EP0212482A2

Process for obtaining negative images from positive photoresists.

Abstract

1. Process for producing negative images from a positive photoresist, by means of the following process steps : A) The preparation of a photosensitive mixture comprising a) about 1 to 25 per cent by weight, based on the solid components of the mixture, of a photosensitive compound of the general formula (I) see diagramm : EP0212482,P12,F1 in which R1 denotes 2-diazo-1,2-benzoquinone-4-sulphonyl, 2-diazo-1,2-naphthoquinone-4-sulphonyl or 2-diazo-1,2-anthraquinone-4-sulphonyl, R2 , R3 and R4 are identical or different and denote hydrogen, R5 , -OR6 or -CO-R7 , R5 and R7 denote alkyl, aryl or aralkyl, and R6 denotes hydrogen, alkyl, aryl, aralkyl or R1 , b) about 75 to 99 per cent by weight, based on the solid components of the mixture, of a novolak or a polyvinylphenol, preferably poly-p-vinylphenol resin, c) about 0.5 to about 20 per cent by weight, based on the solid components of the mixture, of a crosslinking agent which is capable of crosslinking the resin as in b) in the presence of acid produced from the photodecomposition products, and d) a sufficient amount of solvent to dissolve the above compounds, B) the coating of a coating base with the photosensitive mixture as in A), C) the pre-drying of the solution at temperatures in the range 20 to 100 degrees C until the solvent has essentially evaporated, D) image exposure of the photosensitive coating with actinic irradiation, E) the conditioning of the exposed coating at temperatures in the range from at least 95 degrees C to about 160 degrees C over the course of 10 seconds and more, during which time the crosslinking takes place, F) the removal of the non-exposed areas of the coating using an alkaline developer.

EP0212482A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 3

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Projected expiry passed 8 August 2006, 20.1 years ago.

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13 claims: 13 independent, 0 dependent

