DE2706878B2 - Strahlungsempfindliches Material - Google Patents
Strahlungsempfindliches MaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein strahlungsempfindliches Material gemäß Oberbegriff des Anspruch 1.
Es ist auf diesem Fachgebiet gut bekannt, daß strahlungsempfindirche organische Verbindungen unerläßliche Materialien auf dem Gebiet der Hersteilung
von Halbleitervorrichtungen sind. Diese Materialien werden gewöhnlich als Schutzschicht verwendet, wenn
eine Siliciumdioxidschicht als Maske für die Diffusion von Verunreinigungen geätzt wird. So wird insbesondere bei dem Herstellungsverfahren für Halbleitervorrichtungen die Diffusion von Verunreinigungen häufig
durch Ausbildung von Löchern in einem speziellen Muster oder von Maskenfenstern auf einer Siliciumoxidschicht, die auf einer Halbleiterunterlage ausgebildet ist, und Diffusion von Verunreinigungen in die
Unterlage durch diese Löcher erreicht. Die Genauigkeit der Diffusion von Verunreinigungen in die Halbleiterunterlage hängt daher weitgehend von der Präzision der
Ausbildung von Maskenfenstern, nämlich der Genauigkeit der Maskierung und der Genauigkeit der
Maskenausrichtung eines strahlungsempfindlichen Materials ab.
Als Materialien, welche zur Ausbildung der Schutzschicht
verwendet werden können, sind bereits strahlungsempfindliche Materialien bekannt und im Handel
erhältlich. Einige der bekannten strahlungsempfindlichen
Materialien werden auf eine Siliciumoxidschicht -> aufgetragen und durch eine geeignete Maske bildmäßig
mit Ultraviolettstrahlung belichtet Das Entwickeln erfolgt unter Verwendung eines flüssigen Entwicklers
und die Siliciumoxidschicht wird dann unter Verwendung der erhrltenen bildmäßigen Schicht aus strah- ι ο
lungsempfindlichem Material chemisch geätzt
Dieses Verfahren ist eine Modifizierung der photolithographischen Methode, die bisher praktisch nur für
die photographische Herstellung von Druckformen angewendet wurde. ι >
Nach diesem Verfahren, bei dem eine Belichtung mit Ultraviolettstrahlung erfolgt, ist es jedoch schwierig, die
Abmessungen der Atzung und deren Genauigkeit auf Werte unterhalb der kritischen Wellenlänge der zur
Belichtung verwendeten Strahlung (etwa 0,4 μπι) zu jo
vermindern.
in jüngerer Zeit bestehen jedoch ein dringendes Bedürfnis nach und starke Bestrebungen zi:· Entwicklung
von in hohem Maßstab integrierten Schaltungen (LSI-Schaltungen), die aus einer großen Anzahl von ?~>
Elementen und Verbindungen bestehen, welche in einem kleinen Halbleitersubstrat zusammengefaßt sind.
Um die Packungsdichte in derartigen Schaltungen zu verbessern, ist es daher wünschenswert, eine lithographische
Technik zu entwickeln, die zur Durchführung mi von sehr feinen und präzisen Ätzungen befähigt ist. Um
diesen Forderungen zu genügen, wurden photolithographische Methoden untersucht bei denen Elektronenstrahlung
oder Röntgenstrahlung anstelle von Ultraviolettstrahlung angewendet wurden. r>
Da die Wellenlänge von Elektronenstrahlen bekanntlich weit kürzer ist als die Wellenlänge von Ultraviolettstrahlung,
sind diese zur Durchführung sehr feiner Ätzungen geeignet. Da außerdem die Kontrolle der
Intensitätsmodulierung oder Ablenkung bei Elektronen- w
strahlen sehr leicht durchzuführen ist, wird der Vorteil erreicht, daß es möglich ist, die Lage und Dosierung der
Bestrahlung genau zu regeln. Durch Ausnutzung dieses Vorteils wird es ermöglicht, Halbleiterelemente weiter
zu verkleinern und die Frequenzeigenschaften und -r.
Packungsdichte in Halbleiterelementen zu verbessern. Auch die Wellenlänge von Röntgenstrahlen ist weit
kürzer als die Wellenlänge von Ultraviolettstrahlung und Röntgenstrahlen können daher ebenso gut wie
Elektronenstrahlen zur Durchführung von präzisen und ;u
feinen Ätzungen verweil Jet werden.
Wenn Elektronenstrahlen oder Röntgenstrahlen anstelle von Ultraviolettstiahlen für die Photolithographie
angewendet werden, so muß ein strahlungsempfindliches Material als Schutzschicht bildendes Material ü
verwendet werden, das dem lichtempfindlichen Material entspricht.
Eine der wesentlichen Eigenschaften, die für ein strahlungsempfindliches Material erforderlich sind,
welches als Maskenmaterial für das lithographische wi
Verfahren unter Verwendung von Strahlung eingesetzt werden soll, ist hohe Empfindlichkeit gegenüber diesen
Strahlungen. Wenn eine polymere Vei bindung mit hoher Empfindlichkeit gegenüber Strahlungen verwendet
wird, so kann die .iuf das Material einwirkende h>
Strahlungsdosis weitgehend vermindert werden und die Bcstrahlungsdauer kann verkürzt werden, ■>
<> dal) die Verfahrenswirksamkeil erbessert wird.
Eine weitere wichtige Eigenschaft, die für ein
strahlungsenipfindlicbes Material zur Verwendung als
Maskenmaterial für das lithographische Verfahren gefordert wird, ist eine hohe Kontrastcharakteristik.
