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JPH11209614A - Photosensitive polyimide precursor composition and production of pattern by using same - Google Patents

Photosensitive polyimide precursor composition and production of pattern by using same

Info

Publication number
JPH11209614A
JPH11209614A JP10019420A JP1942098A JPH11209614A JP H11209614 A JPH11209614 A JP H11209614A JP 10019420 A JP10019420 A JP 10019420A JP 1942098 A JP1942098 A JP 1942098A JP H11209614 A JPH11209614 A JP H11209614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
polyimide precursor
photosensitive
photosensitive polyimide
film
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.)
Pending
Application number
JP10019420A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Kojima
康則 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP10019420A priority Critical patent/JPH11209614A/en
Publication of JPH11209614A publication Critical patent/JPH11209614A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a composition which has high sensitivity, can form a good pattern even in a low exposure and can give a cured film having excellent properties by mixing a photosensitive polyimide precursor having photosensitive groups and acidic groups with a photosensitizer so as to form a composition which, when applied and dried, can give a film having a specified dissolution rate in a basic aqueous solution. SOLUTION: There is provided a polyimide precursor composition comprising 100 pts.wt. two photosensitive polyimide precursors having their respective repeating units represented by formulas I and II; 0.1-15 pts.wt. photoinitiator such as an aromatic imidazole compound; and 0.1-15 pts.wt. sensitizer or photoinitiation aid such as an aromatic mercapto compound or a coumarin compound, wherein a film obtained by applying and drying this composition has a dissolution rate of 0.01-0.5 μm/sec in a 2.38 wt.% aqueous tetramethylammonium hydroxide solution. In the formulae, R<1> and R<8> are each a tetravalent organic group; R<2> is a tri- or tetra-valent organic group; R<3> is an organic group having a photosensitive group; R<9> is a divalent organic group; R<10> is a monovalent organic group or hydroxyl; A is an acidic group; and n is 1 or 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の表面コ
ート膜等の保護膜や薄膜多層配線基板の層間絶縁膜等の
材料として好適なポリイミド前駆体を含む感光性ポリイ
ミド前駆体組成物及び該組成物を用いたパターンの製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photosensitive polyimide precursor composition containing a polyimide precursor suitable as a material for a protective film such as a surface coat film of a semiconductor element or an interlayer insulating film of a thin film multilayer wiring board. The present invention relates to a method for manufacturing a pattern using an object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、感光性ポリイミド前駆体組成物と
しては、(i)特公平5−67026号公報に記載され
ている、芳香族テトラカルボン酸二無水物をオレフィン
不飽和アルコールと反応させてオレフィン芳香族テトラ
カルボン酸ジエステルを合成し、この化合物とジアミン
とをカルボジイミド類を用いた脱水縮合反応により重合
させ、共有結合で感光基を導入したポリイミド前駆体を
含むもの、(ii)特公昭63−31939号公報に記
載されている、芳香族テトラカルボン酸二無水物を芳香
族ジアミンと反応させて得られるポリアミド酸に、感光
基を有するアミン化合物をイオン結合させ、感光基導入
したものなどが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a photosensitive polyimide precursor composition, (i) an aromatic tetracarboxylic dianhydride described in JP-B-5-67026 is reacted with an olefinically unsaturated alcohol. An olefin aromatic tetracarboxylic acid diester is synthesized, this compound and a diamine are polymerized by a dehydration condensation reaction using carbodiimides, and a polyimide precursor containing a photosensitive group introduced through a covalent bond, (ii) Tokiko Sho 63 JP-A-31939 describes a polyamic acid obtained by reacting an aromatic tetracarboxylic dianhydride with an aromatic diamine to which an amine compound having a photosensitive group is ion-bonded to introduce a photosensitive group. Are known.

【0003】これらは、いずれも、適当な有機溶剤に溶
解したワニス状態で基板に塗布し、乾燥して被膜とした
後に、適当なフォトマスクを介して紫外線を照射して露
光部を光硬化させるネガ型感光性組成物であり、有機溶
剤を用いて現像及びリンスすることにより、レリーフ・
パターンを得ているものである。
[0003] All of these are applied to a substrate in the form of a varnish dissolved in an appropriate organic solvent, dried to form a film, and then irradiated with ultraviolet rays through an appropriate photomask to light-cur the exposed portion. A negative-type photosensitive composition, which is developed and rinsed with an organic solvent to form a relief /
That's what gets the pattern.

【0004】しかしながら、パターン形成時に現像液と
して有機溶剤を使用する現像時に露光部の膨潤が起こり
易く、高解像度のパターンを得ることが困難である。ま
た、有機溶剤を用いると、作業者の健康に悪影響がある
こと、廃液処理に手間がかかること等の問題点もある。
However, during development using an organic solvent as a developer during pattern formation, swelling of the exposed portion is apt to occur, and it is difficult to obtain a high-resolution pattern. In addition, when an organic solvent is used, there is also a problem that the health of workers is adversely affected, and waste liquid treatment is troublesome.

【0005】そこで、上記の問題点を解決する、水性の
液により現像可能な材料として、例えば、ポリアミド酸
のカルボキシル基に、ナフトキノンジアジドスルホニル
アミド基を導入したポジ型のポリマが提案されている
(特開平6−258835号公報)。このポリマは、光
照射によりナフトキノンジアジドスルホニルアミド基が
カルボキシル基に変化するため、露光部が塩基性水溶液
に可溶化する特徴を有しており、ポジ型感光性ポリイミ
ド前駆体として知られている。
Therefore, as a material which can be developed with an aqueous liquid, which solves the above problems, for example, a positive polymer in which a naphthoquinonediazidosulfonylamide group is introduced into a carboxyl group of polyamic acid has been proposed ( JP-A-6-258835). This polymer has a feature that the exposed portion is solubilized in a basic aqueous solution because a naphthoquinonediazidosulfonylamide group is changed to a carboxyl group by light irradiation, and is known as a positive photosensitive polyimide precursor.

【0006】しかしながら、このようなポジ型感光性ポ
リイミド前駆体では、高感度でパターン形状に優れ、実
用に供する性能を有するものが得られていないのが現状
である。一方、ネガ型感光性基ポリイミド前駆体組成物
としても、高解像度のパターンが得られ、しかも塩基性
水溶液で現像できるものが得られていないのが現状であ
る。
However, at present, such a positive photosensitive polyimide precursor having high sensitivity, excellent pattern shape, and performance for practical use has not been obtained. On the other hand, as the negative type photosensitive group polyimide precursor composition, at present, a high-resolution pattern can be obtained and a composition which can be developed with a basic aqueous solution has not been obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、水性の液により現像可能で、優れた感光特性、特に
i線での感光特性に優れ、高感度で、低露光量でも良好
な形状のパターンが得られ、現像後の残膜率も高く、硬
化膜特性にも優れる感光性ポリイミド前駆体組成物を提
供することである。本発明の第二の目的は、上記の目的
に加え、さらに水溶液での現像性に優れる感光性ポリイ
ミド前駆体組成物を提供することである。本発明の第三
の目的は、水性の液により現像可能で、優れた感光特
性、特にi線での感光特性に優れ、高感度で、低露光量
でも良好な形状のパターンが得られ、現像後の残膜率も
高く、硬化膜特性に優れる硬化膜が得られ、さらに製造
工程の短縮が可能であり、製造コストが削減できるパタ
ーン製造方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The first object of the present invention is to develop an aqueous solution and have excellent photosensitive characteristics, especially excellent in i-line photosensitive characteristics, high sensitivity, and good even at low exposure doses. It is an object of the present invention to provide a photosensitive polyimide precursor composition that can obtain a pattern having an excellent shape, a high residual film ratio after development, and excellent cured film characteristics. A second object of the present invention is to provide, in addition to the above objects, a photosensitive polyimide precursor composition having excellent developability in an aqueous solution. A third object of the present invention is to develop a pattern which is developable with an aqueous liquid and has excellent photosensitive characteristics, particularly excellent i-line photosensitive characteristics, high sensitivity, and a good shape even at a low exposure dose. It is an object of the present invention to provide a pattern manufacturing method capable of obtaining a cured film having a high residual film ratio and excellent cured film characteristics, further reducing the production steps, and reducing the production cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、感光性基及び
酸性を示す基を有する感光性ポリイミド前駆体及び感光
剤を含有する感光性ポリイミド前駆体組成物であって、
該組成物を塗布乾燥して形成される膜の塩基性水溶液に
対する溶解速度が0.01〜0.5μm/secであ
る、感光性ポリイミド前駆体組成物に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a photosensitive polyimide precursor composition containing a photosensitive polyimide precursor having a photosensitive group and an acidic group, and a photosensitive agent.
The present invention relates to a photosensitive polyimide precursor composition in which a film formed by coating and drying the composition has a dissolution rate in a basic aqueous solution of 0.01 to 0.5 μm / sec.

【0009】また、本発明は、前記感光性ポリイミド前
駆体が、一般式(1)
In the present invention, the photosensitive polyimide precursor is represented by the general formula (1):

【化2】 (式中R1 は4価の有機基、R2 は3価又は4価の有機
基、2つのR3 は各々独立に感光性基を含む一価の有機
基、Aは酸性を示す基、nは1又は2を示す。)で表わ
されるくり返し単位を有するものである前記感光性ポリ
イミド前駆体組成物に関する。上記塩基性水溶液は、好
ましくは2.38重量%水酸化テトラメチルアンモニウ
ム水溶液である。上記感光性ポリイミド前駆体組成物
は、上記感光性ポリイミド前駆体及び感光剤のほかに、
常圧において100℃以上の沸点を有する付加重合性化
合物を含有していてもよい。
Embedded image (Wherein R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a trivalent or tetravalent organic group, two R 3 are each independently a monovalent organic group containing a photosensitive group, A is an acidic group, n represents 1 or 2.) The photosensitive polyimide precursor composition has a repeating unit represented by the following formula: The basic aqueous solution is preferably a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. The photosensitive polyimide precursor composition, in addition to the photosensitive polyimide precursor and the photosensitive agent,
It may contain an addition polymerizable compound having a boiling point of 100 ° C. or more at normal pressure.

