JPS61151238A - 感光性ポリイミド前駆体及びその製造方法 - Google Patents
感光性ポリイミド前駆体及びその製造方法Info
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- JPS61151238A JPS61151238A JP59280320A JP28032084A JPS61151238A JP S61151238 A JPS61151238 A JP S61151238A JP 59280320 A JP59280320 A JP 59280320A JP 28032084 A JP28032084 A JP 28032084A JP S61151238 A JPS61151238 A JP S61151238A
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- Japan
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- formula
- general formula
- polyimide precursor
- photosensitive polyimide
- photosensitive
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1075—Partially aromatic polyimides
- C08G73/1082—Partially aromatic polyimides wholly aromatic in the tetracarboxylic moiety
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
- G03F7/0387—Polyamides or polyimides
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- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Macromonomer-Based Addition Polymer (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〕
近年、半導体工業の分野では、ポリイミド樹脂は、耐熱
性、絶縁性、接着性等の、電子材料としての性能を備え
ていることから、無機材料の代替ハイブリット高密度プ
リント配線板に使用されている。
性、絶縁性、接着性等の、電子材料としての性能を備え
ていることから、無機材料の代替ハイブリット高密度プ
リント配線板に使用されている。
特に、感光性ポリイミド系樹脂は、ポリイミドの特性を
有することに加えて、半導体製造工程を大幅に簡略化で
きること、及び、パターンの平坦化が図れることから、
注目されているが、必ずしも充分な耐熱性、光感度を有
するものではない。
有することに加えて、半導体製造工程を大幅に簡略化で
きること、及び、パターンの平坦化が図れることから、
注目されているが、必ずしも充分な耐熱性、光感度を有
するものではない。
本発明は、半導体製造用材料とし゛ζ充分な光感度を有
し、微細なパターン形成を可能ならしめ、且つ、加熱処
理によりイミド化して優れた耐熱性を得られる、感光性
ポリイミド前駆体を提供するものである。
し、微細なパターン形成を可能ならしめ、且つ、加熱処
理によりイミド化して優れた耐熱性を得られる、感光性
ポリイミド前駆体を提供するものである。
従来公知のポリイミド系感光性樹脂の製造方法としては
、重縮合反応において一段でポリイミドを得る方法とポ
リイミド前駆体を経由して、それを加熱環化させてポリ
イミドを得る方法とがあり、得られる重合体は、ポリイ
ミド側鎖に感光基を有するポリイミドと、ポリイミド主
鎖に感光基を有するポリイミドとに大別される。
、重縮合反応において一段でポリイミドを得る方法とポ
リイミド前駆体を経由して、それを加熱環化させてポリ
イミドを得る方法とがあり、得られる重合体は、ポリイ
ミド側鎖に感光基を有するポリイミドと、ポリイミド主
鎖に感光基を有するポリイミドとに大別される。
前者のポリイミド側鎖に感光基を有する重合体は、・“
例えば、特開昭54−116216、同54−1162
17、同54−145794、同55−9510、同5
5−9538、同55−45746、同55−4574
8、同57−143329に提案されているが、これら
の重合体の光感度は、いずれも、IJ/cJより悪く、
高感度のものを見出すことはできない。
例えば、特開昭54−116216、同54−1162
17、同54−145794、同55−9510、同5
5−9538、同55−45746、同55−4574
8、同57−143329に提案されているが、これら
