DE2437397B2 - Verfahren zur herstellung von reliefstrukturen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von reliefstrukturen

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Roland Dr. 8551 Röttenbach; Kleeberg Wolfgang Dr.; Kühn Eberhard; 8520 Erlangen Rubner
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G03F7/0388Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable with ethylenic or acetylenic bands in the side chains of the photopolymer

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Description

—O—CH2-C=CH2
H
COR1
COR1
-RO-CO-(CH=CH)n
-RO-CO-C = CH
40
45
CH= CH- R3
CH=CH-R3
R = Oxyalkyl
R = Alkyl, Phenyl, Alkoxyphenyl. Halogen-
phenyl
R2 = H, Cl. Alkyl. Alkoxy
R3 = carbocycl. oder heterocycl. aromat. Rest.
über Ring-C gebunden
enthalten, und wobei
Diamine, Diisocyanate, Bis-säurechloride oder Dicarbonsäuren mindestens ein cyclisches Strukturelement enthalten, nach Patent 23 08 830.4, dadurch gekennzeichnet, daß als lösliche polymere Vorstufe 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 Pyromellithsäurederivate 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 oder 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* 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 strahlungsempfindlichen copolymerisationsfähigen Verbindungen zusammen mit gebräuchlichen Photoinitiatoren und/oder Photosensibilisatoren verwendet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Photoinitiatoren und/oder -sensibilisatoren 4,4' - Bis(diäthylamino) - benzophenon, Michlers Keton und/oder Benzoinäther verwendet werden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung und weitere Ausbildung des Verfahrens nach Patent 08 830 zur Herstellung von Reliefstrukturen aus hochwärmebeständigen Polymeren durch Auftragen strahlungsempfindlicher polymerer Vorstufen in Form einer Schicht oder Folie auf ein Substrat, 3e-
k) die mit diesen Verbindungen umzusetzenden siraniung der strahlungsempfindlichen Schicht oder
Folie durch Negativvorlagen, Herauslösen oder Abziehen der nicht bestrahlten Schicht- oder Folienteile und gegebenenfalls anschließendes Tempern der erhaltenen Reüefstrukturen unter Verwendung von Polyadditions- oder Polykondensationsprodukten polyfunktioneller carbocyclischer oder heterocyclische^ strahlungsempfindliche Reste tragender Verbindungen mit Diaminen, Diisocyanate^ 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 nrahlungsreaktive Gruppen der folgenden Struktur
-Q-CH2-C=CH2
.COR1
COR1
R,
R2
-RO-CO-(CH=CH)n
-RO-CO-C = CH
= 1.2)
—RO—<f O V-CH = CH-R3
—Ο-< O
CH = CH-R3
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 Reüefstrukturen aus hochwärmebeständigen Polymeren auch in/Schichtstärken >10μΐη rasch eine Vernetzung bei Bestrahlung zu erreichen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man bei der Herstellung von Reüefstrukturen nach Patent 23 08 830 als lösliche polymere Vorstufen Polykondensationsprodukte polyfunktioneller carbocyclischer oder heterocyclischer, strahlungsempfindliche Reste tragender Verbindungen mit Diaminen verwendet, wobei
a) die strahlungsempfindliche Reste R* tragenden Verbindungen zwei Carbonsäurechloridgruppen
und teilweise in ortho- oder peri-Stellung dazu esterartig an Carboxylgruppen gebunden die strahlungsreaktiven Grupptn 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 Oxyalrylgruppen.
Zur Steigerung der Vernetzungsgeschwindigkeit können gebräuchliche Photoinitiatoren und/oder -sensibilisatoren eingesetzt werden, vgl. Industrie Chimique Beige 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 Michlers Keton und/oder Benzoinäther, 2-tert.Bu*yl-9,10-anthrachincn, '^-Benz^lO-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 > 10 μΐη 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 Pyromellithsäure-diallylester-bissäurechlorid (s. Beispiel 1 der Hauptpatentanmeldung P 23 08 830.4) in 25 Volumteilen Dioxan versetzt Die Mischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen, dann eine Stunde auf 60° C erhitzt. Die polymere Vorstute wurde durch Zutropfen der Lösung zu 200 Volumteilen Wasser ausgefällt und mit Wasser und Aceton gewaschen.
Herstellung von Reüefstrukturen
5 Gewichtsteile der polymeren Vorstufe, 0,5 Gewichtsteile Maleinanil und 0,05 Gewichtsteile Michlers Keton wurden in 100 Volumteilen Dimethylform-
amid gelöst und auf Aluminiumfulie zu gleichmäßigen Filmen gegossen, die nach Verdampfen des Lösungsmittels 15 μΐη stark waren. Die Filme wurden mit einer SOO-W-Quecksilberhöchstrfmcklampe im Abitand von 23 cm durch eine Kontaktkopie 150 sec bestrahlt und 45 see in einem Gemisch Dioxan/Dimethylacetamid 4:1 entwickelt. Es wurde ein Auflösungsvermögen <40μΐη bei guter Kantenschärfe erreicht. Die erhaltenen Muster wurden 40 min bei 300° C getempert. Dabei blieben Aaflösungsvermögeii und Kantenschärfe unverändert, die Reliefstrukturen wiesen dann hervorragende, entsprechende PoIyimidreliefstrukturen übertreffende thermische Eigenschaften auf. Das IR-Spektrum der getemperten Proben zeigte die für die Isoindolocbinazolindionstruktur typischen Banden bei 1780, 1695 und 1640cm"1.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Reliefstrukturen aus hochwännebeständigen 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 Re-Hefstrukturen unter Verwendung von Polyadditions- oder Polykondensationsprodukten polyfunktioneller carbocycüscher oder heterocyclischer, strahlungsempfindliche Reste tragender Verbindüngen mit Diaminen, Diisocyanate^ 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 periStellung dazu esterartig an Carboxylgruppen gebundene strahlungsreaktive Gruppen der folgenden Struktur
DE19742437397 1974-08-02 1974-08-02 Verfahren zur herstellung von reliefstrukturen Granted DE2437397B2 (de)

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DE4218718A1 (de) * 1992-06-06 1993-12-09 Basf Lacke & Farben Verfahren zur Herstellung strukturierter Schichten wärmebeständiger Polykondensate

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DE2437397A1 (de) 1976-02-19

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C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977