【0010】また、本発明は、前記感光性ポリイミド前
駆体組成物を用いて被膜を形成する工程、該被膜に所定
のパターンのマスクを介して光を照射する工程及び該光
照射後の被膜を、非光照射部の溶解速度が0.01〜
0.5μm/secとなる塩基性水溶液を用いて現像す
る工程を含むパターン製造方法に関する。
[0010] The present invention also relates to a step of forming a film using the photosensitive polyimide precursor composition, a step of irradiating the film with light through a mask having a predetermined pattern, and a step of irradiating the film after the light irradiation. , The dissolution rate of the non-light irradiated part is 0.01 to
The present invention relates to a pattern manufacturing method including a step of developing using a basic aqueous solution of 0.5 μm / sec.

【0011】さらに本発明は、照射する光がi線である
前記のパターン製造方法に関する。
Further, the present invention relates to the above-described pattern manufacturing method, wherein the irradiation light is i-line.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の感光性ポリイミド前駆体
組成物は、その組成物を塗布乾燥して形成される膜(プ
リベーク膜)の塩基性水溶液に対する溶解速度が0.0
1〜0.5μm/secであることが重要であり、これ
により本発明の優れたパターン形成性が示されることが
わかった。溶解速度は、0.02〜0.3μm/sec
が好ましい。溶解速度が0.01μm/sec未満の場
合、未露光部の溶解性が低いため、露光部との溶解度差
が小さく、良好なパターンが得られない。また、溶解速
度が0.5μm/secを超えると露光部が膨潤し、パ
ターン形状に劣る。ここで、溶解速度は、20〜25℃
で測定されることが好ましく、23℃を基準として測定
されることが特に好ましい。また、溶解速度の測定に用
いる塩基性水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、ケイ酸ナトリウム、水酸化テトラメチルアン
モニウム等を1〜5重量%含む水溶液が好ましく、特に
水酸化テトラメチルアンモニウム2.38重量%水溶液
を基準とすることが最も好ましい。本発明における溶解
速度は、例えば、感光性ポリイミド前駆体組成物を、回
転塗布によりシリコン基板に塗布し、ホットプレートで
乾燥して厚み10〜20μmの膜を作成し、ついで、塩
基性水溶液(23℃)を用いて、ディップ現像又はパド
ル現像で10〜60秒現像し、その後、直ちに水等でリ
ンスして現像を停止し、溶解による減少膜厚を測定し、
現像時間で除して求めることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The photosensitive polyimide precursor composition of the present invention has a dissolution rate in a basic aqueous solution of a film (prebaked film) formed by coating and drying the composition.
It is important that the thickness be 1 to 0.5 μm / sec, which indicates that the excellent pattern formability of the present invention is exhibited. The dissolution rate is 0.02-0.3 μm / sec
Is preferred. When the dissolution rate is less than 0.01 μm / sec, the solubility of the unexposed portion is low, so that the solubility difference between the unexposed portion and the exposed portion is small, and a good pattern cannot be obtained. On the other hand, if the dissolution rate exceeds 0.5 μm / sec, the exposed portions swell and the pattern shape is poor. Here, the dissolution rate is 20 to 25 ° C.
Is preferably measured at 23 ° C., and particularly preferably measured at 23 ° C. The basic aqueous solution used for measuring the dissolution rate is preferably an aqueous solution containing 1 to 5% by weight of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, tetramethylammonium hydroxide, etc. Most preferably, it is based on a .38% by weight aqueous solution. The dissolution rate in the present invention can be determined, for example, by applying the photosensitive polyimide precursor composition to a silicon substrate by spin coating, drying it on a hot plate to form a film having a thickness of 10 to 20 μm, and then adding a basic aqueous solution (23 ° C), dip development or paddle development for 10 to 60 seconds, and then immediately rinse with water or the like to stop development, and measure the reduced film thickness due to dissolution.
It can be obtained by dividing by the development time.

【0013】本発明の感光性ポリイミド前駆体組成物に
用いられるポリイミド前駆体は、感光性基及び酸性を示
す基を有するものであることが、塩基性水溶液で現像で
きかつ良好な感光性を有するポリイミド前駆体組成物と
する上で必要である。
The polyimide precursor used in the photosensitive polyimide precursor composition of the present invention has a photosensitive group and an acidic group, so that it can be developed with a basic aqueous solution and has good photosensitivity. Necessary for preparing a polyimide precursor composition.

【0014】ポリイミド前駆体は、一般にテトラカルボ
ン酸残基とジアミン残基からなる構成単位を有するポリ
アミド酸又はその誘導体であるが、感光性基はテトラカ
ルボン酸残基に結合していてもよいし、ジアミン残基に
結合していてもよい。また酸性を示す基も同様にテトラ
カルボン酸残基に結合していてもよいし、ジアミン残基
に結合していてもよい。
The polyimide precursor is generally a polyamic acid having a structural unit composed of a tetracarboxylic acid residue and a diamine residue or a derivative thereof. The photosensitive group may be bonded to the tetracarboxylic acid residue. Or a diamine residue. Similarly, an acidic group may be bonded to a tetracarboxylic acid residue or a diamine residue.

【0015】テトラカルボン酸残基に感光性基が結合
し、ジアミン残基に酸性を示す基が結合しているポリイ
ミド前駆体の例としては、ジアミンとの反応によるアミ
ド結合の形成に関与しない2つのカルボキシル基を利用
して、エステル結合、アミド結合等を介して感光性基を
導入したものであって、ジアミンの側鎖として酸性を示
す基が結合しているポリイミド前駆体が挙げられ、一
方、テトラカルボン酸残基に酸性を示す基が結合し、ジ
アミン残基に感光性基が結合しているポリイミド前駆体
の例としては、ジアミンとの反応によるアミド結合の形
成に関与しない1つ又は2つのカルボキシル基がそのま
ま残存し、ジアミン残基の側鎖にエステル結合、アミド
結合、エーテル結合、アミノ結合等を介して感光性基を
導入したポリイミド前駆体が挙げられる。ジアミン残基
の側鎖に感光性基を導入する方法としては、水酸基、カ
ルボキシル基、アミノ基等の官能基を有するジアミンに
前記官能基と反応性のある基及び感光性基を有する化合
物を反応させる方法等が挙げられる。
An example of a polyimide precursor in which a photosensitive group is bonded to a tetracarboxylic acid residue and an acidic group is bonded to a diamine residue is not involved in the formation of an amide bond by reaction with a diamine. Utilizing two carboxyl groups, an ester bond, a photosensitive group is introduced through an amide bond or the like, and a polyimide precursor to which an acidic group is bonded as a side chain of the diamine is exemplified. An example of a polyimide precursor in which an acidic group is bonded to a tetracarboxylic acid residue and a photosensitive group is bonded to a diamine residue is one that does not participate in the formation of an amide bond by reaction with a diamine or Before the polyimide in which two carboxyl groups remain as is and a photosensitive group is introduced into the side chain of the diamine residue via an ester bond, an amide bond, an ether bond, an amino bond, or the like. Body, and the like. As a method for introducing a photosensitive group into a side chain of a diamine residue, a hydroxyl group, a carboxyl group, a diamine having a functional group such as an amino group is reacted with a compound having a group reactive with the functional group and a compound having a photosensitive group. And the like.

【0016】これらの中で、本発明で用いる感光性ポリ
イミド前駆体としては、良好な感光特性及び塩基性水溶
液での現像性を示すので、テトラカルボン酸残基に感光
性基が結合しジアミン残基に酸性を示す基が結合してい
るポリイミド前駆体が好ましく、具体的には、前記一般
式(1)で示されるくり返し単位を有するものが、製造
が容易であるのでより好ましい。
Among these, the photosensitive polyimide precursor used in the present invention exhibits good photosensitive characteristics and developability in a basic aqueous solution, so that a photosensitive group is bonded to a tetracarboxylic acid residue and a diamine residue is present. A polyimide precursor in which an acidic group is bonded to the group is preferable, and specifically, a polyimide precursor having a repeating unit represented by the general formula (1) is more preferable because of easy production.

【0017】一般式(1)で示されるくり返し単位にお
いて、R1 で示される4価の有機基は、ジアミンと反応
してポリイミド樹脂を形成することができるテトラカル
ボン酸又はその誘導体の残基であることが好ましく、硬
化して得られるポリイミド膜の機械特性、耐熱性及び接
着性の観点から、炭素数4以上の4価の有機基であるこ
とが好ましい。その好ましい例を、下記構造式群に挙げ
る。炭素数4以上の4価の有機基のなかでは、芳香環
(ベンゼン環、ナフタレン環等)を含む総炭素数6〜3
0の有機基であることが好ましい。なお、ポリイミド前
駆体分子中、複数存在する前記繰り返し単位において、
全てのR1 は、同じであってもよく異なっていてもよ
い。
In the repeating unit represented by the general formula (1), the tetravalent organic group represented by R 1 is a residue of a tetracarboxylic acid or a derivative thereof capable of reacting with a diamine to form a polyimide resin. It is preferable that it is a tetravalent organic group having 4 or more carbon atoms from the viewpoints of mechanical properties, heat resistance and adhesiveness of the polyimide film obtained by curing. Preferred examples thereof are shown in the following structural formula group. Among the tetravalent organic groups having 4 or more carbon atoms, a total of 6 to 3 carbon atoms including an aromatic ring (benzene ring, naphthalene ring, etc.)
It is preferably an organic group of 0. In the polyimide precursor molecule, in the repeating unit that is present in a plurality,
All R 1 may be the same or different.

