Способ получения компонента светочувствительной композиции, содержащего полифункциональные акрилаты пентаэритрита

 

Изобретение касается фотоматериалов, в частности получения компонента светочувствительной композиции. Цель - повьшение качества фотолитографических характеристик композиций. Процесс ведут этерификациен пентаэритрита актиловон кислотой в присутствии катализатора (кислотного), ингибитора полимеризации и воды при молярном от- . ношении последней к пентаэритриту 1,3 и молярном соотношении пентаэритрита и акриловой кислоты 1:(3-4) и нагревании н среде толуола с азеотропной отгонкой воды. Вьщеление целевого эфира ведут обработкой реакционной смеси щелочным агентом - карбонатом натрия,- который добавляют после охпал дения и разбавления равным количеством воды. Испытание полученного зф1фа позволяет снизить в фотоконпозициях уход размера с 2 до О мкм при времени экспонирования А5 супротив 60 с. 1 табл. (Л

СОЮЭ СОВЕТСНИЯ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) С 07 С 67/08, 69/54 Ь 1 ъ

Г

7Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTGPGHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРЕп КИяМ И ЕТКРЫти ц

ПРИ ГКНТ СССР (46) 15 ° 05.93. Бюл. Г" 18 (21) 4645902/04 (22) 15. 12.88 (72) М.А. Гальберштам, В.П. Ерофеева,.

Л.Я. Клиот и Е.Э. Орлова (56) Патент США и 3261686,кл.96-115, 1966. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОНЕНТА СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЪНОЙ КОМПОЗИЦ1Ш, СОДЕРНАЩЕГО ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЬБ АКРИЛАТЫ ПЕНТАЭРИТРИТА (57) Изобретение касается фотоматери алов, в частности получения компонента светочувствительной композиции.

Цель — повышение качества фотолитографических характеристик композиций.

Изобретение относится к получению полифункциональных акриловых мономеров, а именно к способам получения акрилатов пентаэритрита, которые могут быть использованы в качестве компонентов светочувствительной композиции.

Целью изобретения является повьппение качества фотолитографических характеристик фотополимерных композиций, компонентом в которых являются полифуикциональные акркпаты пентаэритрита.

Пример . 1. В четырехгорлую колбу с мешалкой, капельной воронкой, газоподводящей трубкой и насадкой

Дина-Старка помещают 145 г пентаэрит-. рита, 51 r моногидрата п-толуолсульфокислоты, 4,5 F закиси меди, 4,25.г монометилового эфира гидрохинона, 25 мл воды и 750 мл толуола, нагрева.ют при интенсивном перемешивании и

Процесс ведут этерификацией пентаэритрита актиловой кислотой в присутствии катализатора (кислотного), ингибитора полимеризации и воды при молярном отношении последней к лентаэритриту 1,3 и молярном соотношении пентаэритрита и акриловой кислоты 1:(3-4) и нагревании в среде толуола с азеотропной отгонкой воды. Выделение целевого эфира ведут обработкой реакционной смеси щелочным агентом — карбонатом натрия,— который добавляют после охлаждения и разбавления равным количеством воды.

Испытание полученного эфира позволяет снизить в фотокомпозициях уход размера с 2 до 0 мкм при времени экспонирования 45 с,против 60 с. 1 табл.

I пропускании азота до кипения, прибавляют 220 мл акркловой кислоты и кипятят в токе азота при перемешивании до отделения 70 мл воды (30 мин); после чего смесь охлаждают, прибавляют равный объем воды, осторожно нейтрализуют сухим карбонатом натрия до прекраыения выделения углекислого газа, органический слой отделяют,упаривают в вакууме 10 мм при нагревании до 60 С, охлаждают и получают смесь полифункциональных акрилатов пентаэритрита .в виде подвижной жидкости светло-зеленого цвета.

Пример ы 2-6. Проводят синтез, как описано в примере 1, используя аналогичные количества реагентов, за исключением акриловой кислоты, количество которой изменяют, как указано в табл. 1. Примеры 2,3 проводят с использованием добавки

1607334

25 мл воды, остальные — без добавки.

Нагревание проводят в течение О,S12 ч (ом. табл. 1), после чего во всех случаях добавляют равный обьем воды и нейтрализуют, как описано в примере 1, в примерах 5,6 органический слой дополнительно дважды промывают равным об<ьемом воды.

П р и и е р 7 (по прототипу).

