DE2437397A1

DE2437397A1 - Verfahren zur herstellung von reliefstrukturen

Info

Publication number: DE2437397A1
Application number: DE2437397A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Kleeberg; Roland Dr Rubner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1974-08-02
Publication date: 1976-02-19
Also published as: DE2437397B2

Description

Verfahren zur Herstellung von Reliefstrukturen Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung und weitere Ausbildung des Verfahrens nach Patent ......... (Patentanmeldung P 23 08 830.4) zur Herstellung von Reliefstrukturen aus hochwärmebeständigen Polymeren durch Auftragen strahlungsempfindlicher polymerer Vorstufen in Form einer Schicht oder Folie auf ein Substrat, Bestrahlung der strahlungsempfindlichen Schicht oder Folie durch Negativvorlagen, Herauslösen oder Abziehen der nicht bestrahlten Schicht-oder Folienteile und gegebenenfalls anschließendes Tempern der erhaltenen Reliefstrukturen unter Verwendung von Polyadditions- oder Polykondensationsprodukten polyfunktioneller carbocyclischer oder heterocyclischer, strahlungsempfindliche Reste tragender Verbindungen mit Diaminen, Diisocyanaten, Bis-säurechloriden oder Dicarbonsäuren als lösliche polymere Vorstufen, wobei * a) die strahlungsempfindliche Reste R tragenden Verbindungen zwei für Additions- oder Kondensationsreaktionen geeignete Carboxyl-, Carbonsäurechlorid-, Amino-, Isocyanat- oder Hydroxylgruppen und teilweise in ortho- oder peri-Stellung dazu esterartig an Carboxylgruppen gebundene strahlungsreaktive Gruppen der folgenden Struktur R = Oxyalkyl R1= Alkyl, Phenyl, Alkoxyphenyl, Halogenphenyl R2 = H, Cl, Alkyl, Alkoxy R3 = carbocycl. oder heterocycl.
aromat. Rest, über Ring-C gebunden enthalten, und wobei b)die mit diesen Verbindungen umzusetzenden Diamine, Diisocyanate, Bis-säurechloride oder Dicarbonsäuren mindestens ein cyclisches Strukturelement enthalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Herstellung von Reliefstrukturen aus hochwärmebeständigen Polymeren auch in Schichtstärken A 10 /um rasch eine Vernetzung bei Bestrahlung zu erreichen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man bei der Herstellung von Reliefstrukturen nach Patent .........
(Patentanseldung P 23 08 830.4) als lösliche polymere Vorstufen Polykondensationsprodukte polyfunktioneller carbocyclischer oder heterocyclischer, strahlungsempfindliche Reste tragender Verbindungen mit Diaminen verwendet, wobei a) die strahlungsempfindlichen Reste R tragenden Verbindungen zwei Carbonsäurechloridgruppen und teilweise in ortho- oder peri-Stellung dazu esterartig an Carboxylgruppen gebunden die strahlungsreaktiven Gruppen tragen und wobei b) die Diamine in ortho- oder peri-Stellung zu den Aminogruppen Amidogruppen enthalten.
Als besonders vorteilhaft haben sich strahlungsreaktive Gruppen R erwiesen, die sich von leicht verdampfbaren Alkoholen R H, wie z.B. Croton- und Allylalkohol, ableiten. Die bei der Strahlungsvernetzung nicht umgesetzten Anteile R können beim Tempern der Reliefstrukturen leicht verflüchtigt werden.
Insbesondere eignen sich Oxyallylgruppen.
Zur Steigerung der Vernetzungsgeschwindigkeit können gebräuchliche Photoinitiatoren und/oder -sensibilisatoren eingesetzt werden, vgl. Industrie Chimique Belge 24, 739-64 (1959) bzw. Light-Sensitive Systems by J. KOSAR, John Wiley & Sons Inc., New York 1965, 143-46, 160-88. Gut geeignete Sensibilisatoren und/oder Initiatoren sind z.B. Michler's Keton und/oder Benzoinäther, 2-tert. 3utyl-9.10-anthrachinon, 1 .2-Benz-9. 1O-anthrachinon, 4.4"-Bis-(diäthylamino) -benzophenon.
Außerdem können zu diesem Zweck die löslichen polymeren Vorstufen mit weiteren strahlungsempfindlichen, copolymerisationsfähigen Verbindungen kombiniert werden. Gut geeignet sind z.B. Verbindungen, die eine oder mehrere N-substituierte Maleinimidgruppen enthalten.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können kantenscharfe Reliefstrukturen auch in Schichtstärken A 10 /um hergestellt werden. Sie eignen sich vortrefflich zur Herstellung von Schutzschichten für Halbleiterbauteile, von Lötschutzlackschichten auf Mehrlagenschaltungen, von miniaturisierten Isolierschichten auf elektrisch leitenden und/oder nichtleitenden und/oder isolierenden Basismaterialien, von miniaturisierten Schichtschaltungen, von gedruckten Schaltungen mit galvanisch erzeugten Leiterbahnen, von optisch abfragbaren Bildspeichern und von qualitativ hochwertigen Druckformen.
Nachfolgend ist die praktische Durchführung der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert.