【0018】[0018]

【化3】 Embedded image

【0019】[0019]

【化4】 Embedded image

【0020】感光性ポリイミド前駆体において、酸性を
示す基、すなわち、一般式(1)においてはAで示され
る基としては、特に制限されないが、スルホン酸基(−
SO 3 H)、スルフィン基(−SO2 H)、カルボキシ
ル基(−COOH)及びフェノール性水酸基のいずれか
とすることが良好な可溶性を示すので好ましい。これら
の中で、カルボキシル基及び水酸基は、特に良好な可溶
性を示しポリイミド前駆体の合成が容易なため、特に好
ましい。
In the photosensitive polyimide precursor, acidic
A group represented by, that is, represented by A in the general formula (1)
The sulfonic acid group (-) is not particularly limited.
SO ThreeH), a sulfine group (—SOTwoH), carboxy
Any one of a hydroxyl group (-COOH) and a phenolic hydroxyl group
Is preferable because of good solubility. these
Among them, carboxyl group and hydroxyl group are particularly good soluble
And easy to synthesize polyimide precursors.
Good.

【0021】一般式(1)において、この酸性基Aの結
合している基R2 は、テトラカルボン酸又はその誘導体
と反応してポリイミド樹脂を形成できるジアミン残基で
あることが好ましく、硬化して得られるポリイミド膜の
機械特性、耐熱性及び接着性の観点から、芳香族環を含
む総炭素数6〜30の3価又は4価の有機基であること
がより好ましい。その具体的に好ましい例を、下記構造
式群に挙げる。なお、分子中の全てのR2 が同じであっ
てもよく、異なっていてもよい。
In the general formula (1), the group R 2 to which the acidic group A is bonded is preferably a diamine residue capable of forming a polyimide resin by reacting with tetracarboxylic acid or a derivative thereof. From the viewpoints of mechanical properties, heat resistance and adhesiveness of the polyimide film obtained as described above, it is more preferable that the polyimide film is a trivalent or tetravalent organic group having an aromatic ring and having 6 to 30 carbon atoms in total. Specific preferred examples are shown in the following structural formula groups. Note that all R 2 in the molecule may be the same or different.

【0022】[0022]

【化5】 (但し、ZはEmbedded image (However, Z is

【化6】 を示す)Embedded image Indicates)

【0023】感光性ポリイミド前駆体において、感光性
基、一般式(1)で示されるくり返し単位においてはR
3 で示される基とは、例えば、光の照射により脱離する
基、光の照射により二量化や共重合しうる基等であり、
中でも重合性不飽和二重結合を有する基であると容易に
良好な感光性を付与できるので好ましい。
In the photosensitive polyimide precursor, a photosensitive group and a repeating unit represented by the general formula (1) are represented by R
The group represented by 3 , for example, a group that is eliminated by light irradiation, a group that can be dimerized or copolymerized by light irradiation, and the like,
Among them, a group having a polymerizable unsaturated double bond is preferable because good photosensitivity can be easily imparted.

【0024】重合性不飽和二重結合を有する基として
は、例えば、下記一般式
Examples of the group having a polymerizable unsaturated double bond include, for example, the following general formula:

【化7】 (但し、R4 、R5 及びR6 は、水素、アルキル基、フ
ェニル基、ビニル基及びプロペニル基からそれぞれ独立
に選択された基であり、R7 は2価の有機基を示す)で
表わされる有機基が高感度の感光性を付与できるため好
ましい。前記アルキル基としては炭素原子数1〜4のも
のが好ましい。また、R7 で示される2価の有機基とし
ては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等の炭素
原子数1〜20のアルキレン基が好ましい。
Embedded image (However, R 4 , R 5 and R 6 are each independently selected from hydrogen, an alkyl group, a phenyl group, a vinyl group and a propenyl group, and R 7 represents a divalent organic group) Organic groups are preferred because they can impart high sensitivity to photosensitivity. The alkyl group preferably has 1 to 4 carbon atoms. The divalent organic group represented by R 7 is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, and a propylene group.

【0025】特に、メタクリロイルオキシアルキル基及
びアクリロイルオキシアルキル基(いずれも当該アルキ
ルの炭素数が1〜20のもの)は、高い感度を実現する
のみならず、合成も容易であるため本発明に好適であ
る。
In particular, a methacryloyloxyalkyl group and an acryloyloxyalkyl group (each having an alkyl having 1 to 20 carbon atoms) not only realize high sensitivity, but also are easy to synthesize, and thus are suitable for the present invention. It is.

【0026】本発明で用いるポリイミド前駆体として
は、前記一般式(1)で示されるくり返し単位と共に、
一般式(2)で示されるくり返し単位を含んでいてもよ
い。これは、
As the polyimide precursor used in the present invention, together with the repeating unit represented by the above general formula (1),
It may include a repeating unit represented by the general formula (2). this is,

【化8】 (式中、R8 は4価の有機基、R9 は2価の有機基、R
10は1価の有機基又は水酸基であり、一般式(1)で示
されるくり返し単位とは異なる)で表わされる構成単位
である。
Embedded image (Wherein, R 8 is a tetravalent organic group, R 9 is a divalent organic group,
10 is a monovalent organic group or a hydroxyl group, which is a structural unit represented by the formula (1), which is different from the repeating unit represented by the general formula (1).

【0027】R8 で示される4価の有機基の具体例とし
ては前記R1 で示される有機基と同様のものが挙げら
れ、好ましいものも同様である。R10で示される1価の
有機基の具体例としては、前記R3 で示される有機基が
酸素原子を介して結合する基が挙げられ、好ましいもの
も同様である。R10で示される1価の有機基のその他の
具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポ
キシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基等のアルコ
キシ基、ベンジルオキシ基等のアリールオキシ基、アル
キルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アニリノ基、トル
イジノ基などが挙げられる。これらのその他の具体例の
場合は総炭素原子数が1〜20のものが好ましい。
Specific examples of the tetravalent organic group represented by R 8 include those similar to the organic group represented by R 1 , and preferred ones are also the same. Specific examples of the monovalent organic group represented by R 10 include a group in which the organic group represented by R 3 is bonded via an oxygen atom, and preferred ones are also the same. Other specific examples of the monovalent organic group represented by R 10 include an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group and an n-butoxy group, and an aryloxy group such as a benzyloxy group. , An alkylamino group, a dialkylamino group, an anilino group, a toluidino group and the like. In the case of these other specific examples, those having 1 to 20 carbon atoms in total are preferred.

【0028】R9 は2価の有機基であり、硬化して得ら
れるポリイミド膜の機械特性、耐熱性、接着性等の観点
から芳香環又はケイ素を含むものが好ましい。芳香環を
含むものの場合、炭素数が6〜30のものが好ましく、
ケイ素を含むものの場合、ケイ素原子が1〜10の(ポ
リ)シロキサン結合を有するものが好ましい。一般式
(2)で示されるくり返し単位が分子中に複数存在する
場合、複数のR9 は同一でも異なっていてもよい。
R 9 is a divalent organic group, and preferably contains an aromatic ring or silicon from the viewpoints of mechanical properties, heat resistance, adhesiveness and the like of the polyimide film obtained by curing. In the case of those containing an aromatic ring, those having 6 to 30 carbon atoms are preferable,
In the case of those containing silicon, those having silicon atoms having 1 to 10 (poly) siloxane bonds are preferred. When a plurality of repeating units represented by the general formula (2) are present in a molecule, a plurality of R 9 may be the same or different.

【0029】R9 の好ましい例を下記する。Preferred examples of R 9 are as follows.

【化9】 Embedded image

【0030】[0030]

【化10】 Embedded image

【0031】[0031]

【化11】 Embedded image

【0032】本発明のポリイミド前駆体において、一般
式(1)及び(2)で示されるくり返し単位の割合とし
ては、各くり返し単位のモル百分率で、(1)が10〜
100モル%、(2)が90〜0モル%であることが、
塩基性水溶液での現像性及び良好なパターン形状のバラ
ンスに優れるので好ましく、(1)が80〜100モル
%、(2)が20〜0モル%であることがより好まし
い。
In the polyimide precursor of the present invention, the ratio of the repeating units represented by the general formulas (1) and (2) is 10 to 10% by mole of each repeating unit.
100 mol%, (2) being 90 to 0 mol%,
It is preferable because the balance between developability in a basic aqueous solution and a good pattern shape is excellent, and it is more preferable that (1) is 80 to 100 mol% and (2) is 20 to 0 mol%.

【0033】また、ポリイミド前駆体側鎖、即ち、R3
及びR10で示される基の総計において、10〜100モ
ル%を感光性基とすることが好ましい。感光性基以外の
基を併せ持つ場合、このような基は、膜特性の点から、
炭素数4以下のアルキル基とすることが好ましく、メチ
ル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n
−ブチル基が、特に好ましい。
The polyimide precursor side chain, ie, R 3
And 10 to 100 mol% of the total group represented by R10 and R10 is preferably a photosensitive group. When having a group other than the photosensitive group, such a group is, from the viewpoint of film properties,
An alkyl group having 4 or less carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group,
-Butyl groups are particularly preferred.

【0034】本発明におけるポリイミド前駆体の分子量
としては、イミド化後の硬化膜特性の点から、重量平均
分子量で、10000〜200000が好ましく、15
000〜50000がより好ましい。重量平均分子量
は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(G
PC)で測定し、ポリスチレン換算で算出することがで
きる。
The molecular weight of the polyimide precursor in the present invention is preferably from 10,000 to 200,000 in terms of weight average molecular weight, from the viewpoint of the properties of the cured film after imidization.
000-50,000 is more preferable. The weight average molecular weight is determined by gel permeation chromatography (G
PC) and calculated in terms of polystyrene.

