JPH0876376A - 感光性樹脂組成物及びそれを用いるパターン化されたポリイミド皮膜の形成方法 - Google Patents

感光性樹脂組成物及びそれを用いるパターン化されたポリイミド皮膜の形成方法

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JPH0876376A
JPH0876376A JP7192451A JP19245195A JPH0876376A JP H0876376 A JPH0876376 A JP H0876376A JP 7192451 A JP7192451 A JP 7192451A JP 19245195 A JP19245195 A JP 19245195A JP H0876376 A JPH0876376 A JP H0876376A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水性の液により短時間で現像可能であるとと
もに、厚膜形成時も十分な感度を有し、容易にパターン
化されたポリイミド皮膜を形成することができる感光性
樹脂組成物、及び該組成物を用いるパターン化された耐
熱性ポリイミド皮膜の形成方法を提供する。 【解決手段】 感光性樹脂組成物は(A) 特定のポリイミ
ド前駆体と、(B) 増感剤及び/又は光重合開始剤とを含
有してなる。またパターン化された耐熱性ポリイミド皮
膜の形成方法は前記組成物をシリコンウェーハ等の基板
上に塗布、乾燥して塗膜を形成し、これを露光し、アル
カリ水溶液で現像し、得られたパターン化されたポリイ
ミド皮膜を熱硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子用保護
絶縁膜、液晶表示素子用配向膜、多層プリント基板用絶
縁膜等の保護膜の形成に有用な感光性樹脂組成物及び該
組成物を用いるパタ−ン化されたポリイミド皮膜の形成
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、耐熱性感光材料として、例えば、
ポリアミック酸と重クロム酸塩とからなる材料(特公昭
49−17374 号公報)、ポリアミック酸のカルボキシル基
にエステル結合により感光基を導入したものからなる材
料(特開昭49−115541号公報、特開昭55−45746 号公
報)、ポリアミック酸と感光基を有するアミン化合物か
らなる材料(特開昭54−145794号公報)、ポリアミック
酸のカルボキシル基にシリルエステル結合により感光基
を導入したものからなる材料(特開昭62−275129号公
報)等が公知である。
【0003】しかし、これらの感光材料はそのパターン
形成時に現像液として有機溶剤を使用するものであり、
有機溶剤の使用は、作業者の健康ヘの影響や廃液処理等
の問題を有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、上記問題を解
決するために、水性の液により現像可能な感光材料とし
て、例えば、ポリアミック酸のカルボキシル基にアミド
結合により感光基を導入したものからなる材料(特開昭
60−100143号公報、特開平 2−157845号公報)、フェノ
ール基を持つポリイミド樹脂にナフトキノンジアジドス
ルホン酸エステルを配合してなるポジ型の感光性樹脂組
成物(Polymer Engineering And Science,July 1989, V
ol. 29, 954) 等が提案されている。
【0005】しかし、これらの感光材料では、現像に長
時間を必要としたり、特に厚膜形成時に感度が十分でな
い等の問題を有している。
【0006】従って、本発明の課題は、水性の液により
短時間で現像可能であるとともに、厚膜形成時も十分な
感度を有し、従って容易にパターン化されたポリイミド
皮膜を形成することができる感光性樹脂組成物、及び該
組成物を用いるパターン化された耐熱性ポリイミド皮膜
の形成方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定のポリイ
ミド前駆体と光増感剤とを配合すると、アルカリ性水溶
液により容易に現像可能なネガ型の感光性ポリイミド樹
脂組成物が得られること、かかる組成物は製造時にイオ
ン性不純物の混入(イオン性不純物の混入は保護膜を用
いた各種電子部品の信頼性を低下させる)がほとんどな
い上、光の照射に対して良好な感度を有し容易にパター
ンの形成が行えること、及びかかる組成物を硬化させる
と耐熱性に優れ、電気的・機械的特性に優れたポリイミ
ド皮膜が形成されることを見いだし、本発明を完成する
