DE4038895C2 - Licht- und strahlungsempfindliche Gemische - Google Patents

Licht- und strahlungsempfindliche Gemische

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    • C08F290/08Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated side groups
    • C08F290/14Polymers provided for in subclass C08G
    • C08F290/144Polymers containing more than one epoxy group per molecule

Description

Der erfindungsgemäßen Anmeldung liegt die Herstellung von licht- und strahlungsempfindlichen polymeren Materialien zugrunde, die sowohl mit UV-Strahlung des mittleren UV-Bereiches (λ ≧ 250 nm) als auch mit Rönt­ genstrahlung (λ ≈ 0.154 nm) vernetzbar sind und dabei unlösliche polymere Netzwerke ausbilden, die sich durch hohe Thermostabilität und geringe Schrumpfung auszeichnen und die Verwendung dieser strahlungsempfindli­ chen Polymersysteme in photolithographischen Verfahren, so beispielsweise bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen, aber auch zur Herstellung von Mikrochips. Die erfindungsgemäßen Polymere bestehen aus einem poly­ meren Rückgrat, das funktionelle Gruppen, wie z. B. -OH, -SH, -NH2, -NHR-Gruppen enthält, wie z. B. Polyvinylalkohol, Novolake, Polyurethane oder Araldite, die mit Arylacrylsäurehalogeniden, wie beispielsweise Furylac­ rylsäure- und Thienylacrylsäurechlorid chemisch verbunden werden können.
Es ist in Fachkreisen wohlbekannt, bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen, Mehrlagenverdrahtungen und Herstellung von Mikrochips, verschiedene lichtempfindliche polymere Materialien, wie z. B. Polyvinylcinna­ mate, Polyvinylidencinnamate und Derivate dieser Verbindungen (US Patente 2.610.120, 2.716.097, 2.716.102, 2.725.372) die negativ abbildende Polymere, darstellen oder Naphthodiazochinonester mit Novolaken, die positiv abbild­ ende Polymere zu verwenden. Diese Materialien werden auf Trägermateria­ lien, z. B. Glas, Metall oder auch Siliziumeinkristalle mit bekannten Techni­ ken, wie Rollen, Sprayen oder Aufziehen, aufgebracht und sodann belichtet, wobei die belichteten Materialien entweder in manchen Lösungsmitteln un­ löslich oder aber auch löslich werden.
Wird das belichtete Photopolymere entwickelt, so entstehen auf dem Trä­ germaterial ungeschützte, das heißt nicht vom Photopolymeren bedeckte Stellen, die durch bekannte Verfahren geätzt werden können und auf diese Weise eine Reliefstruktur auf dem Trägermaterial erzeugen. Für photomecha­ nische Reproduktionsprozesse kann das Trägermaterial, gewöhnlich nach der Entfernung des photoempfindliche Polymeren, mit farbigen Verbindungen be­ handelt werden und so als Druckplatte dienen. Bei der Herstellung von ge­ druckten Schaltungen oder von Mikrochips kann die ungeschützte Oberfläche des Trägermaterials geätzt werden und dann durch Aufbringen von Metallen, oder Halbmetallen nach bekannten Verfahren leitend oder halbleitend ge­ macht werden, wodurch Leiterbahnen oder Halbleiterbahnen erzeugt werden können.
Bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen und bei der Mikrochip­ fabrikation können positiv abbildende Photopolymere auf der Basis von Naphtodiazochinonestern mit Novolaken eingesetzt werden. Ein besonderer Nachteil dieser Systeme ist ihre bekannte Zersetzung auf Metalloberflächen. Um dies zu umgehen, müssen häufig auf den Träger schützende Zwischen­ schichten aufgebracht werden. Gelingt dies nicht mit hinreichender Präzision, so kann dies Defekte bei der herzustellenden Leiterplatte bedingen.
Um die Nachteile von positiv abbildenden Photopolymeren zu umgehen, werden negativ abbildende Photopolymere auf der Basis von Polyvinylcinna­ maten (US Pat. 2,610,120) bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen und Mikrochips in großem Maß in der Technik eingesetzt. Moderne, automa­ tisierte Ätzprozesse werden bei erhöhter Temperatur durchgeführt, so daß die geringe Thermostabilität dieser Verbindungen sich nachteilig auswirken kann. Ein häufig auftretendes Problem dieser Verbindungen ist ferner ihre bekannte Quellung in organischen Lösungsmitteln während des Entwick­ lungsprozesses, die zu Haftungsproblemen und zu ungenügender Strukturauf­ lösung führen kann.