Durch die Bezeichnung »hohe Kontrastcharakteristik« wird die Eigenschaft angegeben, daß die Dicke der
Schicht des entwickelten Materials in Abhängigkeit von einer Veränderung der Strahlungsdosis leicht verändert
wird. Wenn eine strahlungsempfindliche polymere Verbindung, die eine solche hohe Kontrastcharakteristik
aufweist, angewendet wird, so tritt eine bemerkenswert
scharfe Abgrenzung zwischen den Teilen mit verbleibendem Material und den materialfreien Teilen
auf der Oberfläche der Unterlage auf. Demnach kann eine Schutzschicht mit einem deutlichen Muster mit
hohem Auflösungsvermögen in einfacher Weise gebildet werden und die Feinheit der Ätzung kann merklich
verbessert werden.
Als polymere Verbindungen mit sehr hoher Empfindlichkeit gegenüber Strahlungen sind Verbindungen
bekannt, die mehrere Epoxy-Gru^pen im Molekül aufweisen
=c-
C =
wie die in der bekanntgemachten japanischen Patentanmeldung 7495/74 beschriebenen Verbindungen. Diese
polymeren Verbindungen, beispielsweise epoxydiertes Poly-butadien-1,4, werden durch Epoxydieren der
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen ( C = C ) von Polybutadien-1,4, einem synthetischen Kautschuk,
mit einer organischen Persäure, wie Peressigsäure, hergestellt. Die so hergestellte, Epoxygruppen enthaltende
Verbindung hat sehr hohe Strahlungsempfindlichkeit, zeigt jedoch keine Kontrastcharakteristika.
Bekannt ist ferner eine gegen Kathodenstrahlung empfindliche Schicht, die als strahlungsempfindliche
Komponente an epoxydiertes Dienpolymeres enthält (DE-AS 22 32 202). Auch diese Schicht zeigt hohe
Empfindlichkeit und hat den Vorteil, daß außerhalb der bestrahlten Bereiche keine spontanen Unlöslichkeilsbereiche
für den Entwickler gebildet werden. Eine Verbesserung des Kontrasts wäre aber auch in diesem
Fall wünschenswert.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber Strahlung empfindliches
Material zur Verfügung zu stellen, das nicht nur hohe Empfindlichkeit hat, sondern auch besseren Kontakt
zeigt, als die bekannten strahlungsempfindlichen Schichten.
Die Erfindung geht aus von einem strahlungsempfinL!-
lichen Material, das als strahlungsempfindliche Komponente eine organische polymere Verbindung, die im
Molekül mehrere Epoxygruppen aufwe'st, en'.hält. Dieses Material ist dadurch gekennzeichnet, daß es
mindestens eine der nachstehenden epoxydierten und zusätzlich bromierten Verbindungen als strahlungsempfindliche
Kompor^nte enthält: bromierte und epoxydierte
Polymere oder Copolymere des Butadiens, bromierte und epoxydierte Polymere oder Copolymere
des Isoprens, Bromierungsprodukte von Copolymeren des Butadiens oder Isoprens mit additionspolymerisierbaren
Verbindungen, welche eine Epoxygruppe enthalten, und Epoxydationsprodukte von Copolymeren von
Butadien oder Isopren mit additionspolymerisierbaren Verbindungen, die mindestens ein Bromatom enthalten,
wobei der Epoxydationsgrad der polymeren Verbindung 17 bis 70% und der Bromierungsgrad der
polymeren Verbindung 7 bis 50% betragen und der Wert der Summe des Epoxydationsgrades und des
Bromierungsgrades weniger als 100% beträgt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
In diesen Zeichnungen bedeutet Fig. I ein Diagramm, welches die Charakteristik der Elektronenstrahlenempfindlichkeit
von Polybutadien-1,2, epoxydiertem Polybutadien-1,2 und bromiertem, epoxydiertem PoIybutadien-1,2
darstellt.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Kurven der
Elektronenstrahlenempfindlichkeit für zwei bromierte epoxydierte Polybutadiene-1,2 darstellt, die sich durch
ihren Bromierungsgrad unterscheiden. Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Charakteristika der Elektronenstrahlungsempfindlichkeit
von Polybutadien-1,4, epoxy· dienern Polybutadien-1,4 und bromiertem epoxydiertem
Polybutadien· 1,4 zeigt. Fig. 4 ist ein Diagramm, das
die Charakteristika der Elcktronenstrahlenempfindlichkeit
von bromiertem epoxydiertem Polybutadien-1.4 darstellt.
F i g. 5 ist ein Diagramm, welches die Charakteristika der Elektronenstrahlungsempfindlichkeit von Polyisopren-1,4,
epoxydiertem Polyisopren-1,4 und bromiertem epoxydiertem Polyisopren-1,4 zeigt.
F i g. 6 ist ein Diagramm, welches die Charakteristika der Elektronenstrahlenempfindlichkeit eines Styrol-Butadicn-Copolymeren,
eines epoxydierten Styrol-Butadien-Copolymcren
und eines bromierten epoxydierten Styrol-Butadien-Copolymeren darstellt.
Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben. Für die Zwecke der Erfindung wird als
strahlungsempfindliches Material mindestens eine polymere Verbindung eingesetzt, die aus der Gruppe der
folgenden Verbindungen ausgewählt wird: bromierte und epoxydierle Polymere von Butadien, bromierte und
epoxydierte Copolymere von Butadien, bromierte und epoxydierte Polymere von Isopren, bromierte und
epoxydiertc Copolymere von Isopren, Bromierungsprodukte von Copolymeren des Butadiens mit additionspolymerisierbaren
Verbindungen, die eine Epoxygruppe aufweisen, Bromierungsprodukte von Copolymeren des
Isoprens mit additionspolymerisierbarei Verbindungen, die eine Epoxygruppe aufweisen, und Epoxydationsprodukte
von Copolymeren des Butadiens oder des Isoprens mit additionspolymerisierbaren Verbindungen,
die ein Bromatom enthalten.
Die vorstehend erläuterten bromierten und epoxydierten Verbindungen umfassen auch partiell bromierte
und partiell epoxydierte Verbindungen.
Der bevorzugte Epoxydationsgrad liegt im Bereich von 17 bis 70% und der bevorzugte Bromierungsgrad
liegt im Bereich von 7 bis 50%.
Unter Epoxydationsgrad oder Bromierungsgrad soll das Verhältnis der in dem Polymeren oder Copolymeren
vorliegenden epoxydierten oder bromierten Monomereinheiten zu der Gesamtmenge der Monomereinheiten
verstanden werden. Die Berechnung des Epoxydations- oder Bromierungsgrads erfolgt unter der Annahme, daß
eine Monomereinheit durch ein Sauerstoffatom epoxydiert wird und daß eine Monomereinheit durch zwei
Bromatome bromiert wird. Wenn eine Monomereinheit eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthält
so kann sowohl die Epoxydation, als auch die Bromierung an einer Monomereinheit erfolgen. Daher
beträgt der Wert der Summe aus dem Epoxydierungs-
gradunddem Bromierungsgrad stets weniger als 100%.
Die vorstehend angegebenen polymeren Verbindungen werden hergestellt, indem ein Polymeres oder
Copolymeres mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindüngen, wie Polybutadien, Polyisopren, ein Butadien-Copolymeres
oder ein Isopren-Copolymeres, nacheinander oder gleichzeitig der Bromaddition und der
Epoxydation unterworfen wird, indem ein Copolymeres einer Dienverbindung, wie von Butadien oder Isopren,
mit einem Epoxygruppen enthaltenden, additionspolymerisierbaren Monomeren der Bromierung unterworfen
wird oder indem ein Copolymeres eines Diens mit einem Brom enthaltenden additionspolymerisierbaren
Monomeren der Epoxydation unterworfen wird.
Für die Zwecke der Erfindung können zwei oder mehrere dieser Methoden zur Herstellung einer
strahlungsempfindlichen polymeren Verbindung kombiniert werden. So ist es beispielsweise möglich, ein
Verfahren anzuwenden, bei dem ein Copolymeres einer Dienverbindung mit einer Epoxygruppen enthaltenden
Verbindung der Bromierung und Epoxydation unterworfen wird.
Als Polybutadien kann jedes beliebige der Polybutadiene,
nämlich Polybutadien-1,2, Polybutadien-1,4, Polybutadiene, die sowohl 1,2- als auch 1,4-Strukturen haben,
oder Gemische solcher Polybutadiene, eingesetzt werden. Als Polyisopren können ebenfalls beliebige
Isomfc.«! des Polyisoprens eingesetzt werden.
Als Butadien-Copolymere eignen sich Copolymere des Butadiens mit mindestens einem durch Additionspolymerisation
polyvnerisierbaren !Monomeren, insbesondere
Aconitsäure,
Acrylnitril,
Benzalacetophenon,
Butylacrylat,
2-Chlorbenzalacetophenon.
2-Chlor-butadien-l,3.
p-Chiorstyrol,
l-Cyan-butadien-1,3,
2,5-Dichlorstyrol.
Diäthylfumarat,
1,1-Dihydroperfluorbutylacrylat.
Dimethylbutadien,
2,3-DimethyI-butadien-l,3,
Dimethyl-dithiolfumarat,
Dinonylfumarat,
Dinonylmaleat,
Äthyl-I-cyancinnamat,
Hydrononylacrylat,
Isobutylen,
Isopren,
Methacrylsäure,
Methacrylnitril,
Methylacrylat,
Methyl-2-chiorcinnamat,
Methyl-4-chIorcinnamat,
Methylmethacrylat,
«-Methylstyroi,
Methylthiolacrylat
2-MethyI-5-vinyIpyridin,
Nonylmethacrylat,
Styrol,
Triäthylaconitat,
Trimethylaconitat
Vinylchlorid,
Vinylformiat,
Vinylidenchlorid,
Vinylidenbromid,
Vinylnonanoat,
Vinylpinona;,
Vinylundecanoat,
Vinyloctadecanoat.
Als Isopren-Copolymeres können Copolymere von
Isopren mit mindestens einem Monomeren verwendet
werden, die vorzugsweise aus der Verbindungsgruppe Acrylnitril,
2-Chlor-butadien-1,3,
Dirnethylbutadien,
2,3- Dimethy !butadien,
2-Fluorbutadien,
Hexafluorbutadien,
Isobutylen,
Piperylen,
Propylen,
.Styrol.
2-Vinylpyridin und
2-Vinylchinolin
ausgewählt werden.
ausgewählt werden.
Als geeignete Epoxygruppen enthaltende additionspolymerisierbare Monomere sind beispielsweise Glycidylester
von ungesättigten Fettsäuren, wie Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat, zu erwähnen. Als
bromhaltiges additionspolymerisierbares Monomeres läßt sich beispielsweise Vinylidenbromid erwähnen.