に至ったものである。
【0008】本発明は、(A) 下記一般式(1) :
【化3】 〔式中、Xは芳香環を有する4価の有機基であり、Y
は、芳香環を有する2価の有機基又はシロキサン結合を
有する2価の有機基であり、二つのZは同一でも異なっ
てもよく、水素原子、又は下記一般式(2) :
【化4】 (ここで、Rは水素原子又はメチル基である。)で表さ
れるアクリロキシ基又はメタクリロキシ基を含有する1
価の有機基である。〕で表される構成単位からなるポリ
イミド前駆体であって、前記一般式(2) で表される1価
の有機基の割合が、該ポリイミド前駆体に含まれる全て
のZの中で少なくとも30モル%であるもの、及び(B)
増感剤、光重合開始剤、又はそれらの組み合わせを含有
してなる感光性樹脂組成物を提供する。
【0009】また、本発明は、上記の感光性樹脂組成物
の溶液を基板に塗布し、乾燥して塗膜を形成し、これを
露光し、現像液を用いて現像し、得られたパターンを熱
硬化させる工程を有するパターン化されたポリイミド皮
膜の形成方法であって、前記現像液としてアルカリ性水
溶液を用いることを特徴とする方法を提供する。以下、
本発明について詳述する。
【0010】(A) ポリイミド前駆体 本発明の組成物の有効成分であるポリイミド前駆体(A)
は、上記の一般式(1)で表される構成単位からなる。
【0011】上記一般式(1) 中のXは、芳香環を有する
4価の有機基である。ポリイミド前駆体(A) に含有され
る複数のXは、同一でも異なってもよい。Xの代表的な
例としては、
【0012】
【化5】 等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記Xの例の中で好ましいものは次のとおりである。
【化6】
【0013】上記一般式(1) 中のYは、芳香環を有する
2価の有機基又はシロキサン結合を有する2価の有機基
である。勿論、Yは芳香環とシロキサン結合とを有する
2価の有機基であってもよい。ポリイミド前駆体(A) に
含有される複数のYは、同一でも異なってもよい。
【0014】上記の芳香環を有する2価の有機基Yとし
ては、具体的には、例えば、
【0015】下記一般式(3) :
【化7】
【0016】〔式中、R2 は−H、−Cl、−CONH2 又は
炭素原子数1〜3のアルキル基(例えば、−CH3 、−CH
2 CH3 、−CH2 CH2 CH3 、−CH (CH3 ) 2 ) である。〕
で表される基、
【0017】下記一般式(4) :
【化8】
【0018】〔式中、R1 は、単結合、−O−、─SO2
−、−S−又は炭素原子数1〜3の置換もしくは非置換
のアルキレン基(例えば、−CH2 −、−CH2 CH2 −、−
CH2 CH2 CH2 −、CH2 CH (CH3 ) −、−C(CH3 ) 2 −、
−C(CF3 ) 2 −) である。複数のR2 は同一でも異なっ
てもよく、前記のとおりである。〕で表される基、
【0019】下記一般式(5) :
【化9】
【0020】〔式中、複数のR1 は同一でも異なっても
よく前記のとおりであり、複数のR2は同一でも異なっ
てもよく前記のとおりである。〕で表される基、
【0021】下記一般式(6) :
【化10】
【0022】〔式中、R1 は同一でも異なってもよく前
記のとおりであり、複数のR2 は同一でも異なってもよ
く前記のとおりである。〕で表される基、
【0023】下記一般式(7) :
【化11】
【0024】〔式中、複数のR3 は同一でも異なっても
よく、炭素原子数3又は4のアルキレン基(例えば、−
CH2 CH2 CH2 −、−CH2 CH2 CH2 CH2 −) 、フェニレン
基、又は、
【0025】式:
【化12】
【0026】で表される基である。複数のR4 は同一で
も異なってもよく、炭素原子数1〜3のアルキル基(例
えば、−CH3 、−CH2 CH2 CH3 ) であり、mは1〜40の
整数である。〕で表されるシロキサン結合を有する基、
あるいは上記式(1) 〜(7) のうちの少なくとも2つの式
の組合せ、例えば上記式(3) 、(4) 、(5) 及び(6) から
選ばれる基と上記式(7) の基との組合わせなどが挙げら
れる。上記例示されたYの中で好ましいのは、式(4) 、
(6) 及び(7) で表される基である。
【0027】上記一般式(1) 中の二つのZは同一でも異
なってもよく、水素原子、又は下記一般式(2) :
【化13】
【0028】(ここで、Rは水素原子又はメチル基であ
る。)で表されるアクリロキシ基又はメタクリロキシ基
を含有する1価の有機基である。また、ポリイミド前駆
