Состав для фоторезиста

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О и }(ф.ф„рте

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«»732?86

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 070378 (21) 2587435/23-04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 050580. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 050580 (51)М. Кд.

G 03 С 1/68

Государственный комитет

СССР

fIO H306pCTCKHA и открытий (53) УДК 771.5 (088. 8) И.A. Шефер, P .È. Езриелев, И.С. Кочеткова, Е. H. Ростовский и И.A.Àðáóýîâà (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт высокомолекулярных соединений AH СССР (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ ФОТОРЕЗИСТА сн;с а

С к

0(.H СН -О- - = а

Изобретение относится к составам для фоторезиста и может быть использовано в микроэлектронике, полиграфии и других областях техники.

Известен состав для фоторезиста, включающий коричный эфир поливинилового спирта (ПВС) и фотосенсибилизатор, например кетон Михлера, и-нитроанилин и д.т. (1).

Недостатками указанного состава для фоторезиста является низкая температура размягчения (107 С), ухудшение свойств фоторезиста вследствие термоокислительной деструкции 15 при нагревании выше 100 С, в то о время как процессы изготовления фоторезистов и их. последующего использования включают нагревание до 100-120"С. В этих условиях фото- 20 резист подвергается термической и термоокислительной деструкции, вследствие чего ухудшаются качество печат. ных плат электронной аппаратуры, а также полиграфических печатных 25 форм..Введением в состав для фотореэиста интиоксидантов можно увеличить устойчивость z охи ".е"нию но при этом сохраняется нестойкость к термической деструкции и обычно сни- 30 жается фоточувствительность состава, температура размягчения фоторезис та и усложняется технология его изготовления.

Цель изобретения — повышение термической и термоокислительной стабильности и температуры размягчения фоторезиста.

Поставленная цель достигается тем, что состав для фоторезиста, включающий полимерный коричный эфир и фотосенсибилизатор, в качестве полимерного коричного эфира содержит коричный эфир поли- В -оксиэтилметакрилата общей формулы где n =- 3000-4000 при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

732?86

Пример 1„14,3 г (0,11 моля) поли- р -оксизтилметакрилата с характеристической вязкостью 2,4 растворяют в 365 мл диметилацетамида, добав-(5 ляют по каплям в течение 0,5 ч с перемешиванием 16,7 r (0,1 моля) хлорангидрида коричной кислоты. Реак,ционную смесь перемешивают в течение

1,5 ч при 30 С и фильтруют.

2О

Коричный эфир высаживают в 2 л

5%-ного водного раствора бикарбоната натрия, промывают водой и сушат.

Выход 24, 5 r . Полимер идентифицирован методом ИК-спектроскопии. Содержание коричных эфирных групп в нем, определенное по данным элементарного анализа и методом УФ-спектроскопии при 280 нм в растворе хлороформа, составляет 96%. Ларактеристическая вязкость Образца в диоксане 3О равна 2,1 дл/г, что соответствует степени полимериэации (СП) 4000.

Еоричный эфир поли- 8 -оксизтилметакрилата с СП 4000 растворим в ацетоне, диоксане, хлороформе, 35 нерастворим в воде, серном эфире, петролейном эфире.

П р и и е р 2. 15 г (0,12 моля) поли- В -Оксиэтилметакрилата с характеристической вязкостью 1 8 растворяют в 300 мл диметилацетамида

Результаты испытаний сведены в табл. 1. В табл. 2 приведены результаты изменений, происходящих при

4О прогреве пленок до 200ОС в течение

24 ч.

Таблица 1

Полимер„ полученный в примере 1

0,70 0 65 0,43

Полимер, полученный в примере 2

0,72 0,67 0,46

0,80 0,72 0,53

Коричный эфир ПВС

Полимер, полученный

s примере 1

90 0,02

Сенсибилизатор (п-нитроанилин) 10

Коричный эфир поли-оксиэтилметакрилата 90-95

Фотосенсибилизатор 5-10

Предложенный состав позволяет изготовить фоторезисты с высокой термической и термоокислительной стабильностью и температурой размягчения, что способствует улучшению качества печатных схем в микроэлектронике и печатных форм в полиграфии. и зтерифицируют 18,5 r. (0,11 моля) хлорангидрида коричной кислоты при

25 С. Дальнейшую обработку и выделение полимера производят в усповия1 примера 1.