Zur Vermeidung solcher Nachteile wurde von Sorkin (US Patent 3,387,976 ) ein Polykondensat aus Epichlorhydrin und Bisphenol-A, einem sogenannten Araldit, mit Zimtsäurechlorid verestert und ein Photopolymer erhalten, das für Ätzprozesse eingesetzt werden kann. Jedoch weist dieses Photopoly­ mere insbesondere wegen des geringen Vernetzungsgrades des belichteten Produkts, sowie des notwendigen Zusatzes von Photosensibilisatoren um eine Photovernetzung des Photopolymeren überhaupt zu erreichen, ungenügende thermische und mechanische Stabilität auf.
Aus DE 21 42 242 sind lichtempfindliche Beschichtungsmittel bekannt, die aus Estern von Polyvinylalkohol und Cumarsäure, Polyvinylalkohol und Fu­ rancarbonsäure bestehen. Weiter ist ein Mischester aus Polyvinylalkohol, Furancarbonsäure und Furanacrylsäure beschrieben, wobei jedoch nur maxi­ mal 10% der OH-Gruppen des Polyvinylalkohols mit Furanacrylsäure verestert sein darf, da sonst Löslichkeitsprobleme auftreten. Diese Verbindungen sind mit Licht des langwelligen UV-Bereiches unter Zusatz von Sensibilisatoren sowie Inhibitoren polymerisierbar.
Die hohe sterische Hinderung bei der (2 + 2)-Cycloaddition von cyclischen Verbindungen, wie sie Cumarsäure und Furancarbonsäure darstellen, bedingt jedoch einen niedrigen Vernetzungsgrad. Der Zusatz von niedermolekularen Stoffen zum Zweck der Photosensibilisierung oder Inhibierung wirkt sich zudem negativ auf die thermische und mechanische Stabilität der Polymere aus.
In DE-AS 12 83 673 wurden photopolymerisierbare Beschichtungen angege­ ben, die aus einem Ester einer arylsubstituierten Butadiencarbonsäure bzw. arylsubstituierten Hexatriencarbonsäure und beispielsweise einem Cellulose­ derivat bestehen, und die, unter Zusatz von Sensibilisatoren und Antioxidan­ tien mit sichtbarem Licht und Licht des langwelligen UV-Bereichs polymeri­ siert werden können.
Die lichtinduzierte Polymerisation dieser konjugierten Systeme ist indessen unspezifisch, sie nimmt mit wachsender Länge des konjugierten Systems zu und führt sowohl zu intramolekularer, wie auch zu intermolekularer Reakti­ on, was sich nachteilig auf die Quantenausbeute, sowie auf die thermische und mechanische Stabilität der Polymere auswirkt.
In dem europäischen Patent EP 0 167 051 wurden Polymere auf Basis eines Polykondensates von tetrahydroxymethyliertem Bisphenol-A und Epichlorhy­ drin, dessen OH-Gruppen mit Zimtsäurechlorid oder Furylacrylsäurechlorid verestert sind, beschrieben, die durch Zusatz von Sensibilisatoren mit lang­ welligem UV-Licht vernetzt werden können.
In DE 37 04 149 sind photoempfindliche Harze, bestehend aus einem Poly­ kondensat von tetrahydroxymethyliertem Bisphenol-A und Epichlorhydrin, dessen Hydroxylgruppen mit Zimtsäure oder Furylacrylsäure verestert sind, beschrieben, die unter Zusatz von Sensibilisatoren mit langwelligem UV- Licht vernetzt werden können.