体(A) においては、前記一般式(2) で表される1価の有
機基の割合が、該前駆体に含有される全てのZの中で、
少なくとも30モル%、好ましくは30〜80モル%で
ある。上記一般式(2) で表される1価の有機基の割合が
30モル%未満の場合、感光性組成物としたときに十分
な感度が得られない。
【0029】ポリイミド前駆体(A) の分子量(例えば、
重量平均分子量)は、好ましくは、1万以上であり、更
に好ましくは2万以上、特に2万〜15万の範囲であ
る。
【0030】ポリイミド前駆体(A) は、例えば、下記一
般式(8) :
【化14】 (式中、Xは前記のとおりである。)で表されるテトラ
カルボン酸二無水物、及び、
【0031】下記一般式(9) :
【化15】
【0032】(式中、Y及びZは前記のとおりであ
る。)で表されるジアミン化合物を、適当な溶剤中、通
常、0〜40℃で反応させることにより製造される。
尚、ポリイミド前駆体(A) の製造は、そのような製法に
限定されるものではない。
【0033】前記製法において、前記テトラカルボン酸
二無水物のモル数と前記ジアミン化合物のモル数とは、
ほぼ等モルとする。
【0034】また、前記ジアミン化合物としては、下記
一般式(10):
【化16】 (式中、Yは前記のとおりである。)で表される化合
物、
【0035】下記一般式(11):
【化17】 (式中、Yは前記のとおりであり、Z' は上記一般式
(2) で表される1価の有機基である。)で表される化合
物、及び、
【0036】下記一般式(12):
【化18】 (式中、Y及びZ' は前記のとおりである。)で表され
る化合物が挙げられるが、全Z中(即ち、Z' と窒素原
子に結合する水素原子との合計) 、少なくとも30モル
%がZ' となるような割合で上記一般式(10)〜(12)で表
されるジアミン化合物を組み合わせて使用する必要があ
る。
【0037】また、上記の製造方法において使用される
溶剤としては、任意のものを使用することができ、具体
的には、例えば、N-メチル-2- ピロリドン、ジメチルア
セトアミド、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホス
ホリルアミド、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、
メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチ
ルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテ
ル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、シクロペンタノン、シクロへキサノン、γ- ブ
チロラクトン、ブチルセロソルブアセテート、トルエ
ン、キシレン、アニソール、メチルアニソール、エチル
フェニルエーテル等の有機溶剤が挙げられる。また、こ
れらは1種単独で又は2種以上の組み合わせで使用する
ことができる。
【0038】上記一般式(8) で表されるテトラカルボン
酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水
物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',
4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス
[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル] プロパン
酸二無水物、2,2-ビス(3,4- ジカルボキシフェニル)パ
ーフルオロプロパン酸二無水物、ビス(3,4- ジカルボキ
シフェニル)ジメチルシラン酸二無水物、1,3-ビス(3,4
- ジカルボキシフェニル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロ
キサン酸二無水物等が例示され、これらは単独で又は2
種以上の組み合わせで使用することができる。上記テト
ラカルボン酸二無水物の中で好ましいものはピロメリッ
ト酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)パーフルオロプ
ロパン酸二無水物及び1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェ
ニル)-1, 1,3,3,- テトラメチルジシロキサン二無水物
である。
【0039】上記一般式(10)で表されるジアミン化合物