Beispiel Herstellung der löslichen Vorstufe 10,8 Gewichtsteile 4.4'-Diaminodiphenyl-3.3 ~-dicarbonsäureamid wurden in 120 Volumteilen Dimethylacetamid aufgeschlämmt und unter Eiskühlung und Rühren tropfenweise mit einer Lösung von 14,5 Gewichtsteilen Pyromellitsäure-diallylester-bissäurechlorid (siehe Beispiel 1 der Hauptpatentanmeldung P 23 08 830.4) in 25 Volumteilen Dioxan versetzt. Die Mischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur stehen gelassen, dann eine Stunde auf 6000 erhitzt. Die polymere Vorstufe wurde durch Zutropfen der Lösung zu 200 Volumteilen Wasser ausgefällt und mit Wasser und Aceton gewaschen.
Herstellung von Reliefstrukturen 5 Gewichtsteile der polymeren Vorstufe, 0,5 Gewichtsteile Maleinanil und 0,05 Gewichtsteile Michler's Keton wurden in 100 Volumteilen Dimethylformamid gelöst und auf Aluminiumfolie zu gleichmäßigen Filmen gegossen, die nach Verdampfen des Lösungsmittels 15 /um stark waren. Die Filme wurden mit einer 500 W-Quecksilber#iö#istdrucklampe im Abstand von 23 cm durch eine Kontaktkopie 150 sec bestrahlt und 45 sec in einem Gemisch Dioxan/Dimethylacetamid 4:1 entwickelt. Es wurde ein Auflösungsvermögen < 40 /um bei guter Kantenschärfe erreicht. Die erhaltenen Muster wurden 40 min bei 30000 getempert. Dabei blieben Auflösungsvermögen und Kantenschärfe unverändert, die Reliefstrukturen wiesen dann hervorragende, entsprechende Polyimidreliefstrukturen übertreffende thermische Eigenschaften auf. Das IR-Spektrum der getemperten Proben zeigte die für die Isoindolochinazolindionstruktur typischen Banden bei 1780, 1695 und 1640 cm 1.
8 Patentansprüche O Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Reliefstrukturen aus hochwärmebeständigen Polymeren durch Auftragen strahlungsempfindlicher löslicher polymerer Vorstufen in Form einer Schicht oder Folie auf ein Substrat, Bestrahlen der strahlungsempfindlichen Schicht oder Folie durch Negativvorlagen, Herauslösen oder Abziehen der nicht bestrahlten Schicht- oder Folienteile und gegebenenfalls anschließendes Tempern der erhaltenen Reliefstrukturen unter Verwendung von Polyadditions- oder Polykondensationsprodukten polyfunktioneller carbocyclischer oder heterocyclischer, strahlungsempfindliche Reste tragender Verbindungen mit Diaminen, Diisocyanaten, Bis-säurechloriden oder Dicarbonsäuren als lösliche polymere Vorstufen, wobei a) die strahlungsempfindliche Reste R tragenden Verbindungen zwei für Additions- oder Kondensationsreaktionen geeignete Carboxyl-, Carbonsäurechlorid-, Amino-, Isocyanat- oder Hydroxylgruppen und teilweise in ortho- oder peri-Stellung dazuesterartig an Carboxylgruppen gebundene strahlungsreaktive Gruppen der folgenden Struktur R = Oxyalkyl R1 Alkyl, Phenyl, Alkoxyphenyl, Halogenphenyl enthalten, und wobei b) die mit diesen Verbindungen umzusetzenden Diamine, Diisocyanate, Bis-säurechloride oder Dicarbonsäuren mindestens ein cyclisches Strukturelement enthalten, nach Patent ......... (Patentanmeldung P 23 08 830.4, dadurch gekennzeichnet, daß als lösliche polymere Vorstufen die Polykondensationsprodukte polyfunktioneller carbocyclischer oder heterocyclischer, strahlungsempfindliche Reste tragender Verbindungen mit Diaminen verwendet werden, wobei * a) die strahlungsempfindliche Reste R tragenden Verbindungen zwei Carbonsäurechloridgruppen enthalten, und teilweise in ortho- oder peri-Stellung dazu esterartig an Carboxylgruppen gebunden die strahlungsreaktiven Gruppen und wobei b) die Diamine in ortho- oder peri-Stellung zu den Aminogruppen Amidogruppen enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als polyfunktionelle carbocyclische, strahlungsempfindliche Reste tragende Verbindungen Pyromellitsäurederivate verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsreaktive Gruppe R von einem leicht verdampfbaren Alkohol R H stammt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsreaktive Gruppe R ein Oxyallylrest ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die löslichen polymeren Vorstufen zusammen mit strahlungsempfindlichen copolymerisationsfähigen Verbindungen verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lösliche polymere Vorstufen mit Oxyallylgruppen als strahlungsreaktive Gruppen R vorzugsweise zusammen mit Verbindungen, die eine oder mehrere N-substituierte Maleinimidgruppen enthalten, verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die löslichen polymeren Vorstufen oder deren Mischungen mit s trahlungsempfindli chen copolymerisationsfähigen Verbindungen zusammen mit gebräuchlichen Photoinitiatoren und/oder Photosensibilisatoren verwendet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Photoinitiatoren und/oder -sensibilisatoren 4.4'-Bis(diäthylamino)-benzophenon, Michler's Keton und/oder Benzoinäther verwendet werden.