DE69628693T2 - Polyimidvorstufe, Polyimid und deren Herstellung - Google Patents
Polyimidvorstufe, Polyimid und deren HerstellungInfo
- Publication number
- DE69628693T2 DE69628693T2 DE69628693T DE69628693T DE69628693T2 DE 69628693 T2 DE69628693 T2 DE 69628693T2 DE 69628693 T DE69628693 T DE 69628693T DE 69628693 T DE69628693 T DE 69628693T DE 69628693 T2 DE69628693 T2 DE 69628693T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- group
- composition according
- formula
- polyimide
- photosensitive resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- C08G73/1046—Polyimides containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
- C08G73/1053—Polyimides containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain with oxygen only in the tetracarboxylic moiety
-
- 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
- G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
- G03F7/032—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
- G03F7/037—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polyamides or polyimides
-
- 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
-
- 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
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/11—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography
- H10P76/20—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising organic materials
- H10P76/204—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising organic materials of organic photoresist masks
- H10P76/2041—Photolithographic processes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4644—Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
- H05K3/4673—Application methods or materials of intermediate insulating layers not specially adapted to any one of the previous methods of adding a circuit layer
- H05K3/4676—Single layer compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine photoempfindliche Zusammensetzung, eine Verwendung der photoempfindlichen Zusammensetzung bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, usw., und eine Halbleitervorrichtung und die Herstellung derselben.
- In der Halbleiterindustrie wurden anorganische Materialien als interlaminare Isolierungsmaterialien verwendet. Seit kurzem allerdings werden organische Materialien mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit, z. B. Polyimidharze, und dergleichen, als interlaminare Isolierungsmaterialien unter Ausnutzung ihrer Eigenschaften verwendet.
- Andererseits werden die Bildung von Mustern integrierter Schaltkreise bei Halbleitern und die Bildung von Schaltkreismustern auf gedruckten Leiterplatten durch verschiedene komplizierte Schritte ausgeführt, z. B. Bildung eines Films aus Resistmaterial auf einem Substrat, Belichten vorherbestimmter Teile mit Licht, Entfernen unnötiger Teile durch Ätzen, und dergleichen, Reinigen der Substratoberfläche, usw. In einem solchen Prozess ist es wüschenswert, in notwendigen Bereichen ein Resist, so wie es ist, als Isolierungsmaterial nach der Musterbildung durch Belichtung und Entwicklung zu verwenden. Somit wird die Entwicklung hitzebeständiger photoempfindlicher Materialien für einen derartigen Zweck gefordert.
- Um eine solche Forderung zu erfüllen, werden hitzebeständige photoempfindliche Materialien unter Verwendung photoempfindlicher Polyimide, ringgeschlossener Polybutadiene, usw., als Grundpolymere vorgeschlagen. Insbesondere die photoempfindlichen Polyimide werden infolge ihrer ausgezeichneten Hitzebeständigkeit und der Leichtigkeit der Entfernbarkeit von Verunreinigungen hervorgehoben.
- Beispielsweise schlug die JP-B-49-17374 ein Material vor, das eine Polyimidvorstufe und ein Bichromat umfasst. Dieses Material hat in der Praxis Vorzüge bei der Photoempfindlichkeit und ein hohes Filmbildungsvermögen, allerdings Nachteile bei der Lagerungsstabilität und Retention von Chromionen im Polyimid. Daher wurde ein derartiges Material in der Praxis nicht eingesetzt.
- Zur Vermeidung solcher Probleme schlägt die JP-A 54-109828 ein Verfahren zum Vermischen einer Verbindung mit einer photoempfindlichen Gruppe mit einer Polyimidvorstufe vor. Außerdem schlagen JP-A 56-24343 und JP-A 60-100143 Verfahren zur Bereitstellung photoempfindlicher Gruppen durch Umsetzen einer funktionellen Gruppe in einer Polyimidvorstufe mit einer funktionellen Gruppe in einer Verbindung mit einer photoempfindlichen Gruppe vor. Diese photoempfindlichen Polyimidvorstufen verwenden als Grundgerüst ein aromatisches Monomer, das ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweist. Infolge einer Absorption der Polyimidvorstufen per se wird die Lichtdurchlässigkeit für den ultravioletten Bereich niedrig, und es erfolgt keine ausreichend wirksame photochemische Reaktion in belichteten Bereichen, was zu Problemen, wie geringer Empfindlichkeit und verschlechterter Mustergestaltung führt.
- Mit der neueren Tendenz einer höheren Integration von Halbleitern wird auch eine höhere Auflösung (oder kleinerer Verarbeitungsmaßstab) gefordert. Um einer solchen Forderung nachzukommen, wird man eine Kontakt-Belichtungsvorrichtung, die paralleles Licht verwendet, wie sie vorher eingesetzt wurde, durch eine 1 : 1-Projektions-Belichtungsvorrichtung ersetzen, was als "Spiegelprojektion" bezeichnet wird, oder durch einen sogenannten "Stepper" ersetzen, der eine reduzierende Projektions-Belichtungsvorrichtung ist.
- Der Stepper verwendet eine Hochleistungs-Oszillationslinie einer Ultrahochdruck- Quecksilberlampe und monochromatisches Licht, z. B. Excimer-Laserlicht. Als Stepper wurde hauptsächlich ein g-Linien-Stepper verwendet, der sichtbares Licht (Wellenlänge 435 nm) der g-Linie einer Ultrahochdruck-Quecksilberlampe verwendet. Um aber der Forderung nach höherer Auflösung nachzukommen, ist es notwendig, die in dem Stepper verwendete Wellenlänge kürzer zu machen. So wird der g-Linien-Stepper (Wellenlänge 435 nm) durch einen i-Linien- Stepper (Wellenlänge 365 nm) ersetzt werden.
- Andererseits werden bekannte photoempfindliche Polyimide für die Kontakt- /Berührungs-Belichtungsvorrichtung, die Spiegelprojektions-Belichtungsvorrichtung und den g- Linien-Stepper konzipiert. Allerdings haben solche Polyimide eine geringe Transparenz und zeigen fast keine Durchlässigkeit, wenn die i-Linie (Wellenlänge 365 nm) verwendet wird. Daher kann kein ausreichendes Muster erhalten werden, wenn der i-Linien-Stepper eingesetzt wird.
- Um dem LOC (Leitung auf Chip), bei dem ein Halbleiterverfahren mit hoher Einbaudichte verwendet wird, zu entsprechen, ist ein Polyimidfilm zum Oberflächenschutz erforderlich, der eine dickere Filmdicke hat. Wenn die Filmdicke größer wird, wird das Problem der geringen Durchlässigkeit verstärkt.
- Darüber hinaus wird der Durchmesser eines Siliciumwavers jedes Jahr größer. Dagegen besteht die Tendenz, dass die Dicke eines Silicumwavers geringer wird. Andererseits wird die Dicke eines Polyimidfilms infolge des oben genannten Montageverfahrens jedes Jahr dicker. Infolge der Differenz im Ausdehnungsvermögen zwischen dem Polyimidfilm und dem Siliciumwaver tritt folglich ein Verziehen eines Siliciumwavers, der einen Polyimid- Oberflächenschutzfilm darauf hat, auf. Daher besteht ein starker Bedarf an einem photoempfindlichen Polyimid, das ein geringeres thermisches Ausdehnungsvermögen hat.