としては、例えば、p-フェニレンジアミン、m-フェニレ
ンジアミン、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エーテル、2,2'- ビス(4- アミノフ
ェニル)プロパン、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、1,4-ビス
(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ
フェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(p-アミノフェニルス
ルホニル)ベンゼン、1,4-ビス(m-アミノフェニルスル
ホニル)ベンゼン、1,4-ビス(p-アミノフェニルチオエ
ーテル)ベンゼン、1,4-ビス(m-アミノフェニルチオエ
ーテル)ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)
フェニル] プロパン、2,2-ビス[3- メチル-4-(4-アミノ
フェノキシ)フェニル] プロパン、2,2-ビス[3- クロロ-
4-(4-アミノフェノキシ) フェニル]プロパン、1,1-ビス
[4-(4-アミノフェノキシ) フェニル] エタン、1,1-ビス
[3-メチル-4-(4-アミノフェノキシ) フェニル] エタ
ン、1,1-ビス[3- クロロ-4-(4-アミノフェノキシ) フェ
ニル] エタン、1,1-ビス[3,5- ジメチル-4-(4-アミノフ
ェノキシ) フェニル] エタン、ビス[4-(4-アミノフェノ
キシ) フェニル] メタン、ビス[3- メチル-4-(4-アミノ
フェノキシ) フェニル] メタン、ビス[3- クロロ-4- (4
- アミノフェノキシ) フェニル] メタン、ビス[3,5- ジ
メチル-4-(4-アミノフェノキシ) フェニル] メタン、ビ
ス[4-(4-アミノフェノキシ) フェニル] スルホン、2,2-
ビス[4-(4-アミノフェノキシ) フェニル] パーフルオロ
プロパン等の芳香族ジアミン化合物;
【0040】例えば、下記式:
【化19】 等で表されるアミド基を有する芳香族ジアミン化合物;
【0041】例えば、下記式:
【化20】 等で表されるジアミノオルガノシロキサン化合物等が例
示されるが、これらに限定されるものではない。また、
これらは1種単独で、又は2種以上の組み合わせで使用
することができる。上記一般式(10)で表されるジアミン
化合物の中で好ましいものは下記のとおりである。
【化21】
【0042】また、上記一般式(11)及び(12)で表される
アクリロキシ基及びメタクリロキシ基よりなる群から選
ばれた少なくとも1種の基を含有するジアミン化合物
は、上記一般式(10)で表されるジアミン化合物と、アク
リル酸グリシジル及びメタクリル酸グリシジルよりなる
群から選ばれた少なくとも1種の化合物とを、通常、6
0〜120℃で反応させることにより容易に製造するこ
とができる。なお、一般式(11)及び(12)のジアミン化合
物の製造に用いられる一般式(10)のジアミン化合物の具
体例(好ましい具体例も含む)は前述のとおりである。
【0043】(B) 増感剤、光重合開始剤又はそれらの組
み合わせ 本発明の感光性樹脂組成物は、増感剤及び/又は光重合
開始剤(B) を有効成分として含有する。
【0044】増感剤としては、例えば、ベンゾフェノ
ン、アセトフェノン、アントロン、フェナントレン、ニ
トロフルオレン、ニトロアセナフテン、4,4'- ビス( ジ
メチルアミノ) ベンゾフェノン、4,4'- ビス( ジエチル
アミノ) ベンゾフェノン、クロロチオキサントン、ベン
ズアントラキノン、2,6-ビス-(4-ジエチルアミノベンザ
ル) - シクロヘキサノン、2,6-ビス-(4-ジエチルアミノ
ベンザル)-4-メチル- シクロヘキサノン、4,4'- ビス-
(ジエチルアミノ) カルコン、2,4-ジエチルチオキサン
トン、N-フェニル- ジエタノールアミン、ジエチルアミ
ノエチルメタクリレート、クマリン化合物等が挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。また、増感剤
は、単独又は2種類以上の組み合わせで使用することが
できる。上記増感剤の中で好ましいものは2,6 - ビス
(4-ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,4-
ジエチルチオキサントン、ジエチルアミノエチルメタク
リレート及びクマリンである。