Проводят синтез с использованием

145 г пентаэритрита, 16,5 г конц. серной кислоты, 460 г акриловой кислоты, 4,6 r монометилового эфира гидрохинона, 1,5 r закиси меди и 575 мл бензола, как описано в примере 1.

Кипячение с водоотделителем продолжают в течение 12 ч, при этом отделяется 57,5 нл воды . Смесь охлаждают, промывают 250 мл 20Х-ного раствора хлористого натрия, 2 раза по

125 мл 24Х-ного раствора бикарбоната калия, 125 мл 20Х-ного раствора хлористого натрия, добавляют 0,4 r монометилового эфира -гидрохинона и упаривают в вакууме, как описано в примере.1.

Для оценки фотолитографических характеристик светочувствительного резистивного слоя, полученного с ис пользованием в качестве полимеризационноспособного полифункционального акрнлата продуктов акрилоилирования пентаэритрита, готовят композиции следующего состава:

Полиметилметакрилат 10 r

Полифункциональный

Диацетат тризтилеигликоля Т мл

Монометиловый эфир гидрохинона 0,05 r

Краситель "основной синий 3" 0,025 r

Хлористый метилен 25 r

Композицию получают на автоаппликаторе на лавсановую пленку толщиной

22 мкм сушат 1-3 мин в термошкафу при 80 С и получают материал, ииити4 рующий сухой пленочный фоторезист с толщиной светочувствительного слоя

30-40 мкм. Era ламинируют на предваакрилат 7 r

Кетон Михлера 0,$7 r

Бензофенон д,28 г рите тьно обработанные очистителем

0%1-5À медные подложки на ламинаторе

А-24, экспонируют на установке КП

6341 через фотошаблок с раэмерок проводников и зазоров между ниии 300мкм, ( проявляют 1. мин в кювете с охлажден ным метилхлороформом и с помощью микроскопа МБС-2 с измерительной головкой оценивают уход размера элементов защитного рельефа по сравнению с фотошаблоном, кроме того, изменяя время экспонирования материала, определяют оптимальное время экспонирования, при котором наблюдается минимальный угол размера. Полученные результаты приведены в таблице.

Предложенный способ позволяет получить полифункциональные акрилаты пентаэритрита, суммарно соответствующие диакрилату, которые в качестве компонента входят в состав фотополимерных композиций, что приводит к повышению светочувствительности фоторезистивнОГО слОя и тОчности ВоспрОиэведения фотошаблона.

Формула изобретения

Способ получения компонента светочувствительной композиции, содержащего полифункциональные акрилаты пентаэритрита, путем этерификации пентаэритрита акриловой кислотой в присутствии кислотного катализатора и ингибитора полимериэации в органическом растворителе при кипении с азеотроп» ной отгонкой воды, нейтрализацией реакционной смеси щелочным агентом и выделением целевого продукта, о тл и ч а ю щ и и с st тем, что, с целью улучыения качества целевого продукта, этерификацию ведут с добавкой воды в количестве 1,3 моль на каждый моль пентаэритрита, при молярном соотношении пентаэритрита и акриловой кислоты 1:(3-4), нагревание завершают при с выделении 2,S моль, воды на каждый моль пеитаэритрнта, в качестве растворителя используют толуол, а в качестве щелочного агента — карбонат натрия, который добавляют после охлаждения и разбавления реакционной смеси равным Объемом воды.

1607334

Условия синтеза и фотолитографические характеристики полученных композиций

Уход ол яркое оотноНаличие промотирующей добавки

Количество

Пример

Число Опти" омыпе- мальное

ВыхОД 9 г (на

145 г пентаэрит" рита) размера мкм ния время экспо промывок нтакирования„ с итрита риловой

187,5

211, Э

200,5

122.,5

254,0

282,5

28f95

479, 7

461,2

438,5

422,0

516 5

604 f

562, 1

1

1

3

1:3

1:4

1:3,5

1:3

1:4

1!6

1:6

О

О

О

16

0,5

2 90

Составитель Н. Куликова

Редактор M. Самерханова Техред И яндык Корректор С. Яевкун

Заказ f975 Тираж Подписное 3HHHHH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,f01

2

4

6

7 (про, тотип) »

»»»ЮНЮ»

Конвер- (Время сия в мо синте» мент пре- за, ч крещения синтеза,4

60 0,5

60 05

60 0,5

50 1,0

60 15

100 7,0

75 12,0