- Die vorliegende Erfindung stellt eine photoempfindliche Harzzusammensetzung bereit, die ein photoempfindliches Polyamidharz umfasst, das Repetiereinheiten der Formel:
- umfasst, worin R¹ eine vierwertige organische Gruppe ist und R² eine Gruppe der Formel:
- ist, worin jeder der Reste R³, R&sup4;, R&sup5; und R&sup6;, die gleich oder unterschiedlich sein können, ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe ist, vorausgesetzt, dass mindestens zwei der Reste R³ bis R&sup6; einwertige organische Gruppen sind; jedes von X¹ und X², die gleich oder unterschiedlich sein können, eine Gruppe der Formel -COOR¹³, -CONHR¹&sup4; oder -COO&supmin;R¹&sup5;&spplus; ist, und jede der Gruppen R¹³, R¹&sup4; und R¹&sup5; unabhängig eine einwertige organische Gruppe, die eine Vinylgruppe umfasst, ist.
- Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der oben genannten photoempfindlichen Harzzusammensetzung zur Bildung eines Oberflächen-Schutzfilms in einer Halbleitervorrichtung, zur Bildung eines interlaminaren Isolierungsfilms in einer mehrschichtigen Leiterplatte oder zur Bildung einer Maske auf einem anorganischen Materialfilm bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
- Die vorliegende Erfindung stellt außerdem eine Halbleitervorrichtung bereit, die unter Verwendung der oben beschriebenen photoempfindlichen Harzzusammensetzung erhalten wird.
- Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung bereit, umfassend:
- - Bildung eines Polyamidharzfilms auf einem Substrat aus der oben genannten photoempfindlichen Harzzusammensetzung,
- - Anordnen einer Maske mit einem vorherbestimmten Muster auf dem Polyamidharzfilm,
- - Belichten mit aktinischem Licht oder aktinischen Strahlen durch die Maske,
- - Bilden eines Polyamidharzmusters durch Entfernung nichtbelichteter Teile, danach Erwärmen zur Imidierung unter Herstellung eines Polyimidmusters, und
- - Durchführen einer Passivierungsbehandlung unter Anwendung von trockenem Ätzen unter Verwendung des Polyimidmusters als Maske.
- Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Halbleitervorrichtung bereit, die durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wird.
- Eine Polyimidvorstufe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat Repetiereinheiten der Formel:
- worin R¹ eine vierwertige organische Gruppe ist und R² eine Gruppe der Formel:
- ist, worin R³, R&sup4;, R&sup5; und R&sup6; unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe sind und mindestens zwei der Reste R³ bis R&sup6; eine einwertige organische Gruppe sind.
- Wenn die vierwertige organische Gruppe von R¹ in der Formel (I-1) vorzugsweise eine aromatische Gruppe, z. B. eine Gruppe der Formel:
- ist, sind die mechanischen Eigenschaften des resultierenden Films verbessert. Unter diesen ist die Gruppe der Formel:
- bevorzugter.
- In der Formel (I-1) wird R² durch die Formel (II) dargestellt, worin R³, R&sup4;, R&sup5; und R&sup6; unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe sind und mindestens zwei der Reste R³ bis R&sup6; unabhängig voneinander eine einwertige organische Gruppe sind.
- Wenn die einwertigen organischen Gruppen für R³ bis R&sup6; unabhängig voneinander eine Alkylgruppe, die vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome hat, eine halogenierte Alkylgruppe, die vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome hat (z. B. -CF&sub3;, -CF&sub2;CF&sub2;H), eine Alkoxygruppe, die vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome hat, oder eine halogenierte Alkoxygruppe, die vorzugsWeise 1 bis 5 Kohlenstoffatome hat (z. B. -OCF&sub3;, -OCF&sub2;CF&sub2;H) sind, sind die Durchlässigkeit für die i-Linie und die thermischen Eigenschaften des resultierenden Films verbessert. Unter diesen einwertigen organischen Gruppen ist die Alkylgruppe bevorzugt.
- Bevorzugte Beispiele für R² in der Formel (I-1) sind wie folgt:
- um die Lichtdurchlässigkeit und die mechanischen Eigenschaften und thermischen Eigenschaften des resultierenden Films zu verbessern.
- Unter diesen ist die Gruppe der Formel:
- bevorzugter.
- Die oben genannte Polyimidvorstufe kann synthetisiert werden, indem eine Tetracarbonsäure oder ein Derivat davon mit einem Diamin der Formel:
- wenn notwendig in einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise bei -20ºC bis 100ºC, bevorzugter zwischen 0ºC und 90ºC, besonders bevorzugt zwischen 15ºC und 50ºC, umgesetzt wird.
- Als Tetracarbonsäure kann eine aromatische Tetracarbonsäure, z. B. Oxydiphthalsäure, Pyromellitsäure, 3,3',4,4'-Benzophenontetracarbonsäure, 3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäure, 1,2,5,6-Naphthalintetracarbonsäure, 2,3,6,7-Naphthalintetracarbonsäure, 1,4,5,8-Naphthalintetracarbonsäure, 2,3,5,6-Pyridintetracarbonsäure, 3,4,9,10-Perylentetracarbonsäure, Sulfonyldiphthalsäure, m-Terphenyl-3,3',4,4'-tetracarbonsäure, p-Terphenyl-3,3',4,4'-Tetracarbonsäure, 1,1,1,3,3,3-Hexafluor-2,2-bis(2,3- oder 3,4-dicarboxyphenyl)propan, 2,2-Bis(2,3- oder 3,4- Dicarboxyphenyl)propan, 2,2-Bis{4'-(2,3- oder 3,4-Dicarboxyphenyl)phenyl}propan, 1,1,1,3,3,3-Hexafluor-2,2-bis{4'-(2,3- oder 3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl}propan verwendet werden. Ein Tetracarbonsäurederivat der Formel:
- worin R&sup7; und R&sup8; unabhängig voneinander eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe sind, z. B. eine Kohlenwasserstoffgruppe, wie eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine aromatische Gruppe, z. B. eine Phenylgruppe, sind und s eine ganze Zahl von 1 oder mehr ist, ist ebenfalls geeignet.
- Derivate der Tetracarbonsäuren umfassen z. B. Tetracarbonsäuremonoanhydride, Tetracarbonsäuredianhydride, Tetracarbonsäurechloride, usw. Als Partner der Reaktion mit einem Diamin ist die Verwendung von Tetracarbonsäuredianhydriden unter dem Gesichtspunkt der Reaktivität vorzuziehen. Diese Tetracarbonsäuren oder Derivate davon können einzeln oder als Gemisch verwendet werden. Unter diesen Tetracarbonsäuren oder Derivaten sind Oxydiphthalsäure, Pyromellitsäure, 3,3',4,4'-Benzophenontetracarbonsäure und 3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäure vorteilhaft.
- Als das Diamin werden die der Formel (III) als essentielle Komponente eingesetzt. Es ist möglich, andere Diamine als die der Formel (III) zu verwenden, soweit die i-Liniendurchlässigkeit und die Hitzebeständigkeit nicht viel verringert werden.