【0045】また、光重合開始剤としては、例えば、ベ
ンジル、ベンゾインイソプロピルエーテル、1-ヒドロキ
シ- シクロヘキシル- フェニルケトン、2-メチル-[4-
(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノ-1- プロパノ
ン、1-フェニル-1,2- ブタンジオン-2-(o-メトキシカル
ボニル)オキシム、N-フェニルグリシン、3-フェニル-5
- イソオキサゾロン、ビイミダゾール、カンファーキノ
ン等が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。また、光重合開始剤は、単独で又は2種以上の組み
合わせで使用することができる。上記光重合開始剤の中
で好ましいものはN-フェニルグリシン、3-フェニル-5-
イソオキサゾロン及びビイミダゾールである。
【0046】更に、増感剤と光重合開始剤とを併用する
こともできる。
【0047】増感剤及び/又は光重合開始剤である
(B)成分の配合量は任意であるが、一般的には、上記
ポリイミド前駆体(A) 成分の 0.1〜20重量%であり、好
ましくは、 0.5〜10重量%である。
【0048】感光性樹脂組成物 本発明の感光性樹脂組成物は、上述したポリイミド前駆
体(A) と増感剤及び/又は光重合開始剤(B) とを適当な
有機溶剤に溶解した溶液として保存され、且つ、使用さ
れる。
【0049】上記の有機溶剤としては、例えば、ポリイ
ミド前駆体(A) を製造するものとして例示した有機溶剤
が好適に用いられ、それらの有機溶剤を1種単独で又は
2種以上の組み合わで使用する。また、有機溶剤の使用
量は、上記のポリイミド前駆体(A) の濃度が5〜50重量
%となる量が好ましい。
【0050】本発明の感光性樹脂組成物を有機溶剤に溶
解した溶液を、スピンコート、浸漬、印刷等の公知の方
法によりシリコンウェハー、金属板、ガラス板、セラミ
ックス基板等の基板上に塗布し、乾燥して塗膜形成後、
この塗膜に露光、アルカリ水溶液現像及び加熱硬化の諸
工程を施すことにより、耐熱性等の特性に優れたパター
ン化されたポリイミド保護皮膜が形成される。
【0051】乾燥による塗膜形成は、例えば、乾燥器、
ホットプレート等の加熱手段を用いて30〜180 ℃の温度
で数分〜数時間プリベークを行って塗膜中の有機溶剤の
大部分を除去することにより行うことができる。なお、
乾燥塗膜の厚さは5〜40μm 程度が好ましい。
【0052】露光は、上記で形成された皮膜上にパター
ンを有するマスクを密着して置き、その上から可視光
線、紫外線等の光を数秒から数分間照射することにより
行われる。
【0053】露光後、未露光部を現像液で溶解除去する
ことによりレリーフパターンを得ることができる。ここ
で、現像液として、アルカリ性水溶液が使用されるの
で、健康への影響や廃液処理の問題がない。また、現像
時間は、通常、10秒〜3分間程度でよい。アルカリ性水
溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等のアルカリ金属の水酸化物の水溶液;例えば、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルア
ンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウムの水酸化
物の水溶液;例えば、メチルジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン等の有機アミンの水溶液等、好ましく
はテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの水溶
液が例示される。また、アルカリ性水溶液の濃度は、好
ましくは、0.01〜30重量%である。
【0054】更に、現像により形成されたレリーフパタ
ーンの樹脂を乾燥器、電気炉等の加熱手段により、通
常、 200〜500 ℃、好ましくは 300〜400 ℃の温度で数
十分から数時間加熱硬化させることにより、パターン化
されたポリイミド皮膜を形成することができる。
【0055】このように、本発明の感光性樹脂組成物
は、容易にパターン形成ができ、また、その硬化により
形成されるポリイミド樹脂皮膜は、耐熱性、機械的特性
及び電気的特性に優れることから、電子部品用保護膜と
して幅広く利用することができる。具体的には、例え
ば、ダイオ一ド、トランジスタ、I.C.、L.S.
I.等の半導体素子表面のジャンクションコート膜、パ
ッシベーション膜、バッファーコート膜、L.S.I.