【0035】本発明で用いるポリイミド前駆体は、テト
ラカルボン酸二無水物とヒドロキシ基含有化合物を混合
して反応させ、テトラカルボン酸のハーフエステルを製
造した後、塩化チオニルにより酸クロリド化し、つい
で、ジアミンと反応させる方法や、前記テトラカルボン
酸ハーフエステルをカルボジイミド類を縮合剤としてジ
アミンと反応させる方法等により合成することができ
る。
The polyimide precursor used in the present invention is prepared by mixing and reacting a tetracarboxylic dianhydride and a hydroxy group-containing compound to produce a half ester of tetracarboxylic acid, and then acid chloride with thionyl chloride. It can be synthesized by a method of reacting with a diamine, a method of reacting the tetracarboxylic acid half ester with a diamine using a carbodiimide as a condensing agent, or the like.

【0036】前記テトラカルボン酸二無水物としては、
例えば、オキシジフタル酸、ピロメリット酸、3,
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、
3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、
1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸、2,
3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,
5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,5,6
−ピリジンテトラカルボン酸、3,4,9,10−ペリ
レンテトラカルボン酸、スルホニルジフタル酸、m−タ
ーフェニル−3,3′,4,4′−テトラカルボン酸、
p−ターフェニル−3,3′,4,4′−テトラカルボ
ン酸、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,
2−ビス(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(2,3−又は3,4−ジ
カルボキシフェニル)プロパン、{4′−(2,3−又
は3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル}プロパ
ン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2
−ビス{4′−(2,3−又は3,4−ジカルボキシフ
ェノキシ)フェニル}プロパン、下記一般式(3)
The tetracarboxylic dianhydride includes:
For example, oxydiphthalic acid, pyromellitic acid, 3,
3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid,
3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid,
1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid, 2,
3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,4
5,8-naphthalenetetracarboxylic acid, 2,3,5,6
-Pyridinetetracarboxylic acid, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid, sulfonyldiphthalic acid, m-terphenyl-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic acid,
p-terphenyl-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic acid, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,
2-bis (2,3- or 3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis (2,3- or 3,4-dicarboxyphenyl) propane, {4 ′-(2,3- or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl @ propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2
-Bis {4 '-(2,3- or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl} propane, the following general formula (3)

【化12】 (式中、R11及びR12は一価の炭化水素基を示し、それ
ぞれ同一でも異なっていてもよく、sは1以上の整数で
ある)で表わされるテトラカルボン酸等の芳香族テトラ
カルボン酸などのテトラカルボン酸の二無水物が挙げら
れ、これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用
される。
Embedded image (Wherein, R 11 and R 12 each represent a monovalent hydrocarbon group, and may be the same or different, and s is an integer of 1 or more). And the like, and these are used alone or in combination of two or more.

【0037】中でも前記一般式(1)におけるR1 の好
ましい例として示した構造を与えるテトラカルボン酸が
好ましい。
Among them, a tetracarboxylic acid giving the structure shown as a preferable example of R 1 in the general formula (1) is preferable.

【0038】一般式(1)で示されるくり返し単位にお
けるジアミン残基R2 を与えるジアミンとしては、3,
5−ジアミノ安息香酸、4,4′−ジヒドロキシ−3,
3′−ジアミノビフェニル、3,3′−ジヒドロキシ−
4,4′−ジアミノビフェニル、2,3−ジアミノ−4
−ヒドロキシピリジン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ
−3−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,
4−ジアミノフェノール、2,4−ジアミノ安息香酸、
3−カルボキシ−4,4′−ジアミノジフェニルエーテ
ル、3,3′−ジカルボキシ−4,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテル、3−カルボキシ−4,4′−ジアミノ
ジフェニルメタン、3,3′−ジカルボキシ−4,4′
−ジアミノジフェニルメタン、3,3′−ジカルボキシ
−4,4′−ジアミノビフェニル、3,3′,5,5′
−テトラカルボキシ−4,4′−ジアミノビフェニル、
3−カルボキシ−4,4′−ジアミノジフェニルスルホ
ン、3,3′−ジカルボキシ−4,4′−ジアミノジフ
ェニルスルホン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフル
オロ−2,2−ビス(3−カルボキシ−4−アミノフェ
ニル)プロパン等が挙げられる。
The diamine providing the diamine residue R 2 in the repeating unit represented by the general formula (1) includes 3,
5-diaminobenzoic acid, 4,4'-dihydroxy-3,
3'-diaminobiphenyl, 3,3'-dihydroxy-
4,4'-diaminobiphenyl, 2,3-diamino-4
-Hydroxypyridine, 2,2-bis (4-hydroxy-3-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,
4-diaminophenol, 2,4-diaminobenzoic acid,
3-carboxy-4,4'-diaminodiphenylether, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminodiphenylether, 3-carboxy-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dicarboxy-4, 4 '
-Diaminodiphenylmethane, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3 ', 5,5'
-Tetracarboxy-4,4'-diaminobiphenyl,
3-carboxy-4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminodiphenylsulfone, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (3-carboxy-4-aminophenyl) propane and the like.

【0039】一般式(2)で示されるくり返し単位にお
けるジアミン残基R9 を与えるジアミンとしては、4,
4′−(又は3,4′−、3,3′−、2,4′−、
2,2′−)ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−
(又は3,4′−、3,3′−、2,4′−、2,2′
−)ジアミノジフェニルメタン、4,4′−(又は3,
4′−、3,3′−、2,4′−、2,2′−)ジアミ
ノジフェニルスルホン、4,4′−(又は3,4′−、
3,3′−、2,4′−、2,2′−)ジアミノジフェ
ニルスルフィド、パラフェニレンジアミン、メタフェニ
レンジアミン、p−キシリレンジアミン、m−キシリレ
ンジアミン、o−トリジン、o−トリジンスルホン、
4,4′−メチレン−ビス−(2,6−ジエチルアニリ
ン)、4,4′−メチレン−ビス−(2,6−ジイソプ
ロピルアニリン)、2,4−ジアミノメシチレン、1,
5−ジアミノナフタレン、4,4′−ベンゾフェノンジ
アミン、ビス−{4−(4′−アミノフェノキシ)フェ
ニル}スルホン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフル
オロ−2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、
2,2−ビス−{4−(4′−アミノフェノキシ)フェ
ニル}プロパン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジア
ミノジフェニルメタン、3,3′,5,5′−テトラメ
チル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、ビス{4
−(3′−アミノフェノキシ)フェニル}スルホン、
2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン等が挙げ
られ、これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使
用される。
As the diamine giving the diamine residue R 9 in the repeating unit represented by the general formula (2),
4'- (or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'-,
2,2 '-) diaminodiphenyl ether, 4,4'-
(Or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'-, 2,2 '
-) Diaminodiphenylmethane, 4,4'- (or 3,
4 '-, 3,3'-, 2,4 '-, 2,2'-) diaminodiphenylsulfone, 4,4'- (or 3,4'-,
3,3 '-, 2,4'-, 2,2 '-) diaminodiphenyl sulfide, paraphenylenediamine, metaphenylenediamine, p-xylylenediamine, m-xylylenediamine, o-tolidine, o-tolidine sulfone ,
4,4'-methylene-bis- (2,6-diethylaniline), 4,4'-methylene-bis- (2,6-diisopropylaniline), 2,4-diaminomesitylene,
5-diaminonaphthalene, 4,4'-benzophenonediamine, bis- {4- (4'-aminophenoxy) phenyl} sulfone, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis ( 4-aminophenyl) propane,
2,2-bis- {4- (4'-aminophenoxy) phenyl} propane, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3 ', 5,5'-tetramethyl-4, 4'-diaminodiphenylmethane, bis {4
-(3'-aminophenoxy) phenyl} sulfone,
2,2-bis (4-aminophenyl) propane and the like are used, and these are used alone or in combination of two or more.

【0040】その他、一般式(2)で示されるくり返し
単位におけるジアミン残基R9 を与えるジアミンとして
は接着性向上のために、下記一般式(4)
In addition, as a diamine providing a diamine residue R 9 in the repeating unit represented by the general formula (2), the following general formula (4)

【化13】 (式中、R13及びR14は二価の炭化水素基を示し、それ
ぞれ同一でも異なっていてもよく、R15及びR16は一価
の炭化水素基を示し、それぞれ同一でも異なっていても
よく、tは1以上の整数である)で表わされるジアミノ
ポリシロキサン等のジアミンを使用することもできる。
13及びR14としては、メチレン基、エチレン基、プロ
ピレン基等のアルキレン基、フェニレン基等のアリーレ
ン基、それらの結合基などが挙げられ、R15及びR 16
しては、メチレン基、エチレン基等のアルキル基、フェ
ニル基等のアリール基などが挙げられる。これらを用い
る場合、全アミン成分に対して、1〜30モル%用いる
ことが好ましい。
Embedded image(Where R13And R14Represents a divalent hydrocarbon group,
Each may be the same or different;FifteenAnd R16Is univalent
Which is the same or different
Often, t is an integer of 1 or more)
Diamines such as polysiloxanes can also be used.
R 13And R14As methylene, ethylene,
Arylene such as alkylene group such as pyrene group and phenylene group
And a bonding group thereof.FifteenAnd R 16When
Alkyl groups such as methylene group and ethylene group,
And an aryl group such as a nyl group. Using these
1 to 30 mol% based on all amine components
Is preferred.

【0041】また、一般式(2)で示されるくり返し単
位におけるジアミン残基R9 を与えるジアミンとして、
耐熱性向上のために、4,4′−ジアミノジフェニルエ
ーテル−3−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテル−4−スルホンアミド、3,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル−3′−スルホンアミド、4,
4′−ジアミノジフェニルエーテル−3−カルボキサイ
ド、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル−3′−カ
ルボキサイド、3,3′−ジアミノジフェニルエーテル
−4−カルボキサイド等のスルホンアミド基又はカルボ
キサイド基を有するジアミン化合物を使用することもで
きる。これらを用いる場合、全アミン成分に対して、1
〜30モル%用いることが好ましい。
Further, as a diamine giving a diamine residue R 9 in the repeating unit represented by the general formula (2),
In order to improve heat resistance, 4,4'-diaminodiphenylether-3-sulfonamide, 3,4'-diaminodiphenylether-4-sulfonamide, 3,4'-diaminodiphenylether-3'-sulfonamide,
Diamine compounds having a sulfonamide group or a carboxide group such as 4'-diaminodiphenyl ether-3-carboxide, 3,4'-diaminodiphenyl ether-3'-carboxide, and 3,3'-diaminodiphenyl ether-4-carboxide Can also be used. When these are used, 1 to all amine components
Preferably, it is used in an amount of up to 30 mol%.