- Beispiele für die anderen Diamine als die der Formel (III) sind 4,4'-(oder 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- oder 2,2'-)Diaminodiphenylether, 4,4'-(oder 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- oder 2,2'-)Diaminodiphenylmethan, 4,4'-(oder 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- oder 2,2'-)Diaminodiphenylsulfon, 4,4'-(oder 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- oder 2,2'-)Diaminodiphenylsulfid, para-Phenylendiamin, meta-Phenylendiamin, p-Xylylendiamin, m- Xylylendiamin, o-Tolidin, o-Tolidinsulfon, 4,4'-Methylen-bis-(2,6-diethylanilin), 4,4'- Methylen-bis(2,6-diisopropylanilin), 2,4-Diaminomethylen, 1,5-Diaminonaphthalin, 4,4'- Benzophenondiamin, Bis-{4-(4'-aminophenoxy)phenyl}sulfon, 1,1,1,3,3,3-Hexafluor-2,2-bis(4- aminophenyl)propan, 2,2-Bis{4-(4'-aminophenoxy)phenyl}propan, 3,3'-Dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethan, 3,3',5,5'-Tetramehtyl-4,4'-diaminodiphenylmethan, Bis{4-(3'-aminophenoxy)- phenyl}sulfon, 2,2-Bis(4-aminophenyl)propan, usw. Diese Amine können einzeln oder als Gemisch eingesetzt werden.
- Es ist auch möglich, aliphatische Diamine zu verwenden, z. B. die Aminopolysiloxane der Formel:
- worin R&sup9; und R¹&sup0; unabhängig voneinander eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe, z. B. eine Hydrocarbylgruppe, wie eine Alkylengruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, einer Arylengruppe, z. B. eine Phenylengruppe, sind; R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, z. B. Hydrocarbylgruppen, wie z. B. eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine aromatische Gruppe, z. B. eine Phenylgruppe, sind, und t eine ganze Zahl von 1 oder mehr ist.
- Es ist vorteilhaft, die Diaminopolysiloxane in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Diamine, zu verwenden, um die Haftfähigkeit zu verbessern. Wenn die Menge mehr als 10 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, dass die thermischen Eigenschaften des Polyimidfilms verschlechtert werden.
- Es ist vorteilhaft, das Diamin der Formel (III) in einer Menge von 10 bis 100 Mol-%, bevorzugter 30 bis 100 Mol%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diamine, zu verwenden. Wenn die Verwendungsmenge weniger als 10 Mol-% ist, besteht die Tendenz, dass die Durchlässigkeit verringert wird, dass die mechanischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften des Polyimidfilms verschlechtert werden.
- Die Ringöffnungspolyadditionsreaktion kann vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel, z. B. einem aprotischen polaren Lösungsmittel, durchgeführt werden, das die produzierte Polyimidvorstufe vollständig lösen kann. Beispiele für ein solches aprotisches polares Lösungsmittel sind N-Methyl-2-pyrrolidon, N,N-Dimethylacetamid, N,N-Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Tetramethylharnstoff, Hexamethylphosphorsäuretriamid, γ-Butyrolacton, usw.
- Zusätzlich zu dem oben genannten aprotischen polaren Lösungsmittel ist es möglich, Ketone, Ester, Lactone, Ether, halogenierte Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoffe zu verwenden. Beispiele für diese Lösungsmittel sind Aceton, Diethylketon, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon, Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Diethyloxalat, Diethylmalonat, Diethylether, Ethylenglykoldimethylether, Diethylenglykoldimethylether, Tetrahydrofuran, Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan, 1,4-Dichlorbutan, Trichlorethan, Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, Hexan, Butan, Octan, Benzol, Toluol, Xylol, usw. Diese organischen Lösungsmittel können einzeln oder als Gemisch eingesetzt werden.
- Die Polyimidvorstufe sollte eine Verbindung sein, die Repetiereinheiten der Formel (I-1) in einer Menge von vorzugsweise 10 Mol-% oder mehr, beovorzugter 30 Mol-% oder mehr, enthält. Es wird einzusehen sein, dass die verbleibenden Repetiereinheiten dieselbe Formel wie die Formel (I-1) haben, mit der Ausnahme, dass R² mindestens eine andere zweiwertige organische Gruppe, z. B.
- worin jedes Wasserstoffatom im aromatischen Ring in den obigen Formeln durch eine Alkylgruppe, wie z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, usw., substituiert sein kann;
- -CH&sub2;-; und
- worin R&sup9;, R¹&sup0;, R¹¹ und R¹² wie in Formel (V) definiert sind, sein kann. Wenn der Gehalt an Repetiereinheiten der Formel (I-1) kleiner als 10 Mol-% ist, gibt es die Tendenz, dass die Transparenz und die mechanische Festigkeit des resultierenden Polyimidfilms verringert sind.
- Das gewichtsmittlere Molekulargewicht ( w) der Polyimidvorstufe ist vorzugsweise 20.000 bis 100.000. Wenn das w kleiner als 20.000 ist, gibt es die Tendenz, dass die Festigkeit des dünnen resultierenden Polyimidfilms verringert ist. Wenn dagegen das w höher als 100.000 ist, gibt es die Tendenz, dass das Polyimid eine hohe Viskosität und eine niedrigere Auflösung aufweist. Das w kann durch Gelpermeationschromatographie unter Verwendung eines Trägerlösungsmittels, wie z. B. Dimethylformamid (DMF), Dimethylsulfoxid (DMSO), usw., gemessen werden.
- Das Polyimid hat Repetiereinheiten, die durch die folgende Formel:
- dargestellt werden, worin R¹ und R² wie oben definiert sind.
- Ein solches Polyimid kann durch Ringschluss der Polyimidvorstufe, üblicherweise unter Erwärmen, erhalten werden.
- Es ist vorteilhaft, bei 80 bis 450ºC zu erwärmen. Wenn die Erwärmungstemperatur unter 80ºC liegt, besteht die Tendenz, dass die Ringschlussreaktion sich verlangsamt. Wenn dagegen die Erwärmungstemperatur über 450ºC liegt, besteht die Tendenz, dass das produzierte Polyimid verschlechtert wird.
- Die Erwärmungszeit beträgt vorzugsweise 10 bis 100 Minuten. Wenn die Erwärmungszeit weniger als 10 Minuten beträgt, besteht die Tendenz, dass die Ringschlussreaktion sich verlangsamt. Wenn dagegen die Erwärmungszeit mehr als 100 Minuten beträgt, besteht die Tendenz, dass sich das produzierte Polyimid verschlechtert und die Verarbeitbarkeit verringert wird.
- Das Polyimid kann als Material für eine Deckschicht auf einem Halbleiter verwendet werden.
- Die photoempfindliche Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst ein photoempfindliches Polyamidharz, das erhalten werden kann, indem der Polyimidvorstufe Photoempfindlichkeit verliehen wird.
- Als Verfahren zur Verleihung von Photoempfindlichkeit gibt es ein Verfahren, bei dem eine Acrylgruppe durch kovalente Bindung an die Seitenketten (z. B. Carbonsäuregruppen) der Polyimidvorstufe eingeführt wird, ein Verfahren, bei dem eine Acrylverbindung, die eine oder mehrere Aminogruppen hat, durch ionische Bindung mit Carbonsäuregruppen der Polyimidvorstufe verbunden wird, ein Verfahren, bei dem eine Polyimidvorstufe, ein oder mehrere reaktive Monomere oder ein Photoempfindlichkeit-verleihendes Agens, z. B. ein Photosäureerzeugungsmittel, ein Photobasenerzeugungsmittel, usw., vermischt werden.