の重合体の光感度は、いずれも、IJ/cJより悪く、
高感度のものを見出すことはできない。
後者のポリイミド主鎖に感光基を有する重合体は、例え
ば、特開昭57−131227、同597145216
に提案されており、いずれも有機溶媒に可溶であるを特
徴とするものであるが、特開昭57−131227に提
案されたものは、熱分解温度が310〜380℃、光感
度が約5J/cJであり、特開昭51−145216に
提案されたものは、熱分解温度は400℃以上であるも
のの光感度が3.5 J/cd以下であり、いずれも、
満足し得るものではない。
ば、特開昭57−131227、同597145216
に提案されており、いずれも有機溶媒に可溶であるを特
徴とするものであるが、特開昭57−131227に提
案されたものは、熱分解温度が310〜380℃、光感
度が約5J/cJであり、特開昭51−145216に
提案されたものは、熱分解温度は400℃以上であるも
のの光感度が3.5 J/cd以下であり、いずれも、
満足し得るものではない。
〔発明が解決しようとしている問題点〕本発明者らは、
主鎖に感光基を有する、ポリイミド前駆体であるポリア
ミド酸について、従来品の約20〜100倍の光感度と
イミド化後に400℃以上の耐熱性とを具備させるべく
鋭意研究の結果、その課題を満足しうる高感度耐熱性感
光樹脂及びその製造法を確立した。
主鎖に感光基を有する、ポリイミド前駆体であるポリア
ミド酸について、従来品の約20〜100倍の光感度と
イミド化後に400℃以上の耐熱性とを具備させるべく
鋭意研究の結果、その課題を満足しうる高感度耐熱性感
光樹脂及びその製造法を確立した。
而して本発明は、一般式CI)
(式中、R5は四価の芳香族炭化水素残基を、R2及び
R3は二価の芳香族若しくは脂肪族炭化水素残基を、R
4、R2、R6及びR4は、同−又は異なって、水素、
ハロゲン又はアルキル基を、nは10以上の整数を、各
々示す。) で表される感光性ポリイミド前駆体及び一般式%式% 、(式中、R1バ一般式CI)に於けると同じものを1
゛示す。) ″で表されるテトラカルボン酸二無水物と、下記一般式
〔III〕 (式中、R2、R3、R4、Rs、 R6及びR7は一
般式(1)に於けると同じものを示す。) で表されるジアミノ化合物とを反応させることからなる
感光性ポリイミド前駆体の製造方法である。
R3は二価の芳香族若しくは脂肪族炭化水素残基を、R
4、R2、R6及びR4は、同−又は異なって、水素、
ハロゲン又はアルキル基を、nは10以上の整数を、各
々示す。) で表される感光性ポリイミド前駆体及び一般式%式% 、(式中、R1バ一般式CI)に於けると同じものを1
゛示す。) ″で表されるテトラカルボン酸二無水物と、下記一般式
〔III〕 (式中、R2、R3、R4、Rs、 R6及びR7は一
般式(1)に於けると同じものを示す。) で表されるジアミノ化合物とを反応させることからなる
感光性ポリイミド前駆体の製造方法である。
本発明において、一般式〔I〕及び(II)中、Roで
表される四価の芳香族炭化水素残基とは、単環式芳香族
炭化水素基、多環式芳香族炭化水素基又はそれらが直接
若しくは他の結合を介して結合したものの残基であり、
例えば、次の構造のものである。
表される四価の芳香族炭化水素残基とは、単環式芳香族
炭化水素基、多環式芳香族炭化水素基又はそれらが直接
若しくは他の結合を介して結合したものの残基であり、
例えば、次の構造のものである。
(式中、Aは−CH2−l−3−1−CO−1−3O2
−−C(CL)2−又は−C(CF3)g−を示し、2
は水素、ハロゲン又はアルキル基を示す) 又、一般式CI)及び(I[[)中、R2、R8で表さ
れる二価の芳香族若しくは脂肪族炭化水素残基とは、例
えば、次の構造式で表されるものである。
−−C(CL)2−又は−C(CF3)g−を示し、2
は水素、ハロゲン又はアルキル基を示す) 又、一般式CI)及び(I[[)中、R2、R8で表さ
れる二価の芳香族若しくは脂肪族炭化水素残基とは、例
えば、次の構造式で表されるものである。
(式中、Xは水素、ハロゲン又はアルキル基を、mは1
〜6の整数を表す。) 一般式CI+)で表されるテトラカルボン酸二無水物と
しては、特に、ピロメリット酸無水物及び3.3′,4
,4′−ベンゾフェノンカルボン酸無水物が好ましく、
一般式〔III〕で表されるジアミノ化合物としては、
特に、1,4−ビス−(2−(3−アミノベンゾイル)
エテニル〕ベンゼンが好ましい。
〜6の整数を表す。) 一般式CI+)で表されるテトラカルボン酸二無水物と
しては、特に、ピロメリット酸無水物及び3.3′,4
,4′−ベンゾフェノンカルボン酸無水物が好ましく、
一般式〔III〕で表されるジアミノ化合物としては、
特に、1,4−ビス−(2−(3−アミノベンゾイル)
エテニル〕ベンゼンが好ましい。