【0042】これらの、一般式(2)で示されるくり返
し単位におけるジアミン残基R9 を与えるジアミンは単
独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
These diamines providing the diamine residue R 9 in the repeating unit represented by the general formula (2) are used alone or in combination of two or more.

【0043】本発明の感光性ポリイミド前駆体組成物に
は、溶解速度を適度に調整できるとともに良好な感光特
性を与えることができるので、常圧において100℃以
上の沸点を有する付加重合性化合物が含まれることが好
ましい。常圧において沸点が100℃より低いものでは
系内に含有する溶剤を乾燥等によって除去する際又は活
性光線を照射する際、該付加重合性化合物が揮発して特
性を低下させる傾向がある。また、付加重合性化合物は
有機溶剤に可溶なものが好ましい。
In the photosensitive polyimide precursor composition of the present invention, since the dissolution rate can be adjusted appropriately and good photosensitive characteristics can be provided, an addition polymerizable compound having a boiling point of 100 ° C. or more at normal pressure is used. Preferably, it is included. If the boiling point is lower than 100 ° C. at normal pressure, the addition-polymerizable compound tends to volatilize and deteriorate its properties when the solvent contained in the system is removed by drying or the like or when irradiated with actinic rays. The addition polymerizable compound is preferably soluble in an organic solvent.

【0044】常圧において100℃以上の沸点を有する
付加重合性化合物としては、多価アルコールと、α,β
−不飽和カルボン酸とを縮合して得られる化合物(例え
ばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(ジアク
リレートまたはジメタクリレートの意味、以下同じ)、
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テト
ラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメ
チロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロ
ールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,2−プロ
ピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ(1,2
−プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ト
リ(1,2−プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリ
レート、テトラ(1,2−プロピレングリコール)ジ
(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)
アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、
ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、1,4
−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘ
キサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールトリ(メタ)アクリレート等)、スチレン、ジ
ビニルベンゼン、4−ビニルトルエン、4−ビニルピリ
ジン、N−ビニルピロリドン、2−ヒドロキシエチル
(メタ)アクリレート、1,3−(メタ)アクリロイル
オキシ−2−ヒドロキシプロパン、メチレンビスアクリ
ルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチ
ロールアクリルアミド、ネオペンチルグリコールジ(メ
タ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)ア
クリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)ア
クリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(メタ)
アクリレート等が好ましいものとして挙げられ、これら
は単独で又は2種以上を組み合わせて使用される。これ
らを用いる場合は、ポリイミド前駆体100重量部に対
し、1〜100重量部配合することが好ましく、3〜5
0重量部の範囲がさらに好ましい。1〜100重量部の
範囲を逸脱すると、目的とする効果が低下する傾向があ
り、また、現像性に好ましくない影響をおよぼす傾向が
ある。
Examples of the addition polymerizable compound having a boiling point of 100 ° C. or more at normal pressure include polyhydric alcohols, α, β
A compound obtained by condensing an unsaturated carboxylic acid (for example, ethylene glycol di (meth) acrylate (meaning diacrylate or dimethacrylate, the same applies hereinafter);
Triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,2-propylene glycol di (meth) acrylate, di ( 1,2
-Propylene glycol) di (meth) acrylate, tri (1,2-propylene glycol) di (meth) acrylate, tetra (1,2-propylene glycol) di (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth)
Acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate,
Diethylaminopropyl (meth) acrylate, 1,4
-Butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, etc.), styrene, divinylbenzene, 4-vinyltoluene, 4-vinylpyridine, N-vinylpyrrolidone , 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 1,3- (meth) acryloyloxy-2-hydroxypropane, methylenebisacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylolacrylamide, neopentylglycol di (meth) acrylate, Pentaerythritol di (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tetramethylolpropanetetra (meth)
Acrylates and the like are preferred, and these are used alone or in combination of two or more. When these are used, it is preferable to mix 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyimide precursor, and 3 to 5 parts by weight.
A range of 0 parts by weight is more preferred. If the amount is outside the range of 1 to 100 parts by weight, the desired effect tends to decrease, and the developing effect tends to be adversely affected.

【0045】本発明の感光性ポリイミド前駆体組成物に
は、感光剤が必ず含まれる。感光剤としては光開始剤、
増感剤及び光開始剤助剤が挙げられる。本発明における
溶解速度の調整は、ポリイミド前駆体の種類の選択とと
もに、感光剤の種類及び量を選択することにより行なう
ことができる。
The photosensitive polyimide precursor composition of the present invention always contains a photosensitive agent. Photo initiators as photosensitizers,
Sensitizers and photoinitiator auxiliaries are mentioned. Adjustment of the dissolution rate in the present invention can be performed by selecting the type and amount of the photosensitive agent together with the type of the polyimide precursor.

【0046】光開始剤としては、芳香族イミダゾール化
合物やチタノセン化合物等が好ましいものとして挙げら
れる。具体的な化合物としては、2,2′,4,4′,
5,5′−ヘキサフェニルビスイミダゾール、2,2′
−ビス(o−クロロフェニル)−4,4′,5,5′−
テトラフェニルビスイミダゾール、2,2′−ビス(o
−フルオロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフ
ェニルビスイミダゾール、2,2′−ビス(o−トリフ
ルオロメチルフェニル)−4,4′,5,5′−テトラ
フェニルビスイミダゾール、2,2′−ビス(o−クロ
ロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラ−(p−メ
トキシフェニル)ビスイミダゾール、2,2′−ビス
(o−クロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラ
−(m−メトキシフェニル)ビスイミダゾール、2,
2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,4′,5,
5′−テトラ−(3,4−ジメトキシフェニル)ビスイ
ミダゾール、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス
〔2,6−ジフルオロ−3−(2−(1H−ピロール−
1−イル)プロピル)フェニル〕チタン、ビス(シクロ
ペンタジエニル)−ビス〔2,6−ジフルオロ−3−
(2−(1H−ピロール−1−イル)メチル)フェニ
ル〕チタン、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス
〔2,6−ジフルオロ−3−(ピロール−1−イル)フ
ェニル〕チタン、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス
〔2,6−ジフルオロ−3−(2,5−ジメチルピロー
ル−1−イル)フェニル〕チタン、ビス(シクロペンタ
ジエニル)−ビス〔2,6−ジフルオロ−3−(2,5
−ジエチルピロール−1−イル)フェニル〕チタン、ビ
ス(シクロペンタジエニル)−ビス〔2,6−ジフルオ
ロ−3−(2,5−ジイソプロピルピロール−1−イ
ル)フェニル〕チタン、ビス(シクロペンタジエニル)
−ビス〔2,6−ジフルオロ−3−(2,5−ビスジメ
チルアミノピロール−1−イル)フェニル〕チタン、ビ
ス(シクロペンタジエニル)−ビス〔2,6−ジフルオ
ロ−3−(2,5−ジメチル−3−メトキシピロール−
1−イル)フェニル〕チタン、ビス(シクロペンタジエ
ニル)−ビス〔2,6−ジフルオロ−3−メトキシフェ
ニル〕チタン、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス
〔2,6−ジフルオロ−3−イソプロポキシフェニル〕
チタン、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス〔2,6
−ジフルオロ−3−n−プロポキシフェニル〕チタン等
が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わ
せて使用される。
The photoinitiator is preferably an aromatic imidazole compound or a titanocene compound. Specific compounds include 2,2 ', 4,4',
5,5'-hexaphenylbisimidazole, 2,2 '
-Bis (o-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-
Tetraphenylbisimidazole, 2,2'-bis (o
-Fluorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenylbisimidazole, 2,2'-bis (o-trifluoromethylphenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenylbisimidazole, 2,2'-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetra- (p-methoxyphenyl) bisimidazole, 2,2'-bis (o-chlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetra- (m-methoxyphenyl) bisimidazole, 2,
2'-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ', 5
5'-tetra- (3,4-dimethoxyphenyl) bisimidazole, bis (cyclopentadienyl) -bis [2,6-difluoro-3- (2- (1H-pyrrole-
1-yl) propyl) phenyl] titanium, bis (cyclopentadienyl) -bis [2,6-difluoro-3-
(2- (1H-pyrrol-1-yl) methyl) phenyl] titanium, bis (cyclopentadienyl) -bis [2,6-difluoro-3- (pyrrol-1-yl) phenyl] titanium, bis (cyclo Pentadienyl) -bis [2,6-difluoro-3- (2,5-dimethylpyrrol-1-yl) phenyl] titanium, bis (cyclopentadienyl) -bis [2,6-difluoro-3- ( 2,5
-Diethylpyrrol-1-yl) phenyl] titanium, bis (cyclopentadienyl) -bis [2,6-difluoro-3- (2,5-diisopropylpyrrol-1-yl) phenyl] titanium, bis (cyclopentane Dienyl)
-Bis [2,6-difluoro-3- (2,5-bisdimethylaminopyrrol-1-yl) phenyl] titanium, bis (cyclopentadienyl) -bis [2,6-difluoro-3- (2 5-dimethyl-3-methoxypyrrole-
1-yl) phenyl] titanium, bis (cyclopentadienyl) -bis [2,6-difluoro-3-methoxyphenyl] titanium, bis (cyclopentadienyl) -bis [2,6-difluoro-3-iso Propoxyphenyl)
Titanium, bis (cyclopentadienyl) -bis [2,6
-Difluoro-3-n-propoxyphenyl] titanium and the like. These are used alone or in combination of two or more.