Bei diesen Copolymeren wird bevorzugt, daß das Verhältnis der Monomereinheiten der Dienverbindung
zu df- Gesamtzahl der Monomereinheiten im Bereich von 50 bis 95% liegt. Diese Copolymere umfassen
Copolymere einer Dienverbindung mit zwei oder mehreren der vorstehend ausgezählten Comonomeren.
Erfindungsgemäß wird bevorzugt, daß das Molekulargewicht der strahlungsempfindlichen polymeren
Verbindung 1000 bis 10 000 000, insbesondere 100 000 bis 2 000 000, beträgt.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten polymeren Verbindung können bekannte Epoxydations-
und Bromierungsmethoden angewendet werden. So kann beispielsweise eine Verbindung mit einer Epoxystruktur
hergestellt werden, indem als Epoxydationsmittel eine organische Persäure, wie Peressigsäure,
Perbenzoesäure, Perphthalsäure oder p-Chlorperbenzoesäure verwendet wird und diese mit einer Verbindung
umgesetzt wird, die eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweist, wobei diese Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
epoxydiert wird. Eine Brom enthaltende Verbindung kann hergestellt werden, indem
elementares Brom mit einer Verbindung mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung umgesetzt
wird, wobei Bromatome an die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
addiert werden.
Brom in elementarer Form kann in das Reaktionssystem in Form einer Lösung in einem organischen
Lösungsmittel, beispielsweise als Lösung von Brom in
Tetrachlorkohlenstoff, eingeführt werden.
Da elementares Brom hochreaktiv und leicht flüchtig ist, wird die Verwendung von elementarem Brom nicht
bevorzugt, wenn die Bromierung unter Regelung des Bromierungsgrads durchgeführt wird. In diesem Fall
wird vorzugsweise eine Methode angewendet, bei der Brom im Reaktionssystem gebildet wird, indem eine
Bromverbindung, wie Kaliumbromid, mit einer organischen Persäure, wie Peressigsäure, umgesetzt und das so
gebildete Bromatom an die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung addiert wird. Wenn bei diesem Verfahren
die Persäure im Überschuß vorliegt, wird praktisch das gesamte in dem Kaliumbromid vorliegende Brom
als elementares Brom freigesetzt. Wenn die Reaktion fortgesetzt wird, bis die Bromfarbe in der Lösung
verschwindet, wird im wesentlichen das gesamte in das > Reaktionssystem eingeführte Brom an die polymere
Verbindung gebunden. Dieses Verfahren ist daher sehr gut geeignet, wenn die Bromierung quantitativ durchgeführt
werden soll. Da bei dieser Methode zur Freisetzung von Brom die verwendete Peressigsäure
in gleichzeitig als Epoxydationsreagenz wirkt, kann, wenn
die Bromierung und die Epoxydation nacheinander oder gleichzeitig durchgeführt werden, die Anzahl der
verwendeten Reaktanten vermindert werden und können die Reaktionsschritte wirksam vereinfacht
ι -, werden.
Es wird angenommen, daß die hohe Empfindlichkeit gegenüber Elektronenstrahlung einer epoxydierten
polymeren Verbindung wie folgt erklärt werden kann:
Die Epoxygrrppe hat eine hohe Energie der inneren
Die Epoxygrrppe hat eine hohe Energie der inneren
2(i Spannung in ihrer Struktur und der Epoxyring wird
unter der Einwirkung von Elektronenstrahlung wirksam geöffnet. Die geöffneten Epoxygruppe reagiert mit
anderen Epoxygruppen nach einem ähnlichen Mechanismus, wie der Härtungsmechanismus bei praktisch
>5 verwendeten Epoxyharzen unter Ausbildung einer
Vernetzung zwischen den einzelnen Polymermolekülen. Da diese Reaktion sukzessive fortschreitet, werden
mehrere Vernetzungen durch Ringöffnung einer Epoxygruppe ausgebildet. Die Vernetzung von Polymermole-
jn külen erfolgt daher äußerst wirksam durch Bestrahlung
mit Elektronenstrahlung und die Polymermoleküle können daher durch Bestrahlung mit einer relativ
geringen Dosis der Elektronenstrahlung ausreichend unlöslich gemacht werden. Daher hat eine polymere
j5 Verbindung, in deren Molekül mehrere Epoxygruppen
vorliegen, hohe Empfindlichkeit gegenüber Elektronenstrahlen.