本発明の感光性ポリイミド前駆体は、斯かるテトラカル
ボン酸二無水物とジアミノ化合物とを有機極性溶媒溶液
中で、攪拌下で、重縮合させることによって製造される
。
ボン酸二無水物とジアミノ化合物とを有機極性溶媒溶液
中で、攪拌下で、重縮合させることによって製造される
。
この重縮合反応で使用し得る有機極性溶媒としては、例
えばN、N−ジメチルホルムアミド、N。
えばN、N−ジメチルホルムアミド、N。
N−ジエチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトア
ミド、N、N−ジエチルアセトアミド、N、N−ジメチ
ルメトキシアセトアミド、N−メチルカプロラクタム、
ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、
ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホアミド、テトラ
メチルスルホン、N−アセチル−2−ピロリドン等を挙
げることが出来る。これらの溶媒は、単独でも、2種以
上の組み合わせでも使用し得る。
ミド、N、N−ジエチルアセトアミド、N、N−ジメチ
ルメトキシアセトアミド、N−メチルカプロラクタム、
ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、
ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホアミド、テトラ
メチルスルホン、N−アセチル−2−ピロリドン等を挙
げることが出来る。これらの溶媒は、単独でも、2種以
上の組み合わせでも使用し得る。
重縮合反応の条件については、重合体の濃度は30重量
%以下、好ましくは5〜15重量%が適当であり、反応
温度は100℃以下が適当であり、通常は50℃以下で
ある。
%以下、好ましくは5〜15重量%が適当であり、反応
温度は100℃以下が適当であり、通常は50℃以下で
ある。
反応時間は、製造すべき重合体の分子量によって適宜法
められるが、通常1〜24時間である。
められるが、通常1〜24時間である。
斯くして得られた感光性ポリイミド前駆体の光感度は、
10〜50mJ/cJであり、従来の感光性ポリイミド
重合体の約20〜100倍である。
10〜50mJ/cJであり、従来の感光性ポリイミド
重合体の約20〜100倍である。
而して、この感光性ポリイミド前駆体は、そのまま通常
のフォトレジスト技術でパターン加工することが出来る
。その際、更に光感度を向上させる目的で、一般に知ら
れている、光硬化開始剤、増感剤を加えることも可能で
ある。
のフォトレジスト技術でパターン加工することが出来る
。その際、更に光感度を向上させる目的で、一般に知ら
れている、光硬化開始剤、増感剤を加えることも可能で
ある。
光二量化反応で硬化したポリイミド前駆体は、更に20
0〜400℃で加熱処理することにより環化イミド化さ
れ、例えば300℃に加熱した場合、440 ’Cでも
熱分解による重量減少が認められない、優れた耐熱性が
付与される。
0〜400℃で加熱処理することにより環化イミド化さ
れ、例えば300℃に加熱した場合、440 ’Cでも
熱分解による重量減少が認められない、優れた耐熱性が
付与される。
以下実施例により、本発明を更に詳細に説明する。
実施例1
先ず、原料ジアミノ化合物の合成を行った。
酢酸240m1中にm−アミノアセトフェノン36、1
g (0,267mol)とテレフタルアルデヒド1
6、1 g (・0.12mol)とを加え、加熱溶解
後、濃硫酸20gを滴下し、80℃で2時間攪拌して反
応させた。
g (0,267mol)とテレフタルアルデヒド1
6、1 g (・0.12mol)とを加え、加熱溶解
後、濃硫酸20gを滴下し、80℃で2時間攪拌して反
応させた。
反応後、析出した生成物を濾取し、N、N−ジメチルア
セトアミド約300m1に再溶解させて、炭酸水素ナト
リウム水溶液で中和した。
セトアミド約300m1に再溶解させて、炭酸水素ナト
リウム水溶液で中和した。
中和により得られた沈澱物を1,4−ジオキサンに溶解
し、濾過により塩を除去した後、濾液を約11の水に注
加し、得られた黄色再沈物を、メタノールで洗浄後、真
空乾燥した。
し、濾過により塩を除去した後、濾液を約11の水に注
加し、得られた黄色再沈物を、メタノールで洗浄後、真
空乾燥した。
得られた生成物29.6 gは、IR,NMR及びGC
−MSにより、1.4−ビス−C2−(3−アミノベン
ゾイル)エテニル〕ベンゼン(以下BAEBと略記する
。)であることが確認された。
−MSにより、1.4−ビス−C2−(3−アミノベン
ゾイル)エテニル〕ベンゼン(以下BAEBと略記する
。)であることが確認された。
このBAEB2.5 g (6,8m mol)を、脱
水蒸溜したN−メチル−2−ピロリドン36gに溶解し