【0047】組成物中の光開始剤の含有量は、ポリイミ
ド前駆体100重量部に対して、0.1〜15.0重量
部とすることが好ましく、0.3〜8.0重量部とする
ことがより好ましい。
The content of the photoinitiator in the composition is preferably 0.1 to 15.0 parts by weight, and more preferably 0.3 to 8.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyimide precursor. Is more preferable.

【0048】また、増感剤及び光開始助剤としては、芳
香族メルカプト化合物やクマリン化合物等が好ましいも
のとして挙げられる。具体的な芳香族メルカプト化合物
としては、ベンゼン又は複素環を母核とし、メルカプト
基を1つ若しくは2つ有するもの等が挙げられ、2置換
の場合には、一方のメルカプト基が、アルキル、アラル
キル又はフェニル置換されていてもよく、さらに、アル
キレン基を介在した二量体又はジスルフィドの形をとっ
た二量体であってもよい。具体的な増感剤及び光開始助
剤としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メ
ルカプトベンゾオキサゾール、ミヒラーズケトン、ベン
ゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベ
ンゾインイソプロピルエーテル、2−t−ブチルアント
ラキノン、2−エチルアントラキノン、4,4′−ビス
(P−N,N−ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、アセ
トフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、2,2
−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、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、ベンジル、ジフェニルジスルフィド、
フェナンスレンキノン、2−イソプロピルチオキサント
ン、リボフラビンテトラブチレート、N−フェニルジエ
タノールアミン、2−(o−エトキシカルボニル)オキ
シイミノ−1,3−ジフェニルプロパンジオン、1−フ
ェニル−2−(o−エトキシカルボニル)オキシイミノ
プロパン−1−オン、3,3′,4,4′−テトラ(t
−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、N−
(p−シアノフェニル)グリシン、N−(p−メチルス
ルホニルフェニル)グリシン、7−N,N−ジエチルア
ミノクマリン、3,3′−カルボニルビス(7−N,N
−ジエチルアミノ)クマリン、3,3′−カルボニルビ
ス(7−N,N−ジメトキシ)クマリン、3−チエニル
カルボニル−7−N,N−ジエチルアミノクマリン、3
−ベンゾイルクマリン、3−ベンゾイル−7−N,N−
メトキシクマリン、3−(4′−メトキシベンゾイル)
クマリン、3,3′−カルボニルビス−5,7−(ジメ
トキシ)クマリン、ベンザルアセトフェノン、4′−
N,N−ジメチルアミノベンザルアセトフェノン、4′
−アセトアミノベンザル−4−メトキシアセトフェノン
等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み
合わせて使用される。
As the sensitizer and the photoinitiating aid, aromatic mercapto compounds and coumarin compounds are preferred. Specific aromatic mercapto compounds include those having one or two mercapto groups having benzene or a heterocycle as a mother nucleus, and in the case of disubstitution, one of the mercapto groups is alkyl or aralkyl. Alternatively, it may be phenyl-substituted, and may be a dimer or disulfide in the form of an intervening alkylene group. Specific sensitizers and photoinitiating assistants include 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, Michler's ketone, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, 2-t-butylanthraquinone, 2-ethyl Anthraquinone, 4,4'-bis (PN, N-diethylamino) benzophenone, acetophenone, benzophenone, thioxanthone, 2,2
-Dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-methyl-
[4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-
1-propanone, benzyl, diphenyl disulfide,
Phenanthrenequinone, 2-isopropylthioxanthone, riboflavin tetrabutyrate, N-phenyldiethanolamine, 2- (o-ethoxycarbonyl) oxyimino-1,3-diphenylpropanedione, 1-phenyl-2- (o-ethoxycarbonyl) Oxyiminopropan-1-one, 3,3 ', 4,4'-tetra (t
-Butylperoxycarbonyl) benzophenone, N-
(P-cyanophenyl) glycine, N- (p-methylsulfonylphenyl) glycine, 7-N, N-diethylaminocoumarin, 3,3'-carbonylbis (7-N, N
-Diethylamino) coumarin, 3,3'-carbonylbis (7-N, N-dimethoxy) coumarin, 3-thienylcarbonyl-7-N, N-diethylaminocoumarin,
-Benzoylcoumarin, 3-benzoyl-7-N, N-
Methoxycoumarin, 3- (4'-methoxybenzoyl)
Coumarin, 3,3'-carbonylbis-5,7- (dimethoxy) coumarin, benzalacetophenone, 4'-
N, N-dimethylaminobenzalacetophenone, 4 '
-Acetaminobenzal-4-methoxyacetophenone and the like. These are used alone or in combination of two or more.

【0049】組成物中の増感剤又は光開始助剤の含有量
は、ポリイミド前駆体100重量部に対して、0.1〜
15.0重量部とすることが好ましく、0.1〜5.0
重量部とすることがより好ましい。
The content of the sensitizer or the photoinitiating auxiliary in the composition is 0.1 to 100 parts by weight of the polyimide precursor.
It is preferably 15.0 parts by weight, and 0.1 to 5.0 parts by weight.
It is more preferred to be parts by weight.

【0050】本発明の感光性ポリイミド前駆体組成物は
他の添加物、例えば、有機溶剤、可塑剤、接着促進剤等
の添加物を含有しても良い。
The photosensitive polyimide precursor composition of the present invention may contain other additives, for example, additives such as an organic solvent, a plasticizer, and an adhesion promoter.

【0051】有機溶剤としては、例えば、アセトン、メ
チルエチルケトン、ジエチルケトン、トルエン、クロロ
ホルム、メタノール、エタノール、1−プロパノール、
2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、
t−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、キシレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シク
ロペンタノン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N
−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリド
ン、N−アセチル−2−ピロリドン、N−ベンジル−2
−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキ
シド、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
ト、スルホラン、ヘキサメチレンホスホルトリアミド、
N−アセチル−ε−カプロラクタム、ジメチルイミダゾ
リジノン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ト
リエチレングリコールジメチルエーテル等が好適な例と
して挙げられる。これらは単独で用いても良いし、混合
系として用いることも可能である。組成物中の有機溶剤
の含有量は、特に制限はないが、ポリイミド前駆体10
0重量部に対して、100〜300重量部とすることが
好ましく、150〜200重量部とすることがより好ま
しい。本発明の組成物において、その溶解速度の調整
は、用いる感光性ポリイミド前駆体、感光剤、さらには
常圧において沸点が100℃以上の付加重合性化合物、
その他添加剤の種類と量を適宜選択することによって達
成できる。本発明において規定される溶解速度を有する
組成物とすることにより、良好なパターンを製造でき
る。
Examples of the organic solvent include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, toluene, chloroform, methanol, ethanol, 1-propanol,
2-propanol, 1-butanol, 2-butanol,
t-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, xylene, tetrahydrofuran, dioxane, cyclopentanone, N, N-dimethylacetamide, N, N
-Dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N-benzyl-2
-Pyrrolidone, γ-butyrolactone, dimethylsulfoxide, ethylene carbonate, propylene carbonate, sulfolane, hexamethylenephosphortriamide,
Preferred examples include N-acetyl-ε-caprolactam, dimethylimidazolidinone, diethylene glycol dimethyl ether, and triethylene glycol dimethyl ether. These may be used alone or as a mixed system. Although the content of the organic solvent in the composition is not particularly limited, the polyimide precursor 10
The amount is preferably 100 to 300 parts by weight, more preferably 150 to 200 parts by weight, based on 0 parts by weight. In the composition of the present invention, the dissolution rate is adjusted by using a photosensitive polyimide precursor, a photosensitizer, and an addition polymerizable compound having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure,
It can be achieved by appropriately selecting the type and amount of other additives. By using a composition having a dissolution rate defined in the present invention, a good pattern can be produced.

【0052】本発明のパターン製造方法は、本発明の感
光性ポリイミド前駆体組成物を用いて、フォトリソグラ
フィ技術により該組成物の硬化物からなるポリイミド膜
を形成するものである。
In the pattern production method of the present invention, a polyimide film comprising a cured product of the photosensitive polyimide precursor composition of the present invention is formed by photolithography using the composition.

【0053】本発明のパターン製造方法では、まず、支
持基板表面に本発明の感光性ポリイミド前駆体組成物か
らなる被膜が形成される。なお、本発明のパターン製造
方法では、被膜または加熱硬化後のポリイミド被膜と支
持基板との接着性を向上させるため、あらかじめ支持基
板表面を接着助剤で処理しておいてもよい。
In the pattern manufacturing method of the present invention, first, a film made of the photosensitive polyimide precursor composition of the present invention is formed on the surface of a supporting substrate. In the pattern manufacturing method of the present invention, the surface of the support substrate may be treated in advance with an adhesion aid in order to improve the adhesion between the film or the polyimide film after heat curing and the support substrate.

【0054】感光性ポリイミド前駆体組成物からなる被
膜は、例えば、感光性ポリイミド前駆体組成物のワニス
の膜を形成した後、これを乾燥させることにより形成さ
れる。ワニスの膜の形成は、ワニスの粘度などに応じ
て、スピンナを用いた回転塗布、浸漬、噴霧印刷、スク
リーン印刷などの手段から適宜選択された手段により行
う。なお、被膜の膜厚は、塗布条件、本組成物の固形分
濃度等によって調節できる。また、あらかじめ支持体上
に形成した被膜を支持体から剥離してポリイミド前駆体
組成物からなるシートを形成しておき、このシートを上
記支持基板の表面に貼り付けることにより、上述の被膜
を形成してもよい。
The coating made of the photosensitive polyimide precursor composition is formed, for example, by forming a varnish film of the photosensitive polyimide precursor composition and then drying it. The varnish film is formed by a method appropriately selected from means such as spin coating using a spinner, dipping, spray printing, and screen printing, depending on the viscosity of the varnish. The thickness of the film can be adjusted by the application conditions, the solid content concentration of the present composition, and the like. In addition, the film formed on the support is peeled off from the support to form a sheet made of the polyimide precursor composition, and the sheet is attached to the surface of the support substrate to form the film described above. May be.