- Dementsprechend hat das photoempfindliche Polyamidharz, das erhalten wird, indem der Polyimidvorstufe Photoempfindlichkeit verliehen wird, Repetiereinheiten, die durch die folgende Formel dargestellt werden:
- worin R¹ und R² wie oben definiert sind; X¹ und X² unabhängig voneinander -COOR¹³, -CONHR¹&sup4; oder -COO&supmin;R¹&sup5;&sup0; darstellen, worin R¹³, R¹&sup4; und R¹&sup5;&spplus; unabhängig voneinander eine einwertige organische Gruppe, die eine Vinylgruppe hat, sind.
- Als R¹³ und R¹&sup4; kann eine Alkenylgruppe, z. B. Vinyl, Allyl, Isopropenyl, usw., verwendet werden. Als R¹&sup5;&spplus; kann ein Ammoniumion, z. B.
- verwendet werden, worin R¹&sup6; eine Alkylengruppe ist, R¹&sup7; und R¹&sup8; Alkylgruppen sind.
- -COO&supmin;R¹&sup5;&spplus; wird durch das Verfahren einer Einführung einer Acrylverbindung, die eine oder mehrere Aminogruppen hat, durch ionische Bindung mit Carbonsäuregruppen der Polyimidvorstufe erhalten.
- Es ist einzusehen, dass in dem Harz, dass durch die Formel (I-3) dargestellt wird, einige der Säuregruppen der Polyimidvorstufe zurückbleiben können.
- Was die Einfachheit einer flüchtigen Dispersion photoempfindlicher Gruppen zum Zeitpunkt des thermischen Imidringschlusses und die Einfachheit der Herstellung der photoempfindlichen Harzzusammensetzung angeht, so ist es vorteilhaft, das Verfahren der Einführung einer Acrylverbindung, die eine oder mehrere Aminogruppen hat, in Carbonsäuregruppen der Polyimidvorstufe durch ionische Bindung zu verwenden.
- Als Acrylverbindung, die eine oder mehrere Aminogruppen hat, können N,N- Dimethylaminoethylmethacrylat, N,N-Diethylaminoethylmethacrylat, N,N-Dimethylaminopropylmethacrylat, N,N-Diethylaminopropylmethacrylat, N,N-Dimethylaminoethylacrylat, N,N- Diethylaminoethylacrylat, N,N-Dimethylaminopropylacrylat, N,N-Diethylaminopropylacrylat, N,N-Dimethylaminoethylacrylamid, N,N-Dimethylaminoethylacrylamid, usw., verwendet werden. Diese Verbindungen können einzeln oder als Gemisch eingesetzt werden.
- Die Acrylverbindung, die eine oder mehrere Aminogruppen hat, kann vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 200 Gew.-%, bevorzugter von 5 bis 150 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Polyimidvorstufe, die Repetiereinheiten der Formel (I-1) hat, eingesetzt werden. Wenn die Verwendungsmenge weniger als 1 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, dass die Photoempfindlichkeit verschlechtert wird. Wenn die Verwendungsmenge dagegen mehr als 200 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, dass die Hitzebeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften des produzierten Films verringert werden.
- Die photoempfindliche Harzzusammensetzung kann bei Bedarf einen Photoinitiator enthalten.
- Beispiele für den Photoinitiator sind Michler's Keton, Benzoinmethylether, Benzoinethylether, Benzoinisopropylether, 2-t-Butylanthrachinon, 2-Ethylanthrachinon, 4,4-Bis(diethylamino)benzophenon, Acetophenon, Benzophenon, Thioxanthon, 2,2-Dimethoxy-2- phenylacetophenon, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2-Methyl-[4-(methylthio)phenyl]-2- morpholino-1-propanon, Benzyl, Diphenyldisulfid, Phenanthrenchinon, 2-Isopropylthioxanthon, Riboflavintetrabutyrat, 2,6-Bis(p-diethylaminobenzal)-4-methyl-4-azacyclohexanon, N-Ethyl- N-(p-chlorpheny1)glycin, N-Phenyldiethanolamin, 2-(o-Ethoxycarbonyl)oxyimino-1,3-diphenylpropandion, 1-Phenyl-2-(o-ethoxycarbonyl)oxyiminopropan-1-on, 3,3,4,4-Tetra(t-butylperoxycarbonyl)benzophenon, 3,3-Carbonyl-bis-(7-diethylaminocoumalin), Bis(cyclopentadienyl)- bis-[2,6-difluor-3-(pyri-1-yl)phenyl]-Titan, usw. Diese Verbindungen können einzeln oder als Gemisch eingesetzt werden.
- Der Photoinitiator kann in einer Menge von vorzugsweise 0,01 bis 30 Gew.-%, bevorzugter 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Polyimidvorstufe, die Repetiereinheiten der Formel (I-1) hat, verwendet werden. Wenn die Menge weniger als 0,01 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, dass die Photoempfindlichkeit verringert ist. Wenn dagegen die Menge mehr als 30 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, dass die mechanischen Eigenschaften des produzierten Films verschlechtert sind.
- Die photoempfindliche Harzzusammensetzung kann bei Bedarf eine additionspolymerisierbare Verbindung enthalten.
- Beispiele für die additionspolymerisierbare Verbindung sind Diethylenglykoldiacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Tetraethylenglykoldiacrylat, Diethylenglykoldimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat, Tetraethylenglykoldimethacrylat, Trimethylolpropandiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropandimethacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, 1,4- Butandioldiacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, 1,4-Butandioldimethacrylat, 1,6-Hexandiolmethacrylat, Pentaerythrittriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, Pentaerythrittrimethacrylat, Pentaerythrittetramethacrylat, Styrol, Divinylbenzol, 4-Vinyltoluol, 4-Vinylpyridin, N-Vinylpyrrolidon, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 1,3-Acryloyloxy-2-hydroxypropan, 1,3-Methacryloyloxy-2-hydroxypropan, Methylenbisacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, N-Methylolacrylamid, usw. Diese Verbindungen können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
- Die additionspolymerisierbare Verbindung kann in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 200 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Polyimidvorstufe, die Repetiereinheiten der Formel (I-1) hat, verwendet werden. Wenn die Menge weniger als 1 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, dass sich die Photoempfindlichkeit, einschließlich der Löslichkeit in einer Entwicklungslösung, verschlechtert. Wenn dagegen die Menge mehr als 200 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, dass die mechanischen Eigenschaften des gebildeten Films verschlechtert werden.
- Die photoempfindliche Harzzusammensetzung kann bei Bedarf eine Azidverbindung enthalten.
- Beispiele der Azidverbindung sind folgende:
- Diese Verbindungen können einzeln oder als Gemisch eingesetzt werden.
- Die Azidverbindung kann in einer Menge von vorzugsweise 0,01 bis 30 Gew.-%, bevorzugter von 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Polyimidvorstufe, die Repetiereinheiten der Formel (I-1) hat, verwendet werden. Wenn die Menge weniger als 0,01 Gew.- % ist, besteht die Tendenz, dass die Photoempfindlichkeit verringert wird. Wenn dagegen die Menge mehr als 30 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, dass die mechanischen Eigenschaften des produzierten Films verschlechtert sind.
- Die photoempfindliche Harzzusammensetzung kann außerdem einen Radikalpolymerisationsinhibitor oder ein die Radikalpolymerisation unterdrückendes Mittel enthalten um die Lagerungsstabilität zu verbessern.