等のα線遮蔽膜、多層配線の層間絶縁膜、その他プリン
トサーキットボードのコンフォーマルコート、液晶表示
素子の配向膜、イオン注入マスク等の電子部品用保護膜
として好適に使用される。
【0056】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を具体的に説明
するが、本発明は、下記の実施例に制限されるものでは
ない。
【0057】ポリイミド前駆体の溶液(1)の調製 攪拌器及び温度計を備えたフラスコ内を窒素ガスで置換
した後、該フラスコ内に、4,4'- ジアミノジフェニルエ
ーテル 40.04g、メタクリル酸グリシジル 45.44g及び
N-メチル-2- ピロリドン 355gを仕込み、温度を80℃に
保持しながら20時間攪拌した。得られた反応溶液を冷却
後、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分
析したところ、原料のメタクリル酸グリシジルが消失
し、4,4'-ジアミノジフェニルエーテルのメタクリル酸
グリシジル1付加体と、2付加体とが生成していた。
【0058】前記反応溶液に、3,3',4,4'-ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物58.0g及び1,3-ビス(3,4-
ジカルボキシフェニル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキ
サン二無水物8.52gを、溶液の温度が30℃を越えないよ
うに冷却しながら添加した。添加終了後、室温で10時間
攪拌した。
【0059】このようにして、下記式:
【化22】 で表される構成単位を有し、メタクリロキシ基含有基の
割合が、全Z''中80モル%であるポリイミド前駆体
(A) の溶液(1) (25℃における粘度:3000cP) を得た。
溶液(1) 中のポリイミド前駆体の重量平均分子量(GP
C、ポリスチレン換算;以下同じ)は45,000であった。
【0060】ポリイミド前駆体の溶液(2) の調製 攪拌器及び温度計を備えたフラスコ内を窒素ガスで置換
した後、該フラスコ内に、4,4'- ジアミノジフェニルメ
タン 39.60g、メタクリル酸グリシジル 17.04g及びN-
メチル-2- ピロリドン 300gを仕込み、温度を80℃に保
持しながら20時間攪拌した。得られた反応溶液を冷却
後、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分
析したところ、原料のメタクリル酸グリシジルが消失
し、4,4'- ジアミノジフェニルメタンのメタクリル酸グ
リシジル1付加体と、2付加体とが生成していた。
【0061】前記反応溶液に、3,3',4,4'-ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物 29.42g及び1,3-ビス(3,4- ジ
カルボキシフェニル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサ
ン二無水物 42.60gを、溶液の温度が30℃を越えないよ
うに冷却しながら添加した。添加終了後、室温で10時間
攪拌した。
【0062】このようにして、下記式:
【化23】 で表される構成単位を有し、メタクリロキシ含有基の割
合が、全Z''中30モル%であるポリイミド前駆体(A)
の溶液(2)(25℃における粘度:4000cP) を得た。溶液
(2) 中のポリイミド前駆体の重量平均分子量は60,000で
あった。
【0063】ポリイミド前駆体の溶液(3)の調製 攪拌器及び温度計を備えたフラスコ内を窒素ガスで置換
した後、該フラスコ内に、4,4'- ジアミノジフェニルエ
ーテル 36.04g、メタクリル酸グリシジル 34.08g及び
N-メチル-2- ピロリドン 380gを仕込み、温度を80℃に
保持しながら20時間攪拌した。得られた反応溶液を冷却
後、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分
析したところ、原料のメタクリル酸グリシジルが消失
し、4,4'-ジアミノジフェニルエーテルのメタクリル酸
グリシジル1付加体と、2付加体とが生成していた。
【0064】前記反応溶液に、1,3-ビス[3- アミノプロ
ピル]-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン4.97gを添加
した後、更に、2,2-ビス(3,4- ジカルボキシフェニル)
パーフルオロプロパン酸二無水物 88.84gを溶液の温度
が30℃を越えないように冷却しながら添加した。添加終
了後、室温で10時間攪拌した。
【0065】このようにして、下記式:
【化24】 で表される構成単位を有し、メタクリロキシ基含有基の
割合が、Z''と窒素原子に結合する水素原子との合計中
60モル%であるポリイミド前駆体(A) の溶液(3) (25
℃における粘度:2300cP) を得た。溶液(3) 中のポリイ
ミド前駆体の重量平均分子量は35,000であった。
【0066】実施例1〜6 上記で調製したポリイミド前駆体の溶液(1),(2) 又は
(3) 100 重量部に、表1中に示す(B) 成分を表1に示し
た量で添加して、6種の感光性樹脂組成物を調製した