【0055】つぎに、この被膜に、所定のパターンのフ
ォトマスクを介して光(通常は紫外線を用いる)を照射
した後、塩基性水溶液により未露光部を溶解除去して、
所望のレリーフパターンを得る。この現像工程は、通常
のフォトレジスト現像装置を用いて行ってもよい。
Next, after irradiating the film with light (usually using ultraviolet light) through a photomask having a predetermined pattern, the unexposed portion is dissolved and removed with a basic aqueous solution.
Obtain a desired relief pattern. This developing step may be performed using a normal photoresist developing device.

【0056】本発明のパターン形成方法では、良好なパ
ターンを得るために現像液として、非光照射部(未露光
部)の溶解速度が0.01〜0.5μm/secとなる
塩基性水溶液を用いる。なお、現像液は、塩基性を呈す
る水溶液であれば、一つの化合物の水溶液でもよく、2
種以上の化合物の水溶液でもよい。塩基性水溶液は、通
常、塩基性化合物を水に溶解した溶液である。塩基性化
合物の濃度は、通常0.1〜50重量/重量%とする
が、支持基板等への影響などから、0.1〜30重量/
重量%とすることが好ましい。なお、現像液は、ポリイ
ミド前駆体の溶解性を改善するため、メタノール、エタ
ノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、N−
メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド等の水溶性有機溶媒を、さらに含有していてもよい。
In the pattern forming method of the present invention, in order to obtain a good pattern, a basic aqueous solution having a dissolution rate of 0.01 to 0.5 μm / sec in a non-light-irradiated portion (unexposed portion) is used as a developing solution. Used. The developer may be an aqueous solution of one compound as long as the aqueous solution exhibits basicity.
An aqueous solution of one or more compounds may be used. The basic aqueous solution is usually a solution in which a basic compound is dissolved in water. The concentration of the basic compound is usually from 0.1 to 50% by weight, but from 0.1 to 30% by weight due to the influence on the supporting substrate and the like.
It is preferable to set the weight%. In addition, the developer is methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, N- to improve the solubility of the polyimide precursor.
A water-soluble organic solvent such as methyl-2-pyrrolidone and N, N-dimethylacetamide may be further contained.

【0057】上記塩基性化合物としては、例えば、アル
カリ金属、アルカリ土類金属またはアンモニウムイオン
の、水酸化物または炭酸塩や、アミン化合物などが挙げ
られ、具体的には、2−ジメチルアミノエタノール、3
−ジメチルアミノ−1−プロパノール、4−ジメチルア
ミノ−1−ブタノール、5−ジメチルアミノ−1−ペン
タノール、6−ジメチルアミノ−1−ヘキサノール、2
−ジメチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、3
−ジメチルアミノ−2,2−ジメチル−1−プロパノー
ル、2−ジエチルアミノエタノール、3−ジエチルアミ
ノ−1−プロパノール、2−ジイソプロピルアミノエタ
ノール、2−ジ−n−ブチルアミノエタノール、N,N
−ジベンジル−2−アミノエタノール、2−(2−ジメ
チルアミノエトキシ)エタノール、2−(2−ジエチル
アミノエトキシ)エタノール、1−ジメチルアミノ−2
−プロパノール、1−ジエチルアミノ−2−プロパノー
ル、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタ
ノールアミン、N−n−ブチルジエタノールアミン、N
−t−ブチルジエタノールアミン、N−ラウリルジエタ
ノールアミン、3−ジエチルアミノ−1,2−プロパン
ジオール、トリエタノールアミン、トリイソプロパノー
ルアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエ
タノールアミン、N−n−ブチルエタノールアミン、N
−n−ブチルエタノールアミン、N−t−ブチルエタノ
ールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノール
アミン、2−アミノエタノール、3−アミノ−1−プロ
パノール、4−アミノ−1−ブタノール、6−アミノ−
1−ヘキサノール、1−アミノ−2−プロパノール、2
−アミノ−2,2−ジメチル−1−プロパノール、1−
アミノブタノール、2−アミノ−1−ブタノール、N−
(2−アミノエチル)エタノールアミン、2−アミノ−
2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−
2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−アミノ−
1,2−プロパンジオール、2−アミノ−2−ヒドロキ
シメチル−1,3−プロパンジオール、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化テト
ラメチルアンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素
カリウム、炭酸水素アンモニウム、テトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロ
キシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テ
トライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、アミノエ
タノール、2−アミノエタノール、3−アミノプロパノ
ール、2−アミノプロパノール、メチルアミン、エチル
アミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジメチ
ルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソ
プロピルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミンなど
を用いることが好ましいが、水に可溶であり、水溶液が
塩基性を呈するものであれば、これら以外の化合物を用
いても構わない。これらの中で、水酸化テトラメチルア
ンモニウムを1〜5重量%含む水溶液、特に水酸化テト
ラメチルアンモニウム2.38重量%水溶液は多用さ
れ、良好なパターンが形成できるので好ましい。
The basic compound includes, for example, hydroxides or carbonates of alkali metals, alkaline earth metals or ammonium ions, amine compounds and the like. Specifically, 2-dimethylaminoethanol, 3
-Dimethylamino-1-propanol, 4-dimethylamino-1-butanol, 5-dimethylamino-1-pentanol, 6-dimethylamino-1-hexanol,
-Dimethylamino-2-methyl-1-propanol, 3
-Dimethylamino-2,2-dimethyl-1-propanol, 2-diethylaminoethanol, 3-diethylamino-1-propanol, 2-diisopropylaminoethanol, 2-di-n-butylaminoethanol, N, N
-Dibenzyl-2-aminoethanol, 2- (2-dimethylaminoethoxy) ethanol, 2- (2-diethylaminoethoxy) ethanol, 1-dimethylamino-2
-Propanol, 1-diethylamino-2-propanol, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, Nn-butyldiethanolamine, N
-T-butyldiethanolamine, N-lauryldiethanolamine, 3-diethylamino-1,2-propanediol, triethanolamine, triisopropanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, Nn-butylethanolamine, N
-N-butylethanolamine, Nt-butylethanolamine, diethanolamine, diisopropanolamine, 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol, 4-amino-1-butanol, 6-amino-
1-hexanol, 1-amino-2-propanol, 2
-Amino-2,2-dimethyl-1-propanol, 1-
Aminobutanol, 2-amino-1-butanol, N-
(2-aminoethyl) ethanolamine, 2-amino-
2-methyl-1,3-propanediol, 2-amino-
2-ethyl-1,3-propanediol, 3-amino-
1,2-propanediol, 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, Sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, ammonium bicarbonate, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, aminoethanol, 2-aminoethanol, 3-aminopropanol, 2- Aminopropanol, methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, Methylamine, triethylamine, tripropylamine, it is preferable to use such triisopropylamine, soluble in water, as long as the aqueous solution exhibits basicity, may be used other than these compounds. Among these, an aqueous solution containing 1 to 5% by weight of tetramethylammonium hydroxide, particularly an aqueous solution of 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide is frequently used, and is preferable because a good pattern can be formed.

【0058】現像によって形成したレリーフパターン
は、次いでリンス液により洗浄して、現像溶剤を除去す
る。リンス液には、現像液との混和性の良いメタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール、水などが好
適な例として挙げられる。
The relief pattern formed by the development is then washed with a rinsing liquid to remove the developing solvent. Preferable examples of the rinsing liquid include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and water having good miscibility with the developing liquid.

【0059】上述の処理によって得られたレリーフパタ
ーンは、本発明のポリイミド前駆体が一部イミド化した
ものである。このレリーフパターンを、150℃から4
50℃までの範囲から選ばれた温度で加熱処理すること
により、本発明のポリイミドからなるパターンが高解像
度で得られる。このパターンは、耐熱性が高く、機械特
性に優れる。
The relief pattern obtained by the above treatment is obtained by partially imidizing the polyimide precursor of the present invention. This relief pattern is changed from 150 ° C. to 4
By performing the heat treatment at a temperature selected from the range up to 50 ° C., the pattern made of the polyimide of the present invention can be obtained with high resolution. This pattern has high heat resistance and excellent mechanical properties.

【0060】[0060]

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。The present invention will be described below with reference to examples.

【0061】実施例1〜3及び比較例1〜2 (1)ポリイミド前駆体の合成 酸クロライドの合成 200mlの四つ口フラスコに、3,3′,4,4′−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)9.
42g(0.032モル)、2−ヒドロキシエチルメタ
クリレート(HEMA)8.32g(0.064モ
ル)、ピリジン5.06g(0.064モル)、t−ブ
チルカテコール0.03g、N−メチル−2−ピロリド
ン(NMP)70mlを入れ60℃で攪拌すると、2時
間で透明な溶液になった。この溶液を室温でその後7時
間攪拌した後、フラスコを氷で冷却し、塩化チオニル
9.88g(0.083モル)を10分で滴下した。そ
の後室温で1時間攪拌し、酸クロライドを含む溶液を得
た。
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 (1) Synthesis of Polyimide Precursor Synthesis of acid chloride 3,3 ', 4,4'-
Biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) 9.
42 g (0.032 mol), 8.32 g (0.064 mol) of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), 5.06 g (0.064 mol) of pyridine, 0.03 g of t-butylcatechol, N-methyl-2 When 70 ml of pyrrolidone (NMP) was added and stirred at 60 ° C., a clear solution was obtained in 2 hours. After stirring the solution at room temperature for 7 hours, the flask was cooled with ice and 9.88 g (0.083 mol) of thionyl chloride was added dropwise over 10 minutes. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to obtain a solution containing acid chloride.