、窒素雰囲気下5℃に保持した。
水蒸溜したN−メチル−2−ピロリドン36gに溶解し
、窒素雰囲気下5℃に保持した。
この中に、昇華精製したピロメリット酸二無水物1.5
g (6,9m mat)を徐々に添加し′、添加終
了後、5℃以下に保って、5時間反応を続けた。
g (6,9m mat)を徐々に添加し′、添加終
了後、5℃以下に保って、5時間反応を続けた。
反応後、反応液を水300a+/とメタノール300
mlとの混合液中に注加し、ポリマーを沈澱させた。
mlとの混合液中に注加し、ポリマーを沈澱させた。
この沈澱を濾過、乾燥して、下記構造の感光性ポリイミ
ド前駆体3.8gを得た。
ド前駆体3.8gを得た。
この感光性ポリアミド酸3.0gをN、N−ジメチルア
セトアミド31.5 gに溶がして10重量%濃度のワ
ニスとし、これをブラシ研磨したアルミ板上にスピナー
により塗布し製膜した。
セトアミド31.5 gに溶がして10重量%濃度のワ
ニスとし、これをブラシ研磨したアルミ板上にスピナー
により塗布し製膜した。
乾燥後、この膜にパターンマスクフィルムを密着基4ぜ
、500Wの超高圧水銀灯の光を10mJ/閾: c+1だけ照射した後、N、N−ジメチルアセトアミド
とアセトンとの4:工の混合溶媒で現像したところ、露
光部が硬化したネガ型の凹凸パターンが得られた。
、500Wの超高圧水銀灯の光を10mJ/閾: c+1だけ照射した後、N、N−ジメチルアセトアミド
とアセトンとの4:工の混合溶媒で現像したところ、露
光部が硬化したネガ型の凹凸パターンが得られた。
又、パターンマスクフィルムの代わりに、イーストマン
・コダック社製のステップタブレット2Aを密着させ、
超高圧水銀灯(10mW/cJ)の光を60秒だけ照射
した後、上記と同様に現像を行ったところ、ステップタ
ブレットの17段まで鮮明な画像が得ら、れた。
・コダック社製のステップタブレット2Aを密着させ、
超高圧水銀灯(10mW/cJ)の光を60秒だけ照射
した後、上記と同様に現像を行ったところ、ステップタ
ブレットの17段まで鮮明な画像が得ら、れた。
次に、上記のワニスの厚膜を電気炉中、300°Cで1
.5時間加熱することにより、上記イミド前駆体の環化
イミド化が起こり、対応するポリイミドが得られた。
.5時間加熱することにより、上記イミド前駆体の環化
イミド化が起こり、対応するポリイミドが得られた。
このポリイミドの耐熱性を熱重量分析により測定したと
ころ、440℃まで重量減少が亘られなかった。
ころ、440℃まで重量減少が亘られなかった。
実施例2
ピロメリット酸二無水物に代えて、無水酢酸中で精製し
た、3.3′、4.4′−ベンゾフェノンカルボン酸二
無水物2.2gを使用し、且っN−メチル−2−ピロリ
ドンの使用量を42.3 gとした他は、実施例1と同
様に実施したところ、下記構造の感光性ポリイミド前駆
体4.5gを得た。
た、3.3′、4.4′−ベンゾフェノンカルボン酸二
無水物2.2gを使用し、且っN−メチル−2−ピロリ
ドンの使用量を42.3 gとした他は、実施例1と同
様に実施したところ、下記構造の感光性ポリイミド前駆
体4.5gを得た。
この感光性ポリアミド酸を用いて、実施例1と同様の感
光試験を行ったところ、50mJ/cJの露光量で、露
光部の硬化したネガ型の凹凸パターンが得られ、又、ス
テップタブレット2Aを用いた試験では、超高圧水銀灯
(10mW/cJ)の光を60秒だけ照射することによ
り、ステップタブレットの13段まで鮮明な画像が得ら
れた。
光試験を行ったところ、50mJ/cJの露光量で、露
光部の硬化したネガ型の凹凸パターンが得られ、又、ス
テップタブレット2Aを用いた試験では、超高圧水銀灯
(10mW/cJ)の光を60秒だけ照射することによ
り、ステップタブレットの13段まで鮮明な画像が得ら
れた。
次に、このワニスの厚膜を電気炉中、300℃で1.5
時間加熱することにより、上記イミド前駆体の環化イミ
ド化が起こり、対応するポリイミドが得られた。
時間加熱することにより、上記イミド前駆体の環化イミ
ド化が起こり、対応するポリイミドが得られた。
このポリイミドの耐熱性を熱重量分析により測定したと
ころ、440℃まで重量減少が見られなかった。
ころ、440℃まで重量減少が見られなかった。
特許出願人 三菱瓦斯化学株式会社
′ 代理人弁理士小堀貞文
Claims (4)
- (1)下記一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 (式中、R_1は四価の芳香族炭化水素残基を、R_2
及びR_3は二価の芳香族若しくは脂肪族炭化水素残基
を、R_4、R_5、R_6及びR_7は、同一又は異
なって、水素、ハロゲン又はアルキル基を、nは10以