- Beispiele für den Radikalpolymerisationsinhibitor oder das die Radikalpolymerisation unterdrückende Mittel sind p-Methoxyphenol, Diphenyl-p-benzochinon, Benzochinon, Hydrochinon, Pyrogallol, Phenothiazin, Resorcin, ortho-Dinitrobenzol, para-Dinitrobenzol, meta- Dinitrobenzol, Phenonthrachinon, N-Phenyl-1-naphthylamin, N-Phenyl-2-naphthylamin, Cupferron, Phenothiazin, 2,5-Toluchinon, Gerbsäure, para-Benzylaminophenol, Nitrosamine, usw. Diese Verbindungen können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
- Der Radikalpolymerisationsinhibitor oder das die Radikalpolymerisation unterdrückende Mittel kann in einer Menge von vorzugsweise 0,01 bis 30 Gew.-%, bevorzugter 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Polyimidvorstufe, die Repetiereinheiten der Formel (I-1) hat, verwendet werden. Wenn die Menge weniger als 0,01 Gew.-% ist, besteht die Neigung, dass die Lagerstabilität verschlechtert ist. Wenn dagegen die Menge mehr als 30 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, dass die Photoempfindlichkeit und die mechanischen Eigenschaften des produzierten Films verringert sind.
- Die photoempfindliche Harzzusammensetzung kann außerdem ein organisches Lösungsmittel oder mehrere organische Lösungsmittel enthalten, für das (die) Beispiele bei der Ringöffnungspolyadditionsreaktion unter Herstellung der genannten Polyimidvorstufe genannt wurden. Das organische Lösungsmittel kann in einer Menge von 10 bis 99 Gewichtsteilen, vorzugsweise 20 bis 97 Gewichtsteilen, bevorzugter 30 bis 96 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Summe aus den anderen Komponenten der photoempfindlichen Harzzusammensetzung als das organische Lösungsmittel, verwendet werden.
- Die photoempfindliche Harzzusammensetzung wird auf ein Substrat, z. B. einen Siliciumwafer, ein Metallsubstrat, ein Keramiksubstrat, usw., durch ein Tauchverfahren, ein Sprühverfahren, ein Siebdruckverfahren, ein Schleuderbeschichtungsverfahren, usw., aufgetragen, worauf sich eine Trocknung unter Erwärmung zur Entfernung des organischen Lösungsmittels anschließt, wodurch ein aufgetragener Film (Polyimidvorstufenfilm) erhalten wird, der keine Klebrigkeitseigenschaften hat.
- Auf dem aufgetragenen Film wird eine Maske, die ein vorbestimmtes Muster hat, ausgebildet, worauf sich eine Belichtung mit aktinischem Licht oder aktinischen Strahlen durch die Maske anschließt. Nichtbelichtete Teile werden durch eine geeignete Entwicklungslösung entfernt, wodurch ein vorher bestimmtes Reliefmuster erhalten wird.
- Die photoempfindliche Harzzusammensetzung ist für einen i-Linien-Stepper konzipiert. Als aktinisches Licht oder aktinische Strahlen können eine Kontakt/Berührungs- Belichtungsvorrichtung unter Verwendung einer Ultrahochdruck-Quecksilberlampe, eine Spiegelprojektions-Belichtungsvorrichtung, ein g-Linien-Stepper und ultraviolettes Licht, eine Quelle für sichtbares Licht, Röntgenstrahlen, Elektronenstrahlen, usw., zusätzlich zu dem i- Linien-Stepper verwendet werden.
- Als Entwicklungslösung kann ein gutes Lösungsmittel (z. B. N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, N-Methyl-2-pyrrolidon, usw.), ein gemischtes Lösungsmittel aus dem oben genannten Lösungsmittel und einem schlechten Lösungsmittel (z. B. ein niederer Alkohol, Wasser, ein aromatischer Kohlenwasserstoff, usw.), eine basische Lösung (eine wässrige Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid, eine wässrige Lösung von Triethanolamin, usw.), usw., verwendet werden.
- Nach der Entwicklung wird ein Spülen unter Verwendung von Wasser oder einem schlechten Lösungsmittel, bei Bedarf, gefolgt von einer Trocknung bei etwa 100ºC durchgeführt, wodurch ein stabileres Muster erhalten wird.
- Wenn das Reliethuister (Polyimidvorstufenmuster) zur Imidierung erwärmt wird, kann ein wärmeresistentes, gemustertes Polyimid erhalten werden. Zu dieser Zeit ist es vorteilhaft, das Reliefmuster bei einer Temperatur von 150ºC bis 500ºC, bevorzugter 200 bis 400ºC, zu erwärmen. Wenn die Erwärmungstemperatur unter 150ºC liegt, besteht die Tendenz, dass die mechanischen Eigenschaften und thermischen Eigenschaften des Polyimidfilms verschlechtert sind. Wenn dagegen die Erwärmungstemperatur über 500ºC liegt, besteht die Tendenz, dass die mechanischen Eigenschaften und thermischen Eigenschaften des Polyimidfilms verringert sind. Außerdem beträgt die Erwärmungszeit vorzugsweise 0,05 bis 10 Stunden. Wenn die Erwärmungszeit weniger als 0,05 Stunden ist, besteht die Tendenz, dass die mechanischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften des Polyimidfilms reduziert werden. Wenn dagegen die Erwärmungszeit mehr als 10 Stunden beträgt, besteht die Tendenz, dass die mechanischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften des Polyimidfilms verringert werden.
- Wie oben erwähnt wurde, kann die photoempfindliche Harzzusammensetzung zur Bildung von Oberflächenschutzfilmen für Halbleiter, zur Bildung eines Polyimidmusters als Maske, welche verwendet wird, wenn ein anorganischer Film aus SiN, SiO, usw., einer Bearbeitung, wie z. B. einem Trockenätzen, Nassätzen, usw., unterworfen wird, zur Bildung interlaminarer Isolierungsfilme für mehrschichtige Leiterplatten, usw., eingesetzt werden.
- Die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung kann unter Verwendung der photoempfindlichen Harzzusammensetzung erhalten werden. Daher kann die Halbleitervorrichtung einen Polyimidfilm haben, der aus der photoempfindlichen Harzzusammensetzung erhalten wird.
- Die Halbleitervorrichtung kann produziert werden, indem ein Muster eines Polyimidfilms, erhalten aus der photoempfindlichen Harzzusammensetzung als Maske, verwendet wird und z. B. eine Passivierungsbehandlung, die ein Trockenätzen anwendet, durchgeführt wird.
- Genauer ausgedrückt, wenn ein Film aus einem anorganischen Material, wie z. B. SiO, SiN, usw., der zur Verhinderung chemischer Einflüsse von außen verwendet wird und auf einer Verdrahtung ausgebildet ist, durch Trockenätzen bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung perforiert wird, wird ein Polyimidfilmmuster, das aus der photoempfindlichen Harzzusammensetzung erhalten wird, als Maske zum Trockenätzen verwendet. Um physikalische Einflüsse durch ein Dichtungsmittel zu verhindern, wird ein Oberflächenschutzfilm aus Polyimid auf dem Passivierungsfilm ausgebildet.
- Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele erläutert.
- In einen 100 ml-Kolben, der mit einem Rührer, einem Thermometer und einem Stickstoffeinleitungsrohr ausgestattet war, wurden eine Diaminkomponente, die in Tabelle 1 angegeben ist, und N-Methyl-2-pyrrolidon gegeben und bei Raumtemperatur unter einem Stickstoffstrom zur Auflösung gerührt. Dann wurde eine Säurekomponente, die in Tabelle 1 angegeben ist, in den Kolben gegeben und 5 Stunden lang gerührt, wobei eine viskose Lösung der Polyimidvorstufe erhalten wurde.