【0062】ポリイミド前駆体(ポリアミド酸エステ
ル)の合成 別の200mlの四つ口フラスコに、3,5−ジアミノ
安息香酸4.72g(0.031モル)、ピリジン5.
06g(0.064モル)、t−ブチルカテコール0.
03g、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)50m
lを入れフラスコを氷で冷却し攪拌しながら(10℃以
下を保って)、上記で得た酸クロライド溶液を1時間で
ゆっくりと滴下した。その後室温で1時間攪拌し、1リ
ットルの水へ投入して、析出したポリマを濾取して水で
2度洗い、真空乾燥したところ、ポリアミド酸エステル
が22g得られた。このポリアミド酸エステルの重量平
均分子量をゲルパーミェーションクロマトグラフィー
(GPC)で測定したところ、ポリスチレン換算で44
000であった。
Synthesis of Polyimide Precursor (Polyamic Acid Ester) In a separate 200 ml four-necked flask, 4.72 g (0.031 mol) of 3,5-diaminobenzoic acid and 5.35 g of pyridine were added.
06 g (0.064 mol), t-butyl catechol 0.
03 g, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 50 m
The acid chloride solution obtained above was slowly added dropwise over 1 hour while the flask was cooled with ice and stirred (maintaining 10 ° C. or lower). Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour, poured into 1 liter of water, and the precipitated polymer was collected by filtration, washed twice with water, and dried under vacuum to obtain 22 g of a polyamic acid ester. The weight average molecular weight of this polyamic acid ester was measured by gel permeation chromatography (GPC) and found to be 44 in terms of polystyrene.
000.

【0063】(2)ポリイミド前駆体組成物の調製 得られたポリマ10gをγ−ブチロラクトン16g、シ
クロペンタノン2gに溶解し、テトラエチレングリコー
ルジアクリレート2.5g及び表1に示す感光剤を配合
した後、3μm孔のフィルタを用いて加圧濾過して、溶
液状の感光性ポリイミド前駆体組成物を得た。
(2) Preparation of Polyimide Precursor Composition 10 g of the obtained polymer was dissolved in 16 g of γ-butyrolactone and 2 g of cyclopentanone, and 2.5 g of tetraethylene glycol diacrylate and a photosensitive agent shown in Table 1 were blended. Thereafter, the solution was filtered under pressure using a filter having a pore size of 3 μm to obtain a photosensitive polyimide precursor composition in the form of a solution.

【0064】(3)膜の溶解速度の測定 上記(2)で調整した感光性ポリイミド前駆体組成物
を、シリコンウェーハ上に回転塗布し、ホットプレート
を用いて83℃で100秒、98℃で100秒加熱乾燥
して13〜14μmの膜厚の樹脂膜を得た。これを23
℃において2.38重量%水酸化テトラメチルアンモニ
ウム水溶液に30秒浸漬して現像し、その後直ちに水で
リンスして現像を止めた。残存する膜厚を測定し、現像
前の膜厚との差を現像時間で除して溶解速度を求めた。
表1に溶解速度を示した。 (4)パターンの形成 上記(2)で調製した感光性ポリイミド前駆体組成物
を、シリコンウェーハ上に回転塗布し、ホットプレート
上80℃で200秒加熱して15μm厚の塗膜を得た。
この塗膜をi線ステッパ(300mJ/cm2 )で露光
させた後、2.38重量%水酸化テトラメチルアンモニ
ウム水溶液で浸漬現像を行った。さらに水でリンスし
た。現像後のパターン形状を測定、観察し、解像度及び
パターン形状を表1に示した。
(3) Measurement of Dissolution Rate of Film The photosensitive polyimide precursor composition prepared in the above (2) is spin-coated on a silicon wafer, and heated at 83 ° C. for 100 seconds and 98 ° C. using a hot plate. The resin film having a thickness of 13 to 14 μm was obtained by heating and drying for 100 seconds. This is 23
The film was developed by immersion in a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 30 ° C. for 30 seconds, and immediately thereafter rinsed with water to stop the development. The remaining film thickness was measured, and the difference from the film thickness before development was divided by the development time to determine the dissolution rate.
Table 1 shows the dissolution rates. (4) Formation of Pattern The photosensitive polyimide precursor composition prepared in the above (2) was spin-coated on a silicon wafer and heated on a hot plate at 80 ° C. for 200 seconds to obtain a 15 μm thick coating film.
After this coating film was exposed with an i-line stepper (300 mJ / cm 2 ), immersion development was carried out with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. Further rinse with water. The pattern shape after development was measured and observed, and the resolution and pattern shape are shown in Table 1.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】実施例4〜6 実施例1〜3で得られたパターンを用いて、窒素雰囲気
下で、100℃で30分間、200℃で30分間、35
0℃で60分間加熱し、ポリイミドパターンを得た。得
られたポリイミドパターンの膜厚は10μmであり、良
好なポリイミドパターンが得られた。表1から、本発明
の感光材料は、比較例の組成に比べて感光特性に優れた
ものであることがわかる。
Examples 4 to 6 Using the patterns obtained in Examples 1 to 3, under nitrogen atmosphere, at 100 ° C. for 30 minutes, at 200 ° C. for 30 minutes, 35
Heating was performed at 0 ° C. for 60 minutes to obtain a polyimide pattern. The thickness of the obtained polyimide pattern was 10 μm, and a good polyimide pattern was obtained. From Table 1, it can be seen that the photosensitive material of the present invention has better photosensitive characteristics than the composition of the comparative example.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明の感光性ポリイミド前駆体組成物
は、水性の液により現像可能で、優れた感光特性、特に
i線での感光特性に優れ、高感度で、低露光量でも良好
な形状のパターンが得られ、現像後の残膜率も高く、硬
化膜特性にも優れるものである。一般式(1)で表わさ
れる構成単位を有する感光性ポリイミド前駆体を含有す
る組成物は、上記の効果に加え、さらに水溶液での現像
性に優れるものである。本発明のパターン製造法は、水
性の液により現像可能で、優れた感光特性、特にi線で
の感光特性に優れ、高感度で、低露光量でも良好な形状
のパターンが得られ、現像後の残膜率も高く、硬化膜特
性に優れる硬化膜が得られ、さらに製造工程の短縮が可
能であり、製造コストが削減できるものである。
The photosensitive polyimide precursor composition of the present invention can be developed with an aqueous solution, has excellent photosensitive properties, particularly excellent i-line photosensitive properties, has high sensitivity, and has good sensitivity even at low exposure doses. A shape pattern is obtained, the residual film ratio after development is high, and the cured film characteristics are excellent. The composition containing the photosensitive polyimide precursor having the structural unit represented by the general formula (1) has excellent developability in an aqueous solution in addition to the above effects. The pattern manufacturing method of the present invention can be developed with an aqueous liquid, and has excellent photosensitive characteristics, particularly excellent i-line photosensitive characteristics, high sensitivity, and a pattern having a good shape even at a low exposure dose. Has a high residual film ratio, and a cured film having excellent cured film characteristics can be obtained. Further, the production process can be shortened, and the production cost can be reduced.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 感光性基及び酸性を示す基を有する感光
性ポリイミド前駆体及び感光剤を含有する感光性ポリイ
ミド前駆体組成物であって、該組成物を塗布乾燥して形
成される膜の塩基性水溶液に対する溶解速度が0.01
〜0.5μm/secである、感光性ポリイミド前駆体
組成物。
1. A photosensitive polyimide precursor composition comprising a photosensitive polyimide precursor having a photosensitive group and an acidic group and a photosensitive agent, wherein the composition is formed by coating and drying the composition. The dissolution rate in a basic aqueous solution is 0.01
A photosensitive polyimide precursor composition having a viscosity of about 0.5 μm / sec.
【請求項2】 前記感光性ポリイミド前駆体が一般式
(1) 【化1】 (式中R1 は4価の有機基、R2 は3価又は4価の有機
基、2つのR3 は各々独立に感光性基を含む一価の有機
基、Aは酸性を示す基、nは1又は2を示す)で表わさ
れるくり返し単位を有するものである、請求項1記載の
感光性ポリイミド前駆体組成物。
2. The photosensitive polyimide precursor represented by the general formula (1): (Wherein R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a trivalent or tetravalent organic group, two R 3 are each independently a monovalent organic group containing a photosensitive group, A is an acidic group, The photosensitive polyimide precursor composition according to claim 1, wherein the photosensitive polyimide precursor composition has a repeating unit represented by the following formula:
【請求項3】 塩基性水溶液が2.38重量%水酸化テ
トラメチルアンモニウム水溶液である、請求項1又は2
記載の感光性ポリイミド前駆体組成物。
3. The method according to claim 1, wherein the basic aqueous solution is a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.
The photosensitive polyimide precursor composition as described in the above.
【請求項4】 さらに常圧において100℃以上の沸点
を有する付加重合性化合物を含有する、請求項1,2又
は3記載の感光性ポリイミド前駆体組成物。
4. The photosensitive polyimide precursor composition according to claim 1, further comprising an addition polymerizable compound having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure.
【請求項5】 請求項1,2,3又は4記載の感光性ポ
リイミド前駆体組成物を用いて被膜を形成する工程、該
被膜に所定のパターンのマスクを介して光を照射する工
程及び該光照射後の被膜を、非光照射部の溶解速度が
0.01〜0.5μm/secとなる塩基性水溶液を用
いて現像する工程を含むパターン製造方法。
5. A step of forming a film using the photosensitive polyimide precursor composition according to claim 1, 2, 3, or 4, irradiating the film with light through a mask having a predetermined pattern; A pattern manufacturing method comprising a step of developing a film after light irradiation using a basic aqueous solution having a dissolution rate of a non-light irradiated portion of 0.01 to 0.5 μm / sec.
【請求項6】 照射する光が、i線である請求項5記載
のパターン製造方法。
6. The pattern manufacturing method according to claim 5, wherein the irradiation light is an i-line.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017110982A1 (en) * 2015-12-25 2017-06-29 富士フイルム株式会社 Resin, composition, cured film, method for producing cured film and semiconductor device

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JPWO2017110982A1 (en) * 2015-12-25 2017-12-28 富士フイルム株式会社 Resin, composition, cured film, method for producing cured film, and semiconductor device
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