Aus den nachstehend erläuterten Gründen wird angenommen, daß eine bromierte polymere Verbindung
w hohe Kontrasteigenschaften gegenüber Elektronenstrahlung
aufweist:
Die Kohlenstoff-Brom-Bindung ist eine Bindung mit hoher Polarität und in einer polymeren Verbindung,
welche solche Bindungen enthält, herrschen große intermolekulare Kräfte. Wenn eine polymere Verbindung
unter der Einwirkung von Elektronenstrahlen unlöslich gemacht wird, so wird dann, wenn die durch
Bestrahlen mit Elektronenstrahlung verursachte Vernetzungsdichte einen gewissen Wert erreicht, eine
dreidimensionale Netzstruktur ausgebildet und daher daL Polymere unlöslich gemacht Wenn die intermolekularen
Kräfte stark sind, so nimmt der Anteil der Polymermoleküle, die nicht vollständig unlöslich gemacht
werden, sondern durch diese starken intermolekularen Kräfte in der Netzstruktur eingeschlossen
werden, zu. Wenn der Anteil der in der Netzstruktur eingeschlossenen Polymermoleküle ansteigt, so wird
das Verhältnis der Erhöhung der Dicke der unlöslich gemachten Polymer-Schicht zu dem Anstieg der Dosis
der Elektronenstrahlung erhöht In der Elektronenstrahlen-Empfindlichkeitscharakteristik
(dem Zusammenhang zwischen der Dicke der unlöslich gemachten Polymer-Schicht und der Dosis der Elektronenstrahlung)
wird somit der Kontrast (der Gradient der
ChäTäkierisiikkurve) erhöht Somit wird der Kontrast
bei der Elektronenstrahlungs-Empfindlichkeitscharakteristik
der polymeren Verbindung durch Bromierung dieser Verbindung erhöht
In den nachstehend ausgeführten Beispielen werden die Empfindlichkeitscharakteristika gegenüber Elektronenstrahlen
hauptsächlich als Strahlungsempfindlichkeits-Charakteristika der strahlungsempfindlichen polymeren
Materialien gemessen und die ausgezeichneten Wirkungen, welche durch die Erfindung erzielt werden,
werden aufgrund dieser Meßwerte erläutert. Durch Forschungsarbeiten wurde gefunden, daß zwischen den
Empfindlichkeiten von polymeren Materialien gegenüber verschiedenen Strahlungen gewisse Parallelzusammenhänge
bestehen. So werden beispielsweise von P. V. Lenzo und E. G. Spencer in »Applied Physical Letters«,
Bd. 24, (1974), Seite 289, Ergebnisse der Messung der Empfindlichkeiten gegenüber Elektronenstrahlung und
weicher Röntgenstrahlung für verschiedene polymere Materialien beschrieben und es wird der Schluß
gezogen, daß zwischen den beiden Empfindlichkeiten ein im wesentlichen proportionaler Zusammenhang
besteht. Es wird daher angenommen, daß die erfingebildete Niederschlag von Natriumsulfat wird entfernt,
wobei eine Esshsäurelcsung von Peressigsäure erhalten wird, die etwa 1,1 Mol Peressigsäure pro Liter enthält.
Zu der vorstehend beschriebenen Polybutadienlösung wird die so hergestellte Lösung von Peressigsäure in
Essigsäure bei Raumtemperatur in einer Menge zugesetzt, die zur Epoxydation sämtlicher Doppelbindungen
des Polybutadiens ausreicht, und'das Gemisch wird 2 Stunden gerührt, um die Epoxydation des
in Polybutadien-1,2 zu erreichen.
Durch die während 2 Stunden durchgeführte Epoxydationsreaktion werden alle Einheiten der Polybutadien-
1,4-Struktur, die in dem Polybutadien-1,2 enthalten sind, im wesentlichen epoxydiert, während die Polybuta
i'i dien-l,2-Strukturen kaum epoxydiert werden. Diese
Tatsache läßt sich durch die Analyse des kernmagnetischen Resonanzspektrums (NMR-Spektrum) des Reaktionsprodukte
nachweisen. Das so epoxydierte Polybntadien-1,2 enthält daher noch einen großen Anteil an
Materialien hohe Empfindlichkeit und hohen Kontrast nicht nur gegenüber Elektronenstrahlung, sondern auch
gegenüber anderen Strahlungsarten, wie weicher Röntgenstrahlung, haben, wenn auch in den Beispielen
nur die Empfindlichkeitscharakteristika für Röntgenstrahlung gemessen wurden. Diese Tatsache läßt sich
jedoch außerdem experimentell beweisen.
Die Art des flüssigen Entwicklers, der zur Entwicklung des erfindungsgemäßen strahlungsempfindlichen
Materials verwendet wird, hat einen Einfluß auf die Auflösung. Wie auf diesem Fachgebiet gut bekannt ist,
kann als Entwickler ein Lösungsmittel verwendet werden, welches zum Auflösen des strahlungsempfindlichen
Materials befähigt ist, jedoch nicht befähigt ist, das durch Einwirkung der Strahlung vernetzte Produkt aus
diesem Material zu lösen. Im allgemeinen kann eine bevorzugte Auflösung erreicht werden, denn Dioxan,
Butylacetat oder ein Dioxan oder Butylacetat enthaltendes Mischlösungsmittel, beispielsweise Butylacetat-Äthylcellosolve
oder Dioxan-Äthylcellosolve, verwendet wird.
Wie aus den nachstehend erläuterten Beispielen ersichtlich ist, wird d>?. Empfindlichkeit gegenüber
Elektronenstrahlung erhöht, wenn eine polymere Verbindung verwendet wird, in deren Molekül mehrere
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen vorliegen, und wenn die epoxydierte Verbindung bromiert wird, so
wird der Kontrast der Elektronenstrahlen-Empfindlichkeitscharakteristik erhöht.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erläutert. In allen Beispielen
wurde das Molekulargewicht mit Hilfe der Viskositätsmethode gemessen.
Zu 50 ml Monochlorbenzol werden 1,5 g Polybutadien- 1,2 mit einem Anteil der 1 ^-Struktur von etwa
82%, einem Anteil der 1,4-Struktur von etwa 18% und einem Molekulargewicht von etwa 160 000 gegeben und
das Gemisch wird unter Bildung einer homogenen Lösung erhitzt Getrennt davon wird eine Lösung von
Peressigsäure in Essigsäure zur Verwendung für die Epoxydation in folgender Weise hergestellt: 0,20 ml
konzentrierter Schwefelsäure, 22 ml Eisessig und 4,1 ml 30%iges wäßriges Wasserstoffperoxid werden miteinander
vermischt und das Gemisch wird über Macht stehengelassen. Dann werden 3,0 g Natriumacetat-trihydrat
zugesetzt und in dem Gemisch gelöst Der
tiiiu uaa
ciiiiiati
noch eine große Menge an nicht umgesetzter Peressigsäure.