In den beiden letztgenannten Fällen wird die angestrebte hohe Temperatur­ stabilität durch die Präsenz von bis fünf photoreaktiven Gruppen pro Wie­ derholungseinheit insbesondere wegen des, zur Photoreaktion notwendigen Photosensibilisators, nur bedingt erreicht. Weiterhin wird durch die hohe Anzahl von photoreaktiven Gruppen pro Wiederholungseinheit die Wahr­ scheinlichkeit zur intramolekularen Reaktion, die nicht zur Vergrößerung des Molekulargewichtes beiträgt, erhöht und die Quantenausbeute für die inter­ molekulare Vernetzung, die zur Netzwerkbildung führt, erniedrigt. Der not­ wendige Zusatz von Photosensibilisatoren wirkt sich zudem negativ auf die mechanischen Eigenschaften dieser Materialien aus.
Es ist in Fachkreisen bekannt, daß die maximale Auflösung, die mit einem photosensiblen Polymeren erreicht werden kann, etwa der doppelten Wel­ lenlänge des zur Photoreaktion benötigten eingestrahlten Lichtes beträgt. Alle angeführten photoempfindliche Polymersysteme sind bezüglich ihres Auflösungsvermögens beschränkt, da für ihre Photoreaktion Licht des lang­ welligen UV-Bereiches (λ ≈ 380 - 430 nm) benötigt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, licht- und strahlungsempfindliche Po­ lymersysteme zur Verfügung zu stellen, die die obengenannten Nachteile nicht aufweisen und im besonderen
  • a.) die Herstellung von gedruckten Schaltungen gegenüber bisher bekannten Verfahren wesentlich vereinfacht,
  • b.) die Herstellung maßgetreuer Strukturen erlaubt und deshalb auch für den Einsatz bei der Herstellung integrierter Halbleiterschaltungen in VLSI-Tech­ nik geeignet ist,
  • c.) durch den Einsatz von energiereicher Strahlung die Auflösung bei der Herstellung von Mikrostrukturen zu vergrößern, sowie die Belichtungszeiten bei der Strukturerzeugung zu verkürzen, und
  • d.) die Möglichkeit zu schaffen, durch hohe Thermostabilität und geringe Schrumpfung eine exakte Strukturübertragung, selbst bei höheren Tempera­ turen, zu gewährleisten, um so kürzere Herstellungszeit von integrierten Halbleiterschaltungen und gedruckten Schaltungen zu erreichen.
Diese Aufgabe konnte überraschenderweise durch die erfindungsgemäßen licht- und strahlungsempfindlichen Polymersysteme gelöst werden.
Die erfindungsgemäßen photoempfindlichen Polymere bestehen aus einem polymeren Rückgrat, das funktionelle Gruppen, wie -OH, -SH, -NH2, -NHR-Gruppen trägt, beispielsweise Polyvinylalkohol (Abb.1,A), Novo­ laken (Abb1,B), sowie Polykondensaten von Epichlorhydrin und Bisphenol- A (Abb.1,C) und einer, oder mehreren lichtempfindlichen Arylacrylsäuren, wie sie in Tabelle 1 aufgeführt sind, die an das polymere Rückgrat chemisch gebunden sind.
Wir haben gefunden, daß die erfindungsgemäßen strahlungsempfindlichen Polymeren nach ihrer Bestrahlung eine erhebliche thermische und mechani­ sche Stabilität aufweisen. Die erfindungsgemäßen strahlungsempfindlichen Polymere zeichnen sich ferner insbesondere dadurch aus, daß sie sowohl mit licht des mittleren UV-Bereiches (λ = 250 - 280 nm) als auch mit Röntgen­ strahlung (λ = 0.154 nm) unter Ausbildung polymerer Netzwerke reagieren, ohne daß der Zusatz von Photosensibilisatoren notwendig ist, woraus eine beträchtliche Verbesserung der Auflösung bei der Herstellung von Mikro­ strukturen im Vergleich zu den herkömmlichen negativ abbildenden photo­ sensiblen Polymeren resultiert.
Abb. 1: Strukturen der erfindungsgemäßen photosensiblen Polymersy­ steme; P = photosensibler Arylacrylsäurerest wie in Tabelle 1 aufgeführt; n = 1, 2, 3 ...
Tabelle 1: Strukturen der erfindungsgemäßen Arylacrylsäuren 3-(Furan-2-yl)acrylsäure
3-(Furan-3-yl)acrylsäure
3-(Thiopen-2-yl)acrylsäure
3-(Thiopen-3-yl)acrylsäure
3-(Selenophen-2-yl)acrylsäure
3-(Naphtalin-1-yl)acrylsäure
3-(Naphtalin-2-yl)acrylsäure
3-(Benzo[b]furan-2-yl)acrylsäure
3-(Benzo[b]thiopen-2-yl)acrylsäure
3-(Ferrocenyl)acrylsäure
Die Wasserstoffatome der angeführten Arylacrylsäuren können bei den ein­ kernigen Heteroaromaten (I - V) mit bis zu 3 Substituenten R ersetzt sein, die Wasserstoffatome der zweikernigen aromatischen und heteroaromatischen Arylacrylsäuren (VI - X) mit bis zu 7 Substituenten R und R' ersetzt sein. R und R' bedeuten dabei die Halogen-, Pseudohalogen-, Acetyl-, Alkyl-, Al­ koxy-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aryloxy-, Arylalkyl-, Alkyla­ ryl-, Arylalkoxy-, Alkylaryloxy-, Hydroxyl- und Sulfonsäuregruppe, wobei die Substituenten von gleicher oder verschiedener Art sein können.
Die erfindungsgemäßen licht-und strahlungsempfindlichen Polymersysteme können in einfacher Weise durch Reaktion der Säurehalogenide der Verbin­ dungen I-X mit dem Basispolymeren in einem inerten Solvens, wie bei­ spielsweise Toluol, Chlorbenzol, Tetrahydrofuran etc. unter Zusatz von aro­ matischen oder aliphatischen Aminen, wie beispielsweise Pyridin oder Trie­ thylamin, dargestellt werden. Die Molmasse des Polymeren kann dabei 3.000 -100.000 g/mol betragen. Der Substitutionsgrad des Polymeren mit der je­ weiligen photosensiblen Gruppe kann 37 mol-% bis 100 mol-% betragen.
Die Wahl von Basispolymeren unterschiedlichen Molekulargewichts kann von Vorteil sein, wenn bestimmte Anforderungen an beispielsweise die Löslich­ keit in manchen Lösungsmitteln gestellt werden.
Durch geeignete Auswahl und Kombination verschiedener Arylacrylsäuren mit einem, oder mehreren, z. B. in ihrer Molekulargewichtsverteilung unter­ schiedlichen, Basispolymeren, ist eine günstige Beeinflußung auf gewünschte Eigenschaften, wie beispielsweise die Thermostabilität oder die Ätzresistenz möglich.
Ebenso kann es in Hinblick auf die Verarbeitbarkeit der strahlungsempfindli­ chen Polymeren vorteilhaft sein, Acrylsäure und/oder deren Derivate, wie auch Methacrylsäure und/oder deren Derivate neben den angeführten Arylac­ rylsäuren an das Basispolymere chemisch zu binden.
Wenn eine bestimmte Glastemperatur des strahlungsempfindlichen Polymeren gewünscht wird, so kann es vorteilhaft sein, Zimtsäure und/oder deren Deri­ vate in Kombination mit den aufgeführten Arylacrylsäuren an das Basispoly­ mere chemisch zu binden.
Bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen und Mikrochips ist die thermische Belastbarkeit der photoempfindlichen Polymeren von entschei­ dender Bedeutung für die Güte der Strukturübertragung beim Ätzvorgang. Die erfindungsgemäßen licht- und strahlungsempfindlichen Polymersysteme zeichnen sich durch hohe Thermostabilität und geringe Schrumpfung bei thermischer Belastung aus. Die Schrumpfung der erfindungsgemäßen licht- und strahlunsempfindlichen Polymersysteme bei thermischer Belastung kann über ihre Gewichtsabnahme beim Erhitzen thermogravimetrisch bestimmt werden. Bei dieser Methode wird eine geringe Menge der zu untersuchenden Substanz in einen Tiegel eingewogen, der in einer speziell konstruierten Waage erhitzt werden kann. Der Gewichtsverlust kann in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt werden werden. Die in Tabelle 2 aufgeführten Beispiele zeigen, daß die erfindungsgemäßen photoempfindlichen Polymer­ systeme selbst bei einer Temperatur von 350°C keinerlei Gewichtsverlust auf­ weisen. Die Experimente wurden in einer Thermowaage mit einer Heizrate von 10°C/min durchgeführt; als Trägergas diente getrockneter Stickstoff. Die Ein­ waagen betrugen 10-15 mg.
Tabelle 2: Thermogravimetrische Untersuchungen der photoempfindlichen Polymeren nach Beispiel 1 (Polymerrückgrat = Polykondensat aus Epichlo­ rhydrin und Bisphenol-A, Mw = 8000 g/mol)
Unter der Glastemperatur eines Polymeren versteht man diejenige Tempe­ ratur, bei der das Polymer von einem festen amorphen Zustand in einen flüssigen amorphen Zustand übergeht, d. h. das Polymer zeigt ab der Glas­ temperatur einen Fluß. Dieser Phasenübergang ist korreliert mit einer Änderung der Wärmekapazität, die mittels Wärmeflußkalorimetrie (DSC) bestimmt werden kann. Dabei ist es möglich, sowohl die Glastemperatur, als auch die Differenz der Wärmekapazitäten der beiden Phasen anzugeben.
Beim Ätzen eines Mikrochips ist es von besonderer Bedeutung, den Prozeß unterhalb der Glastemperatur des verwendeten photoempfindlichen Polyme­ ren durchzuführen, da sonst, bedingt durch den Fluß des Polymeren, die exakte Strukturübertragung nicht mehr gewährleistet ist. Photoempfindliche Polymere die hohe Glastemperaturen aufweisen sind daher insbesondere bei der Produktion von Mikrochips notwendig, da hier die Strukturübertragung durch den Ätzvorgang bei höheren Temperaturen stattfindet. Die Glastempe­ raturen wurden bestimmt, indem ca. 5-10 mg der zu untersuchenden Ver­ bindung in ein Aluminiumpfännchen eingewogen und mit einer Heizrate von 20 K/min bis zu einer Endtemperatur von 250°C aufgeheizt wurden.
Tabelle 3: Glastemperaturen der photoempfindlichen Polymeren nach Beispiel 1 (Polymerrückgrat = Polykondensat aus Epichlorhydrin und Bisphenol-A, Mw = 8000 g/mol
Herstellung der photoempfindlichen Polymersysteme Beispiel 1
In einer trockenen Argonatmosphäre supendiert man 10 g (1.66 mmol) ge­ reinigtes Aralditharz in ca. 250 ml absolutem Toluol und gibt bei Raumtem­ peratur unter heftigem Rühren 44 mmol Arylacrylsäurechlorid in ca. 50 ml absolutem Toluol zu. Zu der Reaktionsmischung tropft man eine Lösung von 44 mmol Pyridin und 4.4 mmol 4-Dimethylaminopyridin in ca. 100 ml absolu­ tem Toluol. Nach beendeter Zugabe wird die Reaktionsmischung eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt, über Nacht auf ca. 50°C erwärmt, auf Raum­ temperatur abkühlen lassen und filtriert. Es wird je zweimal in Methanol und in n-Hexan umgefällt. Man trocknet im Ölpumpenvakuum.
Beispiel 2
In einer trockenen Argonatmosphäre supendiert man 10 g (1.66 mmol) ge­ reinigtes Aralditharz in ca. 250 ml absolutem Toluol und gibt bei Raumtem­ peratur unter heftigem Rühren eine Mischung von 22 mmol Arylacrylsäu­ rechlorid und 22 mmol Acrylsäurechlorid in ca. 50 ml absolutem Toluol zu. Zu der Reaktionsmischung tropft man eine Lösung von 44 mmol Pyridin und 4.4 mmol 4-Dimethylaminopyridin in ca 100 ml absolutem Toluol. Nach beendeter Zugabe wird die Reaktionsmischung eine Stunde bei Raumtempera­ tur gerührt, über Nacht auf ca. 50°C erwärmt, auf Raumtemperatur abkühlen lassen und filtriert. Es wird je zweimal in Methanol und in n-Hexan umge­ fällt. Man trocknet im Ölpumpenvakuum.
Beispiel 3
In einer trockenen Argonatmosphäre supendiert man 10 g (1.66 mmol) ge­ reinigtes Aralditharz in ca. 500 ml absolutem Toluol und gibt bei Raumtem­ peratur unter heftigem Rühren 30 mmol des ersten Arylacrylsäuechlorid in ca. 50 ml absolutem Toluol zu. Zu der Reaktionsmischung tropft man die, für die Umsetzung benötigte Menge einer 10%igen Lösung von 4-Dimethyl­ aminopyridin in Pyridin und rührt 2 Stunden. Danach gibt man 14 mmol des zweiten Arylacrylsäurehalogenids in ca. 100 ml absolutem Toluol unter heftigem Rühren, sowie die für die weitere Umsetzung benötigte Menge einer 10%igen Lösung von 4-Dimethylaminopyridin in Pyridin bei Raumtempe­ ratur zu. Nach beendeter Zugabe wird die Reaktionsmischung noch ca. eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt, über Nacht auf ca. 50°C erwärmt, auf Raumtemperatur abkühlen lassen und filtriert. Es wird je zweimal in Metha­ nol und in n-Hexan umgefällt. Man trocknet im Ölpumpenvakuum.
Beispiel 4
In einer trockenen Argonatmosphäre supendiert man 4.24 g (034 mmol gereinigten Novolak in ca. 250 ml absolutem Toluol und gibt bei Raumtem­ peratur unter heftigem Rühren 48.9 mmol Arylacrylsäurechlorid in ca. 50 ml absolutem Toluol zu. Zu der Reaktionsmischung tropft man eine Lösung von Pyridin und 4-Dimethylaminopyridin in ca 100 ml absolutem Toluol. Nach beendeter Zugabe wird die Reaktionsmischung eine Stunde bei Raumtempera­ tur gerührt, über Nacht auf ca. 50°C erwärmt, auf Raumtemperatur abkühlen lassen und filtriert. Es wird je zweimal in Methanol und in n-Hexan umge­ fällt. Man trocknet im Ölpumpenvakuum.
Durch die erfindungsgemäßen photoempfindlichen Polymeresysteme werden folgende Vorteile gegenüber bekannten photoempfindlichen Polymersystemen erzielt:
  • 1. Da die Arylacrylsäuren bei Bestrahlung mit UV-Licht definierte Oligomere bilden, ist die Zahl der netzwerkbildenden Stellen erhöht und definierbar. Die Netzwerkbildung erfolgt wesentlich schneller und darüber hinaus liegt die Glastemperatur der erfindungsgemäßen photoempfindlichen Polymersy­ steme wesentlich höher als bei den bekannten Polymersystemen. Korrespon­ dierend mit der schnelleren Netzwerkbildung wird dadurch der Gelpunkt des photoempfindliche Polymeresystems, dies ist der Punkt an dem, nach einer bestimmten Dosisleistung der differenzierenden Strahlung, eine Unlöslichkeit des Photoresists eintritt, früher erreicht. Dadurch werden Vorteile in der Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen photoempfindlichen Polymersysteme erzielt.
  • 2. Die erfindungsgemäßen licht- und strahlungsempfindlichen Polymersyste­ me benötigen, im Gegensatz zu den bekannten negativ abbildenden Photopo­ lymeren, keinen Zusatz von Sensibilisatoren um die Netzwerkbildungsreakti­ on, initiiert durch differenzierende Strahlung einzugehen. Damit korreliert sind verbesserte thermische und mechanische Eigenschaften und eine erhöhte Ätzresistenz der erfindungsgemäßen licht-und strahlungsempfindlichen Polymere.
  • 3. Die erfindungsgemäßen licht- und strahlungsempfindlichen Polymere kön­ nen mit Röntgenstrahlung der Wellenlänge 0.154 nm vernetzt werden, so daß Strukturen erzeugt werden können, die ein Vielfaches kleiner sind, als die Wellenlänge von ultraviolettem Licht, wie es für die Vernetzung der be­ kannten negativ abbildenen Photopolymeren verwendet wird. Hierdurch wer­ den Vorteile insbesondere bei der Herstellung von Mikrochips erzielt.

Claims (9)

1. Licht- und strahlungsempfindliche Gemische mit mindestens einem durch UV-Licht der Wellenlänge 250-280 nm oder Röntgenstrahlung vernetzbaren Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymere hergestellt werden durch Reaktion funktioneller Gruppen, wie OH-, SH-, NH2-, NHR-, mit min­ destens einer der Arylacrylsäuren I-X
3-(Furan-2-yl)acrylsäure
3-(Furan-3-yl)acrylsäure 3-(Thiopen-2-yl)acrylsäure 3-(Thiopen-3-yl)acrylsäure 3-(Selenophen-2-yl)acrylsäure 3-(Napphtalin-1-yl)acrylsäure 3-(Naphtalin-2-yl)acrylsäure 3-(Benzo[b]furan-2-yl)acrylsäure 3-(Benzo[b]thiopen-2-yl)acrylsäure 3-(Ferrocenyl)acrylsäure wobei R1 - R10 Wasserstoff. Halogen, Pseudohalogen, eine Acetyl-, Alkoxy-, Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aryloxy-, ArylalKyl-, Arylal­ koxy-, Alkylaryloxy- oder Sulfonsäuregruppe bedeuten und in den Einzelver­ bindungen gleich oder verschieden sein können.
2. Licht- und strahlungsempfindliche Gemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Grundgerüst aus einem Polykondensat aus Bisphenol-A und Epichlorhydrin der Molmasse 3.000-30.000 besteht, das mit den vorgenannten lichtempfindlichen Arylacrylsäuren chemisch verbunden wird.
3. Licht- und strahlungsempfindliche Gemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Grundgerüst aus einem Polyvinylalkohol der Molmasse von 10.000-100.000 g/mol besteht, das mit den vorgenannten lichtempfindlichen Arylacrylsäuren chemisch verbunden wird.
4. Licht- und strahlungsempfindliche Gemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Grundgerüst aus einem Novolak der Mol­ masse 1000-25.000 g/mol, besteht, das mit den vorgenannten lichtem­ pfindlichen Arylacrylsäuren chemisch verbunden wird.
5. Licht- und strahlungsempfindliche Gemische nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Grundgerüst mit Mischungen von zwei oder mehreren verschiedenen der vorgenannten lich­ tempfindlichen Arylacrylsäuren, chemisch verbunden wird.
6. Licht- und strahlungsempfindliche Gemische nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Grundgerüst mit Mischungen von einer oder mehreren der vorgenannten lichtempfindlichen Arylacrylsäuren und Zimtsäure oder substituierten Zimtsäuren, einzeln oder im Gemisch, chemisch gebunden sind.
7. Licht- und strahlungsempfindliche Gemische nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Grundgerüst mit Mischungen von einer oder mehreren der vorgenannten lichtempfindlichen Arylacrylsäuren und Acrylsäure und deren Derivate und Methacrylsäure und deren Derivate, einzeln oder im Gemisch, chemisch gebunden sind.
8. Verfahren zur Herstellung der licht- und strahlungsempfindlichen Gemi­ sche nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Grundgerüst in einem Lösungsmittel mit einem Halogenid der vorgenannten lichtempfindlichen Arylacrylsäuren in Gegenwart von Ba­ sen umgesetzt wird.
9. Verwendung der licht- und strahlungsempfindlichen Gemische nach min­ destens einem der Ansprüche 1-7 zur Herstellung von Mikrochips, gedruck­ ten Schaltungen und in photolithographischen Verfahren.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002110505A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Mitsubishi Electric Corp 露光方法、露光装置、x線マスク、レジスト、半導体装置および微細構造体

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1283673B (de) * 1961-10-23 1969-02-20 Eastman Kodak Co Photopolymerisierbare Schicht
DE2142242B2 (de) * 1969-12-15 1978-04-06 Powers Chemco Inc., Glen Cove, N.Y. (V.St.A.) Lichtempfindliches Gemisch
DE3704149A1 (de) * 1987-02-11 1988-08-25 Ruetgerswerke Ag Durch bestrahlung haertbare harze, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1283673B (de) * 1961-10-23 1969-02-20 Eastman Kodak Co Photopolymerisierbare Schicht
DE2142242B2 (de) * 1969-12-15 1978-04-06 Powers Chemco Inc., Glen Cove, N.Y. (V.St.A.) Lichtempfindliches Gemisch
DE3704149A1 (de) * 1987-02-11 1988-08-25 Ruetgerswerke Ag Durch bestrahlung haertbare harze, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung

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