Выход — 25,2 г полимера, содержащего 98% коричных эфирных групп и имеющего характеристическую вязкость 1,6 дл/г, что соответствует

СП 3000.

Для сравнения по фоточувствительности, температуре размягчения и теплостойкости предложенного состава и известного готовят в идентичных условиях.из раствора в хлороформе пленки фотореэистов, состоящие из соответствующих полимеров без добавки или с добавкой различных количеств фотосенсибилизаторов.

Пленки, высушенные до постоянного веса, облучают лампой ПРК-2.

Через определенные промежутки времени облучения определяют УФ-спектроскопически оптическую плотность в области 280 нм (П щ,), пропорциональt ную концентрации непрореагировавших коричных групп, и относят найденную величину к оптической плотнОсти у пленОк ДО Облучения (П280) о

Кроме того, в пленках, подвергнутых облучению 1 ч, было определено весовое количество растворимой фракции путем экстракции хлорофорМОМ.

732 786.Продолжение табл.

Полимер, полученный в примере 2

95 0,01

Коричный эфир ПВС (прототип) 90

Сенсибилиэатор (и-нитроанилин) 10 0,05

Коричный эфир ПВС (прототип) 95 0,5

5 0,03

Таблица 2

Полимер, полученный в примере 1

Без изменений

128

10, 0,02 и-Нитроанялин

Полимер, полученный в примере 2

127

5 0,01

То же

Сильно потемнел

Кетон Михлера

Коричный эфир ПВС и-Нитроанилин

10 9,82

104

106

95 9,80

То же

Коричный эфир ПВС

Кетон Михлера

Сенсибилиэатор (кетон

Михлера) 5

Сенсибилизатор (кетон

Михлера) Таким образом видно, что предложенный состав обладает более высокой светочувствительностью, чем известный.

Для испытания термической стабиль ности пленки фоторезистов прогре- Щ вают на воздухе в течение суток при 200оС. Изменения в пленках характеризуют ИК-спектроскопическим, калориметрическим и гравиметрическим методами Для определения темпе- ф5 ратур размягчения получают термомеханические кривые каждого иэ составов.

В ИК"спектрах пленок из известного коричного эфира ПВС после прогрева полоса поглощения в области 17001750 см,соответствующая накоплению различных карбонилсодержащих структур заметно уширяется и становится бапее интенсивной; появляется широкая полоса в области 1250 см, которая

Формула изобретения

Составитель А.Круглов

Техред Ж Кастелевич

Редактор Т,Портная

Корректор Г.Решетник

Тираж 526 Подписное

ЦПИИПИ Государственного комитета СССР

По делам изобретений и открытий

113035, Иосква, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1551/9

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 свидетельствует об образовании С-Освязей.

ИК-спектры пленок иэ предложенных

Составов после прогрева не изменяются, что свндетельствует об их термостабильности.

Предложенный состав при температуре до 200 С термостабилен„ устойчив к термоокислительной деструкции и имеет более высокую температуру размягчения.

Он может найти широкое применение в качестве фоторезиста, характеризующегося более высокой фоточувствительностью, термостабильностью и устойчивостью к термоокислительной деструкции по сравнению со стандартными 15 составами, включающими коричный эфир

ПВС. Его использование позволит повысить качество печатных плат в микроэлектронике и печатных форм для полиграфии, даст возможность создания более миниатюрных и сложных печатных электрических контуров,а также воэможность фотогравировки и точного химического измельчения горячими реагентами.

Способ получения коричного эфира поли- р -оксиэтилметакрилата достаточно прост и технологичен, так как он непроцолжителен и не требует высоких температур проведения процесса. ЗО

Состав для фотореэиста, включающий полимерный коричный эфир и фотосенсибилизатор, о т л н ч à to ra и йс я тем, что, с целью повышения термической и термоокислительной стабильности и температуры размягчения фотореэиста, состав в качестве полимерного коричного эфира содержит коричный эфир поЛи-. p -оксиэтилметакрилата общей, формулы где n = 3000-4000 при,следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Коричный эфир полиР -оксиэтилметакрила90-95

Фотосенсибилизатор 5-10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9690966,кл.96-115, опублик. 1964 (прототип) .