(実施例1〜6)。
【0067】その後、各実施例において上記で調製した
各組成物の溶液をそれぞれスピンコーターを用いてシリ
コンウェハー上に塗布し、ホットプレート上で90℃で
4分間乾燥して塗膜を形成した。得られた塗膜にストラ
イプパターンを有するフォトマスクを密着させ、その上
に250W超高圧水銀灯からの紫外線を60秒間照射し
た。次に、アルカリ性水溶液として 2.3%濃度の水酸化
テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液及び 0.5
NのKOH水溶液の各々を用いて紫外線照射終了後の試
料の現像を行なった。現像は、前記アルカリ性水溶液
に、前記試料を1分間浸漬することにより行なった。現
像終了後、各試料を純水でリンスして、得られた各ライ
ン・アンド・スペース・パターン形状を観察し、最小の
線幅 (解像度) を測定した。その結果を表1に示す。
【0068】また、得られた各試料を、乾燥器中で 150
℃で 0.5時間、更に、 350℃で1時間加熱して硬化し、
硬化塗膜と基板であるシリコンウェハとの接着性を碁盤
目試験により評価した。その結果を表1に示す。
【0069】尚、碁盤目試験による接着性の評価は、硬
化塗膜に1mm間隔で碁盤目状に 100個の枡目を設け、粘
着テープを張りつけて引き剥がした時に残存する枡目の
数で示した。
【0070】
【表1】
【0071】表1の結果より、実施例1〜6で得られた
樹脂組成物の溶液は、比較的厚膜のフィルムにおいても
良好な感光性を有し、アルカリ水溶液で容易に現像で
き、しかも、現像後、良好なパターンを与え、さらに、
シリコンウェハーに対する接着性にも優れており、電子
部品用保護膜として好適に用いられることが理解され
る。
【0072】比較例1 ポリイミド前駆体(A) の溶液(1) の調製方法に従って、
4,4'- ジアミノジフェニルエーテル 40.04g、メタクリ
ル酸グリシジル 11.36g、N-メチル-2- ピロリドン355
g、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物 58.00
g、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)1,1,3,3-テ
トラメチルジシロキサン二無水物 8.52g を用いてメタ
クリロキシ基含有の割合が全Z''中20モル%であるポリ
イミド前駆体溶液(4) (粘度:3800cp)を得た。溶液
(4) 中のポリイミド前駆体の重量平均分子量は50,000で
あった。この溶液(4) に、表1に記載のα(1.2)及びβ
(1.5)を添加し、組成物とした後、実施例1〜6と同じ
方法でパターンの形成を試みたが、露光後、現像中に光
を照射した部分も同時に現像液に溶解してしまい、十分
な感度が得られなかった。
【0073】
【発明の効果】本発明の感光性樹脂組成物は、その製造
時にイオン性不純物の混入がほとんどなく、その溶液
は、保存安定性に優れ、また健康上の問題や廃液処理の
問題を引き起こさないアルカリ水溶液により短時間で現
像され、しかも厚膜形成の際にも良好な感度を有してお
り、これにより容易にパターン化された樹脂皮膜を与え
る。さらに、このパターン化された皮膜を加熱硬化させ
ることにより、耐熱性、電気的、機械的特性に優れたポ
リイミド皮膜が得られ、この皮膜は、電子部品用保護膜
として好適に利用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/1337 525 G03F 7/004 503 7/031 7/038 504 7/075 511 7/40 501 H01L 21/027 21/312 B 23/29 23/31 H05K 3/28 D

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A) 下記一般式(1) : 【化1】 〔式中、Xは芳香環を有する4価の有機基であり、Y
    は、芳香環を有する2価の有機基又はシロキサン結合を
    有する2価の有機基であり、二つのZは同一でも異なっ
    てもよく、水素原子又は下記一般式(2) : 【化2】 (ここで、Rは水素原子又はメチル基である。)で表さ
    れるアクリロキシ基又はメタクリロキシ基を含有する1
    価の有機基である。〕で表される構成単位からなるポリ
    イミド前駆体であって、前記一般式(2) で表される1価
    の有機基の割合が、該ポリイミド前駆体に含まれる全て
    のZの中で少なくとも30モル%であるもの、及び(B)
    増感剤、光重合開始剤、又はそれらの組み合わせを含有
    してなる感光性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の感光性樹脂組成物の溶
    液を基板に塗布し、乾燥して塗膜を形成し、これを露光
    し、現像液を用いて現像し、得られたパターンを熱硬化
    させる工程を有するパターン化されたポリイミド皮膜の
    形成方法であって、前記現像液としてアルカリ性水溶液
    を用いることを特徴とする方法。
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