥
した。このポリマーの残存ナトリウム、カリウム、鉄イ
オン濃度は10ppm以下と良好な値であった。また、
残存塩素濃度も10ppm以下と良好な値であった。
0.44mmol、イミド化率は11%であり、365
nmの吸光度は1μmあたり0.055であった。この
ポリマー30gをNMP70gに溶解し、実施例13で
用いたMG−300の6gを溶解させて感光性樹脂組成
物の溶液を得た。
例1と同様に行った。結果を表1に示した。その結果、
現像後の未露光部の膜厚は6.0μmであり(残膜率8
6%)、現像による膜べりは1.0μmであった。ま
た、パターン形成に際しての光照射量は、350mJ/
cm2であった。さらに、電子顕微鏡によってパターン
断面を観察したところ、10μmのラインとスペースが
良好に解像されていた。
57.4g(0.095mol)、1、3−ビス(3−
アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン1.24g
(0.05mol)をNMP180gに溶解させ、30
℃にした。ここに3,3’,4,4’−ジフェニルエー
テルテトラカルボン酸二無水物31.0g(0.1mo
l)をNMP30gとともに加え、30℃で1時間、そ
の後50℃で2時間攪拌した。この後溶液温度を50℃
に保ちN,N’−ジメチルホルムアミドジメチルアセタ
ールを、実施例15:20.2g(0.17mol)、
実施例16:22.6g(0.19mol)、実施例1
7:25.0g(0.21mol)の所定の量をNMP
100gとともに加えた。この後、50℃で2時間攪拌
を続けた。この後溶液の温度を30℃とし、酢酸24g
(0.4mol)を加え、30℃で1時間攪拌して過剰
のアセタール化合物を分解した。反応終了後、ポリマー
溶液を水10lに投入し、ポリマーの沈殿を得た。これ
をろ過で集め、80℃の通風オーブンで24時間乾燥し
た。いずれのポリマーの残存ナトリウム、カリウム、鉄
イオン濃度は10ppm以下と良好な値であった。ま
た、残存塩素濃度も10ppm以下と良好な値であっ
た。
シル基は0.6mmol、イミド化率は9%、365n
mの吸光度は1μmあたり0.044、実施例16では
ポリマー1g中のカルボキシル基は0.47mmol、
イミド化率は9%、365nmの吸光度は1μmあたり
0.044、実施例17ではポリマー1g中のカルボキ
シル基は0.41mmol、イミド化率は11%、36
5nmの吸光度は1μmあたり0.045であった。こ
れらのポリマー30gをそれぞれGBL35g、NMP
35gに溶解し、合成例5で合成したナフトキノンジア
ジド化合物6gを溶解させてそれぞれ感光性樹脂組成物
の溶液を得た。
70秒(実施例16)、90秒(実施例17)とした以
外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示した。さ
らに、電子顕微鏡によってパターン断面を観察したとこ
ろ、いずれも5μmのラインとスペースが良好に解像さ
れていた。
像が可能であり、かつ透明性が高く、高感度の感光性樹
脂組成物を得ることができるものである。
Claims (9)
- 【請求項1】(a)構造単位間の結合が一般式(1)で
表されるような構造単位を主成分とするポリマーと
(b)光酸発生剤を含有しており、光照射及びそれにつ
づく現像によってパターン形成可能であり、上記ポリマ
ー1g中に含まれる全カルボキシル基が、0.02mm
ol以上2.0mmol以下であることを特徴とするポ
ジ型感光性樹脂組成物。 【化1】 (R1は少なくとも2個以上の炭素原子を有する3価か
ら8価の有機基、R2は、少なくとも2個以上の炭素原
子を有する2価から6価の有機基、R3は水素、または
炭素数1から20までの有機基を示し、すべて水素であ
ることはない。nは3から100000までの整数、m
は1または2、p、qは0から4までの整数を示し、か
つp+q>0である。) - 【請求項2】上記光酸発生剤がキノンジアジド化合物で
あることを特徴とする請求項1記載のポジ型感光性樹脂
組成物。 - 【請求項3】上記一般式(1)で表されるポリマーのカ
ルボキシル基の一部がイミド化しており、そのイミド化
の割合(イミド化率)が1%以上50%以下であること
を特徴とする請求項1または2記載のポジ型感光性樹脂
組成物。 - 【請求項4】上記一般式(1)で表されるポリマーの3
65nmにおける吸光度が膜厚1μmあたり0.1以下
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の
ポジ型感光性樹脂組成物。 - 【請求項5】一般式(2)で表される構造単位を主成分
とするポリマーを一般式(3)および/または一般式
(4)で表される化合物でエステル化処理することを特
徴とする請求項1〜4のいずれか記載のポジ型感光性樹
脂組成物。 【化2】 (R1は少なくとも2個以上の炭素原子を有する3価か
ら8価の有機基、R2は、少なくとも2個以上の炭素原
子を有する2価から6価の有機基である。nは3から1
00000までの整数であり、mは1または2、p、q
は0から4までの整数、かつp+q>0である。) 【化3】 【化4】 (R4は水素原子または炭素数1以上の1価の有機基を
示し、R5は水素原子または炭素数1以上の1価の有機
基、含窒素有機基、含酸素有機基のいずれかを示し、R
6は炭素数1以上の1価の有機基を示し、R7は炭素数
1以上の2価の環状有機基、含窒素有機基、含酸素有機
基のいずれかを示す。) - 【請求項6】一般式(3)および/または一般式(4)
で表される化合物が、N,N−ジメチルホルムアミドジ
アルキルアセタールであることを特徴とする請求項5記
載のポジ型感光性樹脂組成物。 - 【請求項7】一般式(2)で表される構造単位を主成分
とするポリマーを一般式(5)で表される化合物でエス
テル化処理することを特徴とする請求項1記載のポジ型
感光性樹脂組成物。 【化5】 (R8は炭素数1以上の1価の有機基を示す。) - 【請求項8】一般式(5)で表される化合物が、シクロ
ヘキシルビニルエーテルであることを特徴とする請求項
5記載のポジ型感光性樹脂組成物。 - 【請求項9】一般式(2)で表される構造単位を主成分
とするポリマーを、一般式(3)、(4)および(5)
で表される化合物および酸触媒でエステル化処理するこ
とを特徴とする請求項7記載のポジ型感光性樹脂組成
物。
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- 1999-09-07 JP JP25268599A patent/JP3262108B2/ja not_active Expired - Lifetime
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