- Die resultierende Lösung wurde außerdem bei 70ºC 5 Stunden lang erwärmt um die Viskosität auf 80 Poise (Feststoffgehalt 25 Gew.-%) einzustellen, wodurch eine Lösung einer Polyimidvorstufe (PI-1 bis PI-8) erhalten wurde. In Tabelle 1 sind auch die Verwendungsmengen der Diaminkomponenten, der Säurekomponenten und von N-Methyl-2-pyrrolidon angegeben.
- Die Viskosität wurde unter Verwendung eines Viskometers des E-Typs (Typ EHD, Handelsbezeichnung, hergestellt von TOKIMEC INC.) bei 25ºC und 2,5 Upm gemessen.
- Als die Lösungen der Polyimidvorstufen (PI-1 bis PI-8) getrocknet worden waren und der Messung des Infrarotabsorptionsspektrums durch das KBr-Verfahren (JIR-100-Typ, hergestellt von JEOL Ltd.) unterworfen worden waren, wurde die Absorption von C=O (Bindung zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff) durch die Amidgruppe in der Nähe von 1600 cml und die von N-H in der Nähe von 3300 cm&supmin;¹ bestätigt. Tabelle 1 Tabelle 1 (Fortsetzung) Anmerkung) DMAP: TMAP: LP-7100: 3,4'-DDE: OTD: 4,4'-DDE: ODPA: s-BPDA
- Einheitliche photoempfindliche Harzzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurden hergestellt, indem zu jeweils 10 g der Lösung der Polyimidvorstufen (PI-1 bis PI-8), erhalten in den Synthesebeispielen 1 bis 8, 0,027 g 2,6-Bis(4'- azidobenzal)-4-carboxycyclohexanon (CA), 0,027 g 4,4'-Bis(diethylamino)benzophenon (EAB) und 0,054 g 1-Phenyl-2-(o-ethoxycarbonyl)oxyiminopropan-1-on (PDO), gegeben wurden, worauf sich der Zusatz von Dimethylaminopropylmethacrylat (MDAP) in einer Menge, äquivalent zur Carboxylgruppe der Polyimidvorstufe, unter Rühren anschloss. MDAP: CA: EAB: PDO:
- Jede Lösung einer photoempfindlichen Harzzusammensetzung wurde filtriert und durch Schleuderbeschichtung auf einen Siliciumwafer aufgetragen.
- Dann wurde die aufgetragene Zusammensetzung unter Verwendung einer Heizplatte 150 Sekunden lang bei 100ºC erwärmt, wodurch ein 23 um dicker Film gebildet wurde. Unter Verwendung des resultierenden Films als Mustermaske wurde unter Verwendung eines i-Linien- Steppers eine Belichtung mit Licht durchgeführt.
- Dann wurde der Belichtungsfilm für 60 Sekunden auf 100ºC erwärmt und einer Paddelentwicklung unter Verwendung eines gemischten Lösungsmittels aus N-Methyl-2- pyrrolidon/Wasser (Gewichtsverhältnis 75/25), gefolgt von einem Erwärmen bei 100ºC für 30 Minuten, bei 200ºC für 30 Minuten und bei 350ºC für 60 Minuten, unterworfen, wodurch ein Polyimidreliefmuster erhalten wurde.
- Ein Teil des resultierenden Reliefmusters wurde einer Messung des Infrarotabsorptionsspektrums durch das KBr-Verfahren unterworfen. Das Resultat war, dass eine spezifische Imidabsorption in der Nähe von 1780 cm&supmin;¹ festgestellt wurde.
- Die Durchlässigkeit der Polyimidvorstufen (PI-1 bis PI-8), erhalten in den Synthesebeispielen 1 bis 8, die Auflösung, die Glasübergangstemperaturen und das Adhäsionsvermögen der so erhaltenen Reliefmuster wurden beurteilt. Die Resultate sind in Tabelle 2 angegeben.
- Die Durchlässigkeit wurde beurteilt, indem eine Harzlösung der Polyimidvorstufe (PI- 1 bis PI-8) durch Schleuderbeschichtung auf ein Substrat (MICRO COVER GLASS, hergestellt von Matsunami Glass Ind., Ltd.) aufgetragen wurde, für 3 Minuten bei 85ºC und für 3 Minuten bei 105ºC getrocknet wurde, wodurch ein aufgetragener Film erhalten wurde, der der Messung unter Verwendung eines Spektralphotometers unterworfen wurde.
- Die Auflösung wurde beurteilt, indem ein Durchgangsloch-Testmuster verwendet wurde und die Mindestgröße eines entwickelbaren Durchgangslochs gemessen wurde.
- Die Glasübergangstemperatur wurde beurteilt, indem eine photoempfindliche Harzzusammensetzung auf einen Silicumwafer aufgetragen wurde, für 30 Minuten bei 100ºC, für 30 Minuten bei 200ºC und unter Stickstoffatmosphäre 60 Minuten bei 350ºC erwärmt wurde, wodurch ein aufgebrachter Film (Filmdicke 10 um) erhalten wurde, und in dem dann die Glasübergangstemperatur unter Verwendung einer TMA-1-Apparatur (Handelsbezeichnung, hergestellt von Perkin-Elmer Corp.) gemessen wurde.
- Das Adhäsionsvermögen wurde beurteilt, indem eine photoempfindliche Harzzusammensetzung auf einen Siliciumwafer aufgetragen wurde, für 30 Minuten bei 100ºC, für 30 Minuten bei 200ºC und unter Stickstoffatmosphäre bei 350ºC für 60 Minuten erwärmt wurde, wodurch ein aufgetragener Film (Filmdicke 10 um) erhalten wurde; dieser wurde einer Gitterschnittprüfung unter Verwendung eines Pressure Cooker-Testers (Bedingungen: 121ºC, 2 Atmosphären und 100 Stunden) unterzogen.
- Die Gitterschnittprüfung wurde durchgeführt, indem mit einem Schneidmesser 100 Quadrate, jedes Quadrat mit einer Größe von 1 mm · 1 mm, geschnitten wurden, mit einem Cellophanband gemäß JIS K 5400 abgezogen wurde und die Zahl der verbleibenden Quadrate pro 100 Quadrate gezählt wurde.
- Der thermische Ausdehnungskoeffizient (CTE) wurde unter Verwendung einer TMA-1- Apparatur gemessen (Bedingungen: Probengröße: 2 · 15 mm, Heizrate: 10ºC/min. (in Luft), Lastgewicht: 10 g, CTE-Wert: gemessen bei 100 bis 150ºC). Tabelle 2
- Die erfindungsgemäße photoempfindliche Harzzusammensetzung ist bezüglich der Bildbildung hervorragend und insbesondere zur Musterbildung unter Verwendung eines i- Linien-Steppers geeignet. Das durch die photoempfindliche Harzzusammensetzung erhaltene Polyimidmuster ist bezüglich der Auflösung, der Größengenauigkeit und der Beständigkeit gegenüber Trockenätzen ausgezeichnet, so dass es als Maske zur Passivierungsbearbeitung geeignet ist.