  1. 1
    Process for producing negative images from a positive-working photoresist, characterized by the combination of the following process steps:A) Preparation of a photosensitive mixture consisting ofa) about 1 to 25 percent by weight, based on the solid components of the mixture, of a photosensitive compound of the general formula I. wherein R₁ - 1,2-benzoquinone- (2) -diazide-4-sulfonyl-, 1,2-naphthoquinone- (2) -diazide-4-sulfonyl- or 1,2-anthraquinone- (2) -diazide-4-sulfonyl, R₂, R₃, R₄ are the same or different and are hydrogen, R₅, -OR₆ or -CO-R₇, R₅ and R₇ - alkyl, aryl or aralkyl and R₆ - mean hydrogen, alkyl, aryl, aralkyl or R₁. b) about 75 to 99 percent by weight, based on the solid constituents of the mixture, of a novolak or polyvinylphenol, preferably poly-p-vinylphenol resin, c) about 0.5 to about 20 percent by weight, based on the solid constituents of the mixture, consists of a crosslinking agent which, in the presence of acid, which results from the light decomposition products, has the ability to crosslink the resin according to b) and d) a sufficient amount of solvent to dissolve the above compounds,B) coating a support with the light-sensitive mixture according to A),C) predrying the solution to temperatures in the range from 20 to 100 ° C. until the solvent has essentially evaporated,D) exposing the photosensitive layer to actinic radiation,E) annealing the exposed layer to temperatures in the range from at least 95 ° C. to about 160 ° C. within 10 seconds and more, in which time the crosslinking takes place,F) Remove the unexposed areas of the layer with an alkaline developer. 1. Verfahren zur Herstellung negativer Bilder aus einem positiv arbeitenden Photoresist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte: A) Herstellung eines lichtempfindlichen Gemisches, bestehend aus a) etwa 1 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf die festen Bestandteile des Gemisches, einer lichtempfindlichen Verbindung der allgemeinen Formel I worin R₁ - 1,2-Benzochinon-(2)-diazid-4-sulfonyl-­, 1,2-Naphthochinon-(2)-diazid-4-sulfonyl- oder 1,2-Anthrachinon-(2)-diazid-4-sulfonyl, R₂, R₃, R₄ - gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, R₅, -OR₆ oder -CO-R₇, R₅ und R₇ - Alkyl, Aryl oder Aralkyl und R₆ - Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Aralkyl oder R₁ bedeuten. b) etwa 75 bis 99 Gewichtsprozent, bezogen auf die festen Bestandteile des Gemisches, eines Novolaks oder Polyvinylphenol-, vorzugsweise Poly-p-vinyl­phenol-Harzes, c) etwa 0,5 bis etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die festen Bestandteile des Gemisches, aus einem Vernetzer besteht, der in Gegenwart von Säure, die aus den Lichtzersetzungsprodukten entsteht, die Fähigkeit besitzt, das Harz nach b) zu vernetzen und d) einer ausreichenden Menge an Lösungsmittel, um die vorstehenden Verbindungen zu lösen,B) Beschichten eines Schichtträgers mit dem licht­empfindlichen Gemisch nach A),C) Vortrocknen der Lösung auf Temperaturen im Bereich von 20 bis 100 °C, bis das Lösungsmittel im wesent­lichen verdunstet ist,D) bildliches Belichten der lichtempfindlichen Schicht mit aktinischer Strahlung,E) Tempern der belichteten Schicht auf Temperaturen im Bereich von wenigstens 95 °C bis etwa 160 °C inner­halb von 10 Sekunden und mehr, in welcher Zeit die Vernetzung erfolgt,F) Entfernen der unbelichteten Bereiche der Schicht mit einem alkalischen Entwickler.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als lichtempfindliche Verbindung 2,3,4-Trihydroxybenzophenon-1,2-naphthochinon-(2)-­diazid-4-sulfonsäuretrisester verwendet. 2nd Process according to Claim 1, characterized in that 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinone- (2) -diazide-4-sulfonic acid trisester is used as the light-sensitive compound.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vernetzer eine Verbindung der allgemeinen For­mel II (R₁O-CHR₃)n-A-(CHR₃-OR₂)m (II) verwendet, in der A - -B- oder -B-Y-B- ist und B - einen gegebenenfalls substituierten einkerni­gen oder annellierten mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoff oder eine Sauerstoff oder Schwefel enthaltende heterocyclische aromati­sche Verbindung darstellt, Y - eine Einfachbindung, C₁ bis C₄-Alkylen oder Alkylendioxy, deren Ketten durch Sauerstoff­atome unterbochen sein können, -O-, -S-, -SO₂-, -CO-, -CO₂-, -O-CO₂-, -CONH- oder Phenylendioxy bedeutet, R₁ und R₂ - Wasserstoff, C₁ bis C₆-Alkyl, Cyclo­alkyl-, gegebenenfalls substituiertes Aryl, Aralkyl oder Acyl ist, R₃- Wasserstoff, C₁ bis C₄-Alkyl oder gegebenen­falls substituiertes Phenyl, n - 1 bis 3 und m - 0 bis 3, wobei n+m mindestens 2 ist, bedeuten. 