Während das Reaktionsgemisch kontinuierlich gerührt wird, wird dann eine Lösung von 2,3 g
-'"> Kaliumbromid, (die Brom in einer Menge enthält, die zur Addition an 35% der ursprünglichen Doppelbindungen
in dem Ausgangs-Polybutadien-1,2 ausreicht) in 7 ml Wasser dem Reaktionsgemisch zugefügt. Durch die
Reaktion von Kaliumbromid mit der im Reaktionsge-
JIi misch verbliebenen Peressigsäure wird Brom freigesetzt
und die Farbe des Reaktionsgemisches wird braun. Während jedoch die Addition von Brom an die
Doppelbindungen von Polybutadien-1,2 fortschreitet, wird allmählich Brom verbraucht und das Reaktionsge·
ü misch wird farblos.
Das Reaktionsgemisch wird dann 2mai mit etwa 200 ml Wasser gewaschen und 20 g Natriumbicarbonat
werden dem Reaktionsgemisch zugesetzt, um die verbliebene Essigsäure und eine winzige Menge an
Peressigsäure zu neutralisieren. Dann werden 25 ml Cyclohexan dem Reaktionsgemisch zugefügt und das
erhaltene Gemisch wird der Zentrifugai^bscheidung unterworfen, wobei ein durchsichtiger überstehender
Anteil gewonnen wird. Dann werden 50 ml Cyclohexan dem überstehenden Anteil zugesetzt, um die gebildete
polymere Verbindung auszufällen, und der Niederschlag wird gewonnen. Dieses Produkt ist bromiertes epoxydiertes
Polybutadien-1,2. Die Tatsache, daß Polybutadien-1,2
mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens epoxydiert und bromiert worden ist, kann
durch das Infrarot-Absorptionsspektrum des Produkts bestätigt werden. In diesem Spektrum treten ein für die
Epoxygruppe charakteristisches Absorptionsmaximum bei einer Wellenzahl von 830 cm-1 und ein für die
Kohlenstoff-Brom-Bindung charakteristisches Absorptionsmaximum bei einer Wellenzahl von 600 cm-' auf.
In der so gebildeten polymeren Verbindung beträgt der Epoxydationsgrad etwa 18% und der Bromierungsgrad
etwa 35%.
Die Strahlungsempfindlichkeits-Charakteristika des mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Methode
erhaltenen bromierten epoxydierten Polybutadiens-1,2 werden nach folgender Methode gemessen: Das
erhaltene bromierte epoxydierte Polybutadien-1,2 wird
in 20 ml Monochlorbenzol unter Bildung einer homogenen Lösung gelöst und die Lösung wird durch
Rotationsbeschichten auf ein oxydiertes Siliciumplättchen aufgetragen und getrocknet, wobei eine Polymer-
Schicht einer Dicke von 03 bis 0,6 μιπ gebildet wird. Das
beschichtete Plättchen wird in ein« Elektronenstrahlen-Belichtungsvorrichtung
gelegt und unter Vakuum mit Elektronenstrahlung einer Beschleunigungsspannung von 15 kV bestrahlt, wobei die Dosis variiert wird. Dann
wird das beschichtete Plättchen aus der Vorrichtung entnommen und 2 Minuten in Monochlorbenzol
getaucht, um die Entwicklung durchzuführen. Dann wird das Monochlorbenzol durch Heißlufttrocknung entfernt
und die Dicke der durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen unlöslich gemachten Polymerschicht, der auf
der Oberfläche des Siüciumplättchens verblieben ist,
wird mit Hilfe eines Interferenzmikroskops gemessen. Die Dicke der nach der Entwicklung verbliebenen
Schicht wird gegen die Elektronenstrahlungsdosis aufgetragen, wobei eine Kurve für die Elektronenstrahlen-Empfindlichkeitscharakteristik,
d.h. die in F i g. 1 gezeigte Kurve I, erhalten wird. Zum Vergleich werden
die Elektronenstrahlen-Empfindlichkeitscharakteristika ucs als Aus^aiigMiiaiei iai verwendeten Polybutadien-1,2
und des als Zwischenprodukt gebildeten epoxydierteri Polybutadien-1,2 mit Hilfe der gleichen
Methode gemessen, wobei die in Fig. 1 gezeigten Kurven 2 bzw. 3 erhalten werden.
Das epoxydierte Polybutadien-1,2 ist eine Verbindung,
die mit Hilfe einer in gleicher Weise wie vorstehend beschriebenen Epoxydation erhalten wird,
wobei die gleichen Ausgangsreagentien verwendet werden, jedoch das Produkt der Epoxydationsreaktion
ohne Durchführung der Bronverung abgetrennt und gereinigt wird.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, werden die Elektronenstrahlen-Empfindiichkeitscharakteristika
(Kurve 2) von Polybutadien-1,2 in Richtung von niederen Dosen, d. h.
in Richtung hoher Empfindlichkeit verschoben (gegen Kurve 3 hin), wenn die Epoxydation vorgenommen
wird, and es wird dadurch bestätigt, daß die Epoxydation wirksam zum Verbessern der Empfindlichkeit
gegenüber Elektronenstrahlung ist. Wenn auch demgegenüber die Elektronenstrahlen-Empfinulichkeitscharakteristik
(Kurve 3) von epoxydiertem Polybutadien-1,2 durch die Bromierung in Richtung hoher Dosen,
d. h. niederer Empfindlichkeit (gegen Kurve 1) verschoben wird, so wird doch gleichzeitig der Kontrast (der
Gradient der Kurve) erhöht und es wird bestätigt, daß durch die Bromierung in wirksamer Weise die hohen
Kontrasteigenschaften verbessert werden.