Claims (17)
1. Photoempfindliche Harzzusammensetzung, die ein
photoempfindliches Polyamidharz umfasst, das
Repetiereinheiten der Formel:
umfasst, worin R¹ eine vierwertige organische Gruppe ist
und R² eine Gruppe der Formel:
ist, worin jeder der Reste R³, R&sup4;, R&sup5; und R&sup6;, die gleich
oder unterschiedlich sein können, ein Wasserstoffatom oder
eine einwertige organische Gruppe ist, vorausgesetzt, dass
mindestens zwei der Reste R³ bis R&sup6; einwertige organische
Gruppen sind; jedes von X¹ und X², die gleich oder
unterschiedlich sein können, eine Gruppe der Formel -COOR¹³,
-CONHR¹&sup4; oder -COO&supmin;R¹&sup5;&spplus; ist und jede der Gruppen R¹³, R¹&sup4; und
R¹&sup5; unabhängig eine einwertige organische Gruppe, die eine
Vinylgruppe umfasst, ist.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei R¹ eine
Gruppe der Formel:
ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
wobei jeder der Reste R³ bis R&sup6;, die gleich oder
unterschiedlich sein können, ein Wasserstoffatom, eine
Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, eine halogenierte
Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, eine
Alkoxygruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine
halogenierte Alkoxygruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ist,
vorausgesetzt, dass mindestens zwei der Reste R³ bis R&sup6; ein
anderer Rest als Wasserstoffatome sind.
4. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei R² eine Gruppe der folgenden Formel ist:
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei R² eine Gruppe der Formel:
ist.
6. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei das Polyamidharz mindestens 10 Mol-% der
Repetiereinheiten der Formel (I-3) enthält, wobei die
restlichen Repetiereinheiten die folgende Formel haben:
worin R¹, X¹ und X² wie in Anspruch 1 definiert sind und R²
eine zweiwertige organische Gruppe ist, ausgewählt aus:
(jeder aromatische Ring in den obigen Formeln ist
unsubstituiert oder durch Alkyl substituiert), -CH&sub2;-; und
worin jeder der Reste R&sup9; und R¹&sup0;, die gleich oder
unterschiedlich sein können, eine zweiwertige
Kohlenwasserstoffgruppe ist; jeder der Reste R¹¹ und R¹², die gleich
oder unterschiedlich sein können, eine einwertige
Kohlenwasserstoffgruppe ist; und t eine ganze Zahl von 1 oder
mehr ist.
7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
die außerdem einen Photoinitiator umfasst.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, die 0,01 bis 30
Gew.-% Photoinitiator, bezogen auf das Gewicht des
Polyamidharzes, enthält.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 7 oder 8, die
außerdem eine Azidverbindung umfasst.
10. Verwendung einer photoempfindlichen Harzzusammen-
Setzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Bildung eines
Oberflächen-Schutzfilms in einer Halbleitervorrichtung.
11. Verwendung einer photoempfindlichen
Harzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Bildung eines
interlaminaren Isolierungsfilms in einer mehrschichtigen
Leiterplatte.
12. Verwendung einer photoempfindlichen
Harzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Bildung einer
Maske auf einem anorganischen Materialfilm bei der
Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
13. Halbleitervorrichtung, erhalten unter Verwendung
der photoempfindlichen Harzzusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis 9.
14. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13, die einen
Polyimidschutzfilm aus einer photoempfindlichen
Harzzusammensetzung, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 9
definiert ist, hat.
15. Verfahren zur Herstellung einer
Halbleitervorrichtung, umfassend:
- Bildung eines Polyamidharzfilms auf einem
Substrat aus einer photoempfindlichen Harzzusammensetzung
nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
- Anordnen einer Maske mit einem vorher bestimmten
Muster auf dem Polyamidharzfilm,
- Belichten mit aktinischem Licht oder aktinischen
Strahlen durch die Maske,
- Bildung eines Polyamidharzmusters durch
Entfernung nichtbelichteter Teile, danach Erwärmen zur
Imidierung unter Herstellung eines Polyimidmusters und
- Durchführen eine Passivierungsbehandlung unter
Anwendung von trockenem Ätzen unter Verwendung des
Polyimidmusters als Maske.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Belichtung
mit aktinischem Licht oder aktinischen Strahlen unter
Verwendung eines i-Linien-Steppers durchgeführt wird.
17. Halbleitervorrichtung, erhalten durch das Verfahren
nach Anspruch 15 oder 16.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8805995 | 1995-04-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69628693D1 DE69628693D1 (de) | 2003-07-24 |
| DE69628693T2 true DE69628693T2 (de) | 2003-12-11 |
Family
ID=13932283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69628693T Expired - Lifetime DE69628693T2 (de) | 1995-04-13 | 1996-04-12 | Polyimidvorstufe, Polyimid und deren Herstellung |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6071667A (de) |
| EP (1) | EP0738745B1 (de) |
| KR (1) | KR100327281B1 (de) |
| DE (1) | DE69628693T2 (de) |
| TW (2) | TW536546B (de) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6071667A (en) * | 1995-04-13 | 2000-06-06 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Photosensitive resin composition containing a photosensitive polyamide resin |
| JP3968886B2 (ja) * | 1998-05-14 | 2007-08-29 | 日本メクトロン株式会社 | 感光性組成物 |
| JP3972481B2 (ja) | 1998-05-14 | 2007-09-05 | 日本メクトロン株式会社 | 感光性組成物 |
| US6569602B1 (en) * | 1998-10-05 | 2003-05-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Ionization radiation imageable photopolymer compositions |
| EP1013650B1 (de) * | 1998-10-30 | 2007-01-24 | Hitachi Chemical DuPont MicroSystems Ltd. | Tetracarbonsäuredianhydrid, Derivat und Herstellung davon, Polyimidvorläufer, Polyimid, Harzzusammensetzung, photoempfindliche Harzzusammensetzung, Verfahren zur Erzeugung von Prägemustern und elektronisches Bauteil |
| KR100481601B1 (ko) * | 1999-09-21 | 2005-04-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 광산 발생제와 함께 광염기 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물 |
| US6342333B1 (en) * | 1999-09-23 | 2002-01-29 | Hitachi Chemical Dupont Microsystems, L.L.C. | Photosensitive resin composition, patterning method, and electronic components |
| KR20010045151A (ko) * | 1999-11-03 | 2001-06-05 | 구광시 | 드라이필름 포토레지스트 |
| CN1148400C (zh) * | 2000-04-28 | 2004-05-05 | 三井化学株式会社 | 聚酰亚胺和聚酰胺酸 |
| TWI349691B (en) * | 2003-09-30 | 2011-10-01 | Dainippon Ink & Chemicals | Optical disc |