3rd Process according to Claim 1, characterized in that a crosslinking agent is a compound of the general formula II (R₁O-CHR₃)n-A- (CHR₃-OR₂)m (II) used in the A - -B- or -BYB- and B represents an optionally substituted mononuclear or fused polynuclear aromatic hydrocarbon or a heterocyclic aromatic compound containing oxygen or sulfur, Y - a single bond, C₁ to C₄-alkylene or alkylenedioxy, the chains of which can be interrupted by oxygen atoms, -O-, -S-, -SO₂-, -CO-, -CO₂-, -O-CO₂-, -CONH- or phenylenedioxy means R₁ and R₂ - hydrogen, C₁ to C₆ alkyl, cycloalkyl, optionally substituted aryl, aralkyl or acyl, R₃- hydrogen, C₁ to C₄-alkyl or optionally substituted phenyl, n - 1 to 3 and m - 0 to 3, where n + m is at least 2, mean.
  4. 4
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vernetzer 2,6-Dimethylol-4-kresol verwendet. 4th Process according to Claim 1, characterized in that 2,6-dimethylol-4-cresol is used as the crosslinking agent.
  5. 5
    Process according to Claim 1, characterized in that 4,4'-bis-methoxymethyl-diphenyl ether is used as the crosslinking agent. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vernetzer 4,4'-Bis-methoxymethyl-diphenyl­ether verwendet.
  6. 6
    Process according to Claim 1, characterized in that epoxycresol novolak resin is used as the crosslinking agent. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß man als Vernetzer Epoxykresol-Novolakharz verwendet.
  7. 7
    Process according to Claim 1 or 3, characterized in that 2,5-bis (hydroxymethyl) furan, 2,5-bis (ethyloxymethyl) thiophene and 2,5-bis (3,5-hydroxymethyl) are used as crosslinkers -4-hydroxyphenyl) methane, 4,4-bis-acetoxymethyl-diphenyl ether, 1,4-bis- (-hydroxybenzyl) -benzene, 2,6-bis-hydroxymethyl-4-methyl-anisole or 2,2-bis - (3,5-hydroxymethyl-4-hydroxyphenyl) propane used alone or in a mixture. 7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß man als Vernetzer 2,5-Bis-(hydroxymethyl)-­furan, 2,5-Bis-(ethyloxymethyl)-thiophen, 2,5-Bis-(3,5-­hydroxymethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, 4,4-Bis-acetoxy­methyl-diphenylether, 1,4-Bis-( -hydroxybenzyl)-benzol, 2,6-Bis-hydroxymethyl-4-methyl-anisol oder 2,2-Bis-(3,5-­hydroxymethyl-4-hydroxyphenyl)-propan allein oder im Ge­misch verwendet.
  8. 8
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Propylenglykolmonoalkylether­acetat verwendet. 8th. Process according to Claim 1, characterized in that propylene glycol monoalkyl ether acetate is used as the solvent.
  9. 9
    Process according to Claim 1, characterized in that the tempering is carried out at temperatures in the range from about 95 to about 150 ° C. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Tempern bei Temperaturen im Bereich von etwa 95 bis etwa 150 °C durchführt.
  10. 10
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekenn­zeichnet, daß man das Tempern innerhalb von etwa 10 bis etwa 90 Sekunden durchführt. 10th A method according to claim 1 or 9, characterized in that the annealing is carried out within about 10 to about 90 seconds.
  11. 11
    A method according to claim 1, characterized in that an aqueous alkaline developer is used. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß man einen wäßrig-alkalischen Entwickler ver­wendet.
  12. 12
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man als Entwickler eine wäßrige Lösung von Natriumhydroxid und/oder Tetramethylam­moniumhydroxid verwendet. 12th A method according to claim 1 or 11, characterized in that an aqueous solution of sodium hydroxide and / or tetramethylammonium hydroxide is used as the developer.
  13. 13
    Process according to Claim 1, characterized in that a novolak and 2,6-dimethylol-4-cresol are used as crosslinking agents, and the annealing is carried out at a temperature in the range from 112 to 120 ° C within 90 seconds and a for development uses aqueous solution of sodium hydroxide and / or tetramethylammonium hydroxide. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß man einen Novolak und 2,6-Dimethylol-4-kresol als Vernetzer verwendet, und das Tempern bei einer Tem­peratur im Bereich von 112 bis 120 °C innerhalb von 90 Sekunden durchführt und für die Entwicklung eine wäßrige Lösung von Natriumhydroxid und/oder Tetramethy­lammoniumhydroxid einsetzt.
Independent claims13