Beispie! 2
Mit Hilfe einer Methode, die der in Beispiel 1 beschriebenen Methode ähnlich ist, wird bromiertes
epoxydiertes Poiybutadien-1,2 mit niedrigerem Bromierungsgrad
als das Produkt gemäß Beispiel 1 hergestellt
Im einzelnen werden 1,5 g Polybutadien-1,2 mit einem
Anteil an 1,2-Struktur von etwa 82%, einem Anteil an
1,4-Struktur von etwa 18% und einem Molekulargewicht von etwa 160 000 zu 45 ml Monochlorbenzol
gegeben und das Gemisch wird unter Bildung einer homogenen Lösung erhitzt Eine in gleicher Weise wie
in Beispiel 1 hergestellte Lösung von Peressigsäure wird zu der Lösung zugefügt und die Epoxydation wird 2
Stunden unter Rühren durchgeführt Dann wird eine Lösung von 1,10 g Kaliumbromid (das Brom in einem
Anteil enthält, der zur Addition an 17% der Doppelbindungen des als Ausgangsmaterial verwendeten Polybutadien-1,2
ausreicht) in 10 ml Wasser zu dem Reaktionsgemisch zugefügt und die Bromierungsreaktion wird
durchgeführt, bis die braune Farbe des Reaktionsgemisches verschwindet.
Das Reaktionsgemisch wird 2mal mit 200 ml Wasser gewaschen und 2 g Natriumbicarbonat werden zuge-
-. setzt, um das Gemisch zu neutralisieren. Dann werden 5,5 ml Cyclohexan zu dem Reaktionsgemisrh .'.ugsfügt
und durch Zentrifugalabscheidung wird eine durchsichtige Polymerenlösung gewonnen. Zu der se gewonnenen
Polymerenlösung werden 70 ml Cyclohexan gegeben und die ausgefällte polymere Verbindung wird
abgetrennt und aus der Lösung gewonnen, wobei bromiertes epoxydiertes Polybutadien-1,2 mit einem
Epoxydationsgrad von etwa 18% und einem Bromierungsgrad von etwa 17% erhalten wird.
Das so hergestellte bromierte epoxydierte Polybutadien-1,2
wird in 30 ml Monochlorbenzol gelöst und die
Elektronenstrahlen-Empfindlichkeitscharakteristika werden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 bestimmt,
wobei die in Kurve 4 der F i g. 2 gezeigten Ergebnisse -'Ii erhalten werden. Es isi cisiCniliCh, daß das so
hergestellte bromierte epoxydierte Polybutadien-1,2 ein
strahlungsempfindliches polymeres Material ist, welches ebenso hohe Empfindlichkeit und hohen Kontrast wie
das in Beispiel 1 erhaltene Produkt zeigt.
Nach einem ähnlichen Verfahren wie der in Beispiel 1 beschriebenen Methode wird bromiertes epoxydiertes
in Polybutadien-1,2 mit niedrigerem Bromierungsgrad als
das Produkt gemäß Beispiel 2 hergestellt.
Im einzelnen werden 1,5 g Polybutadien-1,2 mit einem
Anteil an 1.2-Struktur von etwa 82%, einem Anteil an 1,4-Struktur von etwa 18% und einem Molekularge-
si wicht von etwa 160 000 zu 30 ml Monochlorbenzol
gegeben und das Gemisch wird unter Bildung einer homogenen Lösung erhitzt. Eine in gleicher Weise wie
in Beispiel 1 hergestellte Peressigsäurelösung wird zu der Lösung zugefügt und die Epoxydation wird 2
Stunden unter Rühren du-chgeführt. Dann wird eine Lösung von 0,60 g Kaliumbromid (mit einem Gehalt an
Brom, der ausreicht, um sich an 9% der Doppelbindungen des Ausgangs-Polybutadien-1,2 zu addieren) und
5 ml Wasser zu dem Reaktionsgemisch zugefügt und die
4> Bromierungsreaktion wird so lange durchgeführt, bis die
Braunfärbungdes Reaktionsgemisches verschwindet.
Das Reaktionsgemisch wird 2mal mit 200 ml Wasser gewaschen und 2 g Natriumbicarbonat werden zugesetzt,
um das Gemisch zu neutralisieren. Dann werden
in 140 ml Cyclohexan zu dem Reaktionsgemisch zugesetzt
und eine durchsichtige Polymerenlösung wird durch Zentrifugalabscheidung gewonnen. Dann werden
300 ml Cyclohexan zu der so gewonnenen Poiymeriösung
zugesetzt und die ausgefällte polymere Verbindung wird aus der Lösung abgetrennt und gewonnen,
wobei bromiertes epoxydiertes Polybutadien-1,2 mit einem Epoxydationsgrad von etwa 18% und einem
Bromierungsgrad von etwa 9% erhalten wird.
Das so hergestellte bromierte epoxydierte Polybutadien-1,2
wird in 30 ml Monochlorbenzol gelöst und die Elektronenstrahlen-Empiindlichkeitscharakteristika
werden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 bestimmt, wobei die in Kurve 5 der F i g. 2 gezeigten Ergebnisse
erhalten werden. Es ist ersichtlich, daß der so hergestellte bromierte epoxydierte Polybutadien-1,2 ein
strahlungsempfindliches polymeres Material ist, das ebenso wie das in Beispiel 1 erhaltene Produkt hohe
Empfindlichkeit und hohen Kontrast zeigt
In 50 ml Monochlorbenzol wurden 1,5 g Polybutadien-1,4 mit einem Molekulargewicht von etwa 330 000
unter Bildung einer homogenen Lösung gelöst Dann wurde eine Lösung von 33 g Kaliumbromid (mit einem
Bromgehalt, der zur Addition an 50% der Doppelbindungen des Polybutadien-1,4 ausreicht) in 10 ml Wasser
zu der vorstehend angegebenen Lösung zugefügt und das Gemisch wird ausreichend gerührt Während das
Rühren fortgesetzt wird, werden 40 ml einer Lösung von Peressigsäure in Essigsäure in gleicher Weise wie in
Beispiel 1 hergestellt (mit einem Gehalt an Peressigsäure entsprechend dem 1.6fachen der Menge, die zur
vollständigen Epoxydation der Doppelbindungen des Polybutadien-1,4 erforderlich ist) und nach und nach zu
dem vorstehend beschriebenen Gemisch zugesetzt Bei jedem Zusatz der Peressigsäurelösung tritt eine
Braunfärbung durch Brom auf und verschwindet dann wieder. Nach der Beendigung der stufenweisen Zugabe
der P<;ressigsäureiösung wird das Rühren noch 2 Stunden fortgesetzt, um die Bromierung und Epoxydation zu fördern. Die Färbung durch Brom verschwindet
in mehreren Minuten und es wird bestätigt daß die Bromierung in einer relativ frühen Stufe beendet ist
Das erhaltene Reaktionsgemisch wird 2mal mit
200 ml Wasser gewaschen und durch Zugabe von 2 g Natriumbicarbonat neutralisiert Dann werden 30 ml
Cyclohexan und 1,5 ml Monochlorbenzol zu dem Reaktionsgemisch gegeben und durch Zentrifugalabscheidung wird eine durchsichtige Polymerenlösung
erhalten. Zu dieser Lösung werden 10 ml Cyclohexan zugefügt und der erhaltene Niederschlag wird gewonnen, wobei bromiertes epoxydiertes Polybutadien-1,4
mit einem Epoxydationsgrad von etwa 30% und einem Bfomierungsgrad von etwa 50% erhalten wird.
Die Tatsache, daß PoIybutaJien-1,4 mit Hilfe des
beschriebenen Verfahrens bromiert und epoxydiert wird, wird durch das Infrarot-Absorptionsspektrum des
Produkts bestätigt Ein für die Kohlenstoff-Brom-Bindung charakteristisches Absorptionsmaximum tritt bei
einer Wellenzahl von 550 cm-' auf und ein für die Epoxygruppe charakteristisches Absorptionsmaximum
tritt bei einer Wellenzahl von 810 cm -' auf.
Das so hergestellte bromierte epoxydierte Polybutadien-1,4 wird in 15 ml Monochlorbenzol gelöst und
die Elektronenstrahlungs-Empfindlichkeitscharakteristika werden nach der in Beispiel 1 beschriebenen
Methode bestimmt wobei die in Kurve 6 der F i g. 3 gezeigten Ergebnisse erhalten werden. Aus Kurve 6 ist
leicht ersichtlich, daß das bromierte epoxydierte Polybutadien-1,4 ein strahlungsempfindliches Material
mit sehr hoher Empfindlichkeit und sehr hohem Kontrast ist. Zum Vergleich wurde die Elektronenstrahlung-Empfindlichkeitscharakteristik des als Ausgangsmaterial verwendeten Polybutadien-1,4 (Kurve 7) und
des epoxydierten Polybutadien-1,4 (Kurve 8) gemessen. Beide Kurven sind ebenfalls in F i g. 3 gezeigt. Wie in
Beispiel 1 erläutert wurde, ist ersichtlich, daß die Elektronenstrahlen-Empfindlichkeit von Polybutadien-1,4 durch Epoxydation erhöht wird und daß der
Kontrast durch die Bromierung erhöht wird.
In 75 ml Monochlorbenzol werden 2,76 g Polybutadien-1,4 unter Bildung einer homogenen Lösung gelöst.
Während die Lösung gerührt wird, wird dazu eine Lösung von 2,79 g Brom in 25 ml Monochlorbenzol
tropfenweise zugefügt Die braune Färbung von Brom verschwindet sofort bei Zugabe von Brom zu Polybutadien-1,4.
Nach Beendigung der tropfenweisen Zugabe von
Brom wird eine Lösung von 0,5 g Natriumacetat-trihydrat in 5 ml Wasser zu dem Reaktionsgemisch gegeben,
um eine geringe Menge an Bromwasserstoff, der durch die Reaktion gebildet wurde, zu neutralisieren, und das
Gemisch wird gerührt
Dann werden zu dem Reaktionsgemisch 25 ml einer Essigsäurelösung von Peressigsäure, die in gleicher
Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, zugesetzt und die Epoxydation wird 1,5 Stunden unter Rühren
durchgeführt Dann wird das Reaktionsgemisch 2mal
is mit 100 ml Wasser gewaschen und mit 2JS g Natriumbicarbonat neutralisiert Danach werden 100 ml Toluol zu
dem Reaktionsgemisch zugesetzt und das Gemisch wird der Zentrifugalabscheidung unterworfen, wobei eine
durchsichtige Polymerenlösung gewonnen wird