上の整数を、各々示す。) で表される感光性ポリイミド前駆体 - (2)下記一般式〔II〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔II〕 (式中、R_1は一般式〔 I 〕に於けると同じものを
示す。) で表されるテトラカルボン酸二無水物と、下記一般式〔
III〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔III〕 (式中、R_2、R_3、R_4、R_5、R_6及び
R_7は一般式〔 I 〕に於けると同じものを示す。) で表されるジアミノ化合物とを反応させることを特徴と
する感光性ポリイミド前駆体の製造方法 - (3)一般式〔II〕で表されるテトラカルボン酸二無水
物が、ピロメリット酸無水物又は3,3′,4,4′−
ベンゾフェノンカルボン酸無水物である特許請求の範囲
第(2)項記載の方法 - (4)一般式〔III〕で表されるジアミノ化合物が、1
,4−ビス−〔2−(3−アミノベンゾイル)エテニル
〕ベンゼンである特許請求の範囲第(2)項記載の方法
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59280320A JPS61151238A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 感光性ポリイミド前駆体及びその製造方法 |
US06/875,044 US4670535A (en) | 1984-12-25 | 1986-06-17 | Photosensitive polyimide precursor and process for producing the same |
DE3620516A DE3620516C1 (de) | 1984-12-25 | 1986-06-19 | Lichtempfindlicher Polyimid-Vorlaeufer und Verfahren zu seiner Herstellung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59280320A JPS61151238A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 感光性ポリイミド前駆体及びその製造方法 |
US06/875,044 US4670535A (en) | 1984-12-25 | 1986-06-17 | Photosensitive polyimide precursor and process for producing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61151238A true JPS61151238A (ja) | 1986-07-09 |
JPH0159289B2 JPH0159289B2 (ja) | 1989-12-15 |
Family
ID=37879449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59280320A Granted JPS61151238A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 感光性ポリイミド前駆体及びその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4670535A (ja) |
JP (1) | JPS61151238A (ja) |
DE (1) | DE3620516C1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62179528A (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-06 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 感光性ポリイミド前駆体 |
DE68916298T2 (de) * | 1988-03-28 | 1994-10-06 | Canon Kk | Polymere Verbindungen und Aufzeichnungsmedium daraus. |
US4952220A (en) * | 1989-04-11 | 1990-08-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Membranes formed from unsaturated polyimides |
JPH04130984U (ja) * | 1991-05-23 | 1992-12-01 | 秀工電子株式会社 | 着脱式表示体 |
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