| KR101552371B1 (ko) * | 2008-03-31 | 2015-09-10 | 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 | 염기 발생제, 감광성 수지 조성물, 당해 감광성 수지 조성물을 포함하는 패턴 형성용 재료, 당해 감광성 수지 조성물을 사용한 패턴 형성 방법 및 물품 |
| KR102090449B1 (ko) * | 2016-03-31 | 2020-03-18 | 아사히 가세이 가부시키가이샤 | 감광성 수지 조성물, 경화 릴리프 패턴의 제조 방법 및 반도체 장치 |
| WO2018105674A1 (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | 日産化学工業株式会社 | 剥離層の製造方法 |
| US11807721B2 (en) * | 2018-04-03 | 2023-11-07 | Hd Microsystems, Ltd. | Method for producing polyimide precursor, method for producing photosensitive resin composition, method for producing pattern cured product, method for producing interlayer insulating film, cover coat layer or surface protective film, and method for producing electronic component |
| KR102689183B1 (ko) * | 2018-11-28 | 2024-07-31 | (주)덕산테코피아 | 감광성 수지 조성물, 필름 및 전자장치 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4416973A (en) * | 1982-01-04 | 1983-11-22 | E. I. Du Pont De Nemours & Co. | Radiation-sensitive polyimide precursor composition derived from a diaryl fluoro compound |
| US4579809A (en) * | 1982-10-22 | 1986-04-01 | Ciba-Geigy Corporation | Positive image formation |
| US4548891A (en) * | 1983-02-11 | 1985-10-22 | Ciba Geigy Corporation | Photopolymerizable compositions containing prepolymers with olefin double bonds and titanium metallocene photoinitiators |
| JPS6042425A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-06 | Toray Ind Inc | 化学線感応性重合体組成物 |
| CA1334466C (en) * | 1986-09-04 | 1995-02-14 | Masakazu Uekita | Photosensitive amphiphilic high polymers and process for producing them |
| JP2626696B2 (ja) * | 1988-04-11 | 1997-07-02 | チッソ株式会社 | 感光性重合体 |
| DE3833437A1 (de) * | 1988-10-01 | 1990-04-05 | Basf Ag | Strahlungsempfindliche gemische und deren verwendung |
| US5238784A (en) * | 1989-11-30 | 1993-08-24 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Photosensitive resin composition with polyamic acid polymer |
| DE69030643T2 (de) * | 1989-11-30 | 1997-09-25 | Sumitomo Bakelite Co | Lichtempfindliche Harzzusammensetzung und ihre Verwendung zur Herstellung eines Halbleiterapparats |
| DE69128187T2 (de) * | 1990-09-28 | 1998-03-26 | Toshiba Kawasaki Kk | Fotoempfindliche Harzzusammensetzung zum Herstellen eines Polyimidfilmmusters und Verfahren zum Herstellen eines Polyimidfilmmusters |
| JP2814442B2 (ja) * | 1991-10-25 | 1998-10-22 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 感光性ポリイミドプリカーサー組成物 |
| US5399460A (en) * | 1991-12-04 | 1995-03-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Negative photoresists containing aminoacrylate salts |
| JP3084585B2 (ja) * | 1991-12-09 | 2000-09-04 | チッソ株式会社 | ポリイミド系感光性カバーコート剤 |
| JPH05295115A (ja) * | 1992-04-24 | 1993-11-09 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 低熱膨張性ポリイミド樹脂およびその製造方法 |
| US5756260A (en) * | 1993-02-16 | 1998-05-26 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Photosensitive polyimide resin composition containing a stabilizer and method for formation of relief pattern using same |
| US5378420A (en) * | 1993-06-16 | 1995-01-03 | Edison Polymer Innovation Corporation | Process for preparing aromatic polyimide fibers |
| JP3687988B2 (ja) * | 1993-09-03 | 2005-08-24 | 日立化成工業株式会社 | i線ステッパ用感光性樹脂組成物 |
| US6071667A (en) * | 1995-04-13 | 2000-06-06 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Photosensitive resin composition containing a photosensitive polyamide resin |
| US5705309A (en) * | 1996-09-24 | 1998-01-06 | Eastman Kodak Company | Photosensitive composition and element containing polyazide and an infrared absorber in a photocrosslinkable binder |
-
1996
- 1996-04-10 US US08/630,478 patent/US6071667A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-11 TW TW089111353A patent/TW536546B/zh not_active IP Right Cessation
- 1996-04-11 TW TW085104301A patent/TW413690B/zh not_active IP Right Cessation
- 1996-04-12 KR KR1019960011059A patent/KR100327281B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-12 EP EP96302602A patent/EP0738745B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-12 DE DE69628693T patent/DE69628693T2/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-05-22 US US09/083,056 patent/US6143475A/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-08-08 US US09/634,582 patent/US6309791B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69628693D1 (de) | 2003-07-24 |
| EP0738745A1 (de) | 1996-10-23 |
| KR100327281B1 (ko) | 2002-10-09 |
| US6071667A (en) | 2000-06-06 |
| TW413690B (en) | 2000-12-01 |
| US6309791B1 (en) | 2001-10-30 |
| TW536546B (en) | 2003-06-11 |
| EP0738745B1 (de) | 2003-06-18 |
| US6143475A (en) | 2000-11-07 |
| KR960038490A (ko) | 1996-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0624826B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Reliefstrukturen durch i-Linien-Bestrahlung | |
| DE69131529T2 (de) | Positiv arbeitende lichtempfindliche Harzzusammensetzung | |
| DE69628693T2 (de) | Polyimidvorstufe, Polyimid und deren Herstellung | |
| DE69704294T2 (de) | Positiv arbeitende, fotoempfindliche Harzzusammensetzung und Halbleiteranordnung mit dieser Zusammensetzung | |
| DE69128187T2 (de) | Fotoempfindliche Harzzusammensetzung zum Herstellen eines Polyimidfilmmusters und Verfahren zum Herstellen eines Polyimidfilmmusters | |
| DE69308671T2 (de) | Photoempfindliche Polyimid-Zusammensetzung | |
| EP0132221B1 (de) | Polyimide, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung | |
| EP0141781B1 (de) | Strahlungsempfindliches Beschichtungsmittel und dessen Verwendung | |
| DE69723140T2 (de) | Negativ arbeitende Photoresistzusammensetzung basierend auf Polyimid-Vorläufern | |
| DE69414787T2 (de) | Photoempfindliche Harzzusammensetzung | |
| DE69408709T2 (de) | Photoempfindliche Harzzusammensetzung | |
| DE69919051T2 (de) | Verwendung einer Lösung zum Entwickeln eines lichtempfindlichen Polyimidvorläufers und Methode zur Strukturierung | |
| JPH0850354A (ja) | i線用感光性組成物 | |
| JPH11241022A (ja) | 感光性ポリイミド前駆体組成物及びこれを用いた半導体素子 | |
| JP3168909B2 (ja) | 感光性樹脂組成物、ポリイミドパターンの製造法及び半導体素子の製造法 | |
| JPH11271973A (ja) | 感光性樹脂組成物及びこれを用いた半導体素子 | |
| JPH11282160A (ja) | 感光性ポリイミド組成物、これを用いたパターン製造法及び半導体装置 | |
| JPH0836264A (ja) | i線露光用組成物 | |
| JPH10326011A (ja) | 感光性樹脂組成物、ポリイミドパターンの製造法及び半導体素子の製造法 | |
| JPH11237740A (ja) | 感光性樹脂組成物及びその製造法、パターン製造法並びに半導体装置 | |
| JPH10301279A (ja) | 感光性樹脂組成物、ポリイミドパターンの製造法及び半導体素子の製造法 | |
| DE68921052T2 (de) | Lichtempfindliche Kunststoffzusammensetzung und lichtempfindliches Element unter Verwendung dieser Zusammensetzung. | |
| JPH11231531A (ja) | 感光性樹脂組成物、パターン製造法及び半導体装置 | |
| JPH10158397A (ja) | ポリイミド前駆体、その製造法、ポリイミド、その製造法、感光性樹脂組成物 | |
| JPH1115156A (ja) | 感光性樹脂組成物及び半導体素子の製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition |