SU768194A1

SU768194A1 - Octaallylsilsequioxan as material sensitive to electronic irradiation

Info

Publication number: SU768194A1
Application number: SU792747276A
Authority: SU
Inventors: Т.Н. Мартынова; Э.Л. Жужгов
Original assignee: Институт Неорганической Химии Со Ан Ссср; Новосибирский государственный университет
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1979-02-26
Publication date: 1981-12-15

Description

шать (-60°С). Затем полученную смесь перемешивают еще 1 ч и ввод т в нее 10 мл Н20 в течение 1 ч при продолжающемс охлаждении и перемешивании. Реакционную массу оставл ют в охлаждающей бане на 20 ч, После чего в нее приливают порци ми по 30 мл 150 мл метилового спирта. Выпавший через некоторое врем осадок отфильтровывают, сушат на воздухе. Полученный после синтеза продукт очищают сублимацией в вакууме 10-5 мм рт. ст. при 150-160°С и перекристаллизовывают из хлороформа. Выход 13% от теории, По 1,545, d 1,1685. Найдено, %: С 39,00; Н 5,56; Si 29,23 CaHsSiOLsls: Вычислено, %: С 38,70; Н 5,37; Si 30,10. Мол. вес. Найдено (эбзлиоскопически) - 738.- -,- - Вычислено дл CsHsSiOi.sls 744. Пример 2. Синтез проводитс в описанных в примере 1 услови х. Октааллилсилсесквиоксан выдел ют барботированием реакционной Siaccbi парами жидкого азота в течение 2 ч. Выпавший осадок отфильтровывают и очищают, как описано выше. Выход 17% от теории, п 1,542; d 1,1653. Найдено, %: С 38,88; Н 5,60; Si 31,00 CsHsSiOi.jJg. Вычислено, %: С 38,70; Н 5,37; Si 30,10. Мол вес. Найдено (эбулиоскопически) у4п Вычислено дл CsHsSiOi.sls 744. Полученное соединение - Октааллилсилсесквиоксан - исследовалось химическим. спектральным и рентгеноструктурным ана„„„ .-,.Г ЛИЗО.М. Некоторые физико-химические свойства. Элементным химическим анализом Определепо процентное содержание углерода водорода и кремни , которое соответствует брутто-формуле октааллилсилсесквиоксана - C24H4oSi8Oi2. Эбулиоскопически в растворе хлорофор ма определен молекул рный вес, который равен 739 при теоретически вычисленном- ИК-спектр, сн тый с таблеток образцов, запрессованных в бромистый калий в области 400-3600 см- подтверждает силсесквиоксановую структуру полученного веще ства и наличие аллильных радикалов. В спектре отсутствуют полосы поглощени . характерные дл гидроксильньтх групп и спиртовых. ИК-спектр (): 400-600 - б-колебани кремнекислородного каркаса; 780-v- Q/. 1120v/SiО-Si/тетрациклические; поЛОСй поглощени С С св зей расщёпл ютс на дублетные. Что характерно дл сопр женньтх систем, в том числе и радикала аллила: дублеты 910-S40, 100-1060; 1405-1435 и 1600 относ тс к б и v ) в СН2 СН-СН-: 2900-3100 (шесть полос) -v(C-Н). Рентгеновским дифракционным методом (Лауэ и качание) дл кристаллов октааллилсилсесквиоксана , выращенных из хлороформа , определены параметры элементарной чейки, котора имеет: а 8,91; Ь - 10,16; с 10,43, р 93°; Y 6 т. е. сингони триклинна . Плотность кристаллов октааллилсилсеквиоксана нри 20°С, определенна флотационным методом, равна l,1685dzO,003, а показатель преломлени , измеренный иммерсионным методом, при той же температуре-1 ,545. Октааллилсилсесквиоксан прекрасно растворим в большинстве органических растворителей , в том числе этаноле, бензоле, ацетоне, хлороформе. Ограниченно растворим в метаноле, четыреххлористом углероде и не растворим в воде. Таким образом, соответствие продукта стехиометрическому составу CsHsSiOi.sJs находитс в пределах точности химического анализа на С, Н, Si и данных определени молекул рного веса. По данным PiK-спектроскопических исследований вещество обладает структурой силсесквиоксана и содержит радикалы аллила. На основании данных рентгеноструктурного анализа кристаллическа решетка полученного вещества отличаетс от таковой дл известных представителей этого класса соединений. Синтезированный продукт отличаетс также высокой растворимостью в органических растворител х и более низкими значени ми плотности, причем .показатель преломлени его находитс примерно в тех же пределах, что и у известных IJ октасилсесквиоксанов. На основании сказанного следует, что получено новое соединение с новыми физикохимическими свойствами и структурой, которое вл етс октааллилсилсеквиоксаном. Электронна чувствительность пленок октаалкилсилсесквиоксана определена с помощью щелевой электронно-лучевой установки при энергии электронов 10-15 кэВ и токе луча от 4 10 до 2-10 А. Пленки напыл лись на установке УВН-71Р2 испарением навески октааллилсилсесквиоксана на холодную подложку в вакууме 10- мм рт. СТ. при температуре испарени вещества 150°С. Про вление полученного изображени осуществл лось термическим реиспарением вакууме необлученных участков пленки в температурных режимах, соответствующих испарению октааллилсилсесквиоксана. Сравнительные данные по электронной чувствительности этого класса веществ и полупромышленного электронного резиста приведены в таблице.shat (-60 ° C). Then, the resulting mixture was stirred for another 1 hour and 10 ml of H20 were introduced into it for 1 hour with continued cooling and stirring. The reaction mass is left in a cooling bath for 20 hours, after which 30 ml of 150 ml of methyl alcohol are poured into it in portions. The precipitate formed after some time is filtered off and air dried. The product obtained after synthesis is purified by sublimation at a vacuum of 10–5 mm Hg. Art. at 150-160 ° C and recrystallized from chloroform. The yield of 13% of theory, According to 1,545, d 1,1685. Found,%: C 39.00; H 5.56; Si 29.23 CaHsSiOLsls: Calculated,%: C 38.70; H 5.37; Si 30.10. Mol weight. Found (ebslioscopically) - 738.- -, - - Calculated for CsHsSiOi.sls 744. Example 2. The synthesis was carried out under the conditions described in example 1. The octaallylsilsesquioxane is isolated by bubbling liquid Nitrogen vapor with the reaction of Siaccbi for 2 hours. The precipitated precipitate is filtered and purified as described above. Yield 17% of theory, p 1,542; d 1.1653. Found,%: C 38.88; H 5.60; Si 31.00 CsHsSiOi.jJg. Calculated,%: C 38.70; H 5.37; Si 30.10. Mol weight. Found (ebullioscopically) y4p Calculated for CsHsSiOi.sls 744. The compound obtained, Octaallyl silsesquioxane, was studied chemically. spectral and x-ray structural ana „„ „.- ,. Г LIZO.M. Some physico-chemical properties. By elemental chemical analysis, the percentage of carbon of hydrogen and silicon, which corresponds to the gross formula of octaallyl-silsesquioxane, is C24H4oSi8Oi2. The molecular weight is determined ebulioscopically in a solution of chloroform, which is equal to 739 with a theoretically calculated — the IR spectrum taken from the tablets of samples pressed into potassium bromide in the range of 400–300 cm — confirms the silsesquioxane structure of the obtained substance and the presence of allyl radicals. There are no absorption bands in the spectrum. characteristic of hydroxyl groups and alcohol. IR spectrum (): 400-600 - b-vibrations of the silicon-oxygen skeleton; 780-v-Q /. 1120v / SiO-Si / tetracyclic; the absorption band C of the bond is cleaved onto the doublet. What is characteristic of adjoining systems, including the allyl radical: doublets 910-S40, 100-1060; 1405-1435 and 1600 are attributed to b and v) in CH2 CH-CH-: 2900-3100 (six bands) -v (C-H). The X-ray diffraction method (Laue and rocking) for octaallyl-silsesquioxane crystals grown from chloroform determined the parameters of the unit cell, which has: a 8.91; B - 10.16; c 10.43, p 93 °; Y 6 i.e. singly triclinna. The density of octaallylsilsequioxane crystals at 20 ° C, determined by the flotation method, is l, 1685dzO, 003, and the refractive index, measured by the immersion method, at the same temperature-1, 545. Octaallylsilsesquioxane is perfectly soluble in most organic solvents, including ethanol, benzene, acetone, chloroform. It is sparingly soluble in methanol, carbon tetrachloride and insoluble in water. Thus, the compliance of the product with the stoichiometric composition of CsHsSiOi.sJs is within the limits of the accuracy of chemical analysis for C, H, Si and the molecular weight determination data. According to PiK-spectroscopic studies, the substance has the structure of silsesquioxane and contains allyl radicals. Based on x-ray diffraction data, the crystal lattice of the substance obtained differs from that of the well-known representatives of this class of compounds. The synthesized product is also distinguished by high solubility in organic solvents and lower density values, and its refractive index is approximately in the same range as that of the known IJ octasilsesquioxanes. Based on the above, it follows that a new compound has been obtained with new physicochemical properties and a structure that is octaallyl-silsequioxane. The electron sensitivity of octaalkylsilsesquioxane films was determined using a slit electron beam installation with an electron energy of 10–15 keV and a beam current from 4 10 to 2–10 A. Hg ST. at the evaporation temperature of the substance 150 ° C. The obtained image was produced by thermal re-evaporation of the vacuum of the non-irradiated regions of the film in the temperature regimes corresponding to the evaporation of octa allylsilsesquioxane. Comparative data on the electronic sensitivity of this class of substances and the semi-industrial electronic resist are given in the table.

Линейные дозы облучени пленок известных электронночувствительных веществ и нового октааллилсилсесквиоксанаLinear radiation doses of films of known electronically sensitive substances and new octaallylsilsesquioxane

Из таблицы видно, что линейна доза облучени , необходима дл полимеризации пленок октааллилсилсесквиоксана, составл ет 6,6-10- Кул/см, что более чем на два пор дка меньше дозы облучени широко примен емого в насто щее врем полиметилметакрилата . Кроме того, электронна чувствительность октааллилсилсесквиоксана на 1-4 пор дка превышает таковую дл известных представителен этого класса соединений - октаметилсилсесквиоксана и октавинилсилсесквиоксанов.From the table it can be seen that the linear dose of irradiation, necessary for the polymerization of octaallyl-silsesquioxane films, is 6.6-10-cool / cm, which is more than two orders of magnitude than the polymethylmethacrylate widely used at the present time. In addition, the electronic sensitivity of octaallylsilsesquioxane is 1-4 times higher than that of the known representative of this class of compounds, octamethylsilsesquioxane and octavinylsilsesquioxanes.

Высока электронна чувствительность октааллилсилсесквиоксана позвол ет значительно сократить врем облучени электронными потоками чувствительного сло :The high electron sensitivity of octaallylsilsesquioxane makes it possible to significantly reduce the time of irradiation of the sensitive layer by electron fluxes:

-в 10 раз но сравнению с октавинилсесквиоксаном;- 10 times compared with octavinyl sequioxane;

-в 130 раз по сравнению с полиметилметакрилатом;- 130 times in comparison with polymethyl methacrylate;

-в 400 раз по отношению к октаметилсилсесквиоксану .- 400 times in relation to octamethylsilsesquioxane.

Таким образом, октааллилсилсесквиоксан вл етс веществом высокочувствительным к действию электронного облучени и может использоватьс в качестве электронночувствительного сло При записи информацииэлектронным лучом.Thus, octaallyl silsesquioxane is a substance highly sensitive to the action of electron irradiation and can be used as an electron sensitive layer when recording information by an electron beam.

- I - I

Дополнительным преимуществом октааллилсилсесквиоксана вл етс его способность сублимировать в вакууме, что позволит примен ть его в качестве негативного электронорезиста вакуумного типа при сухих способах электронолитографии (т. е. создавать защитные маски на его основе с использованием методов вакуумного термического испарени и реиспарени ).An additional advantage of octaallylsilsesquioxane is its ability to sublimate in vacuum, which will allow it to be used as a negative electron-resistive vacuum type for dry electrolithography methods (i.e., to create protective masks based on it using methods of vacuum thermal evaporation and re-evaporation).

Claims

1. USSR author's certificate No. 604228, cl. B 05D 1/38, 1976 (unpublished).

2. USSR author's certificate number 668281, cl. C 07F 7/21, 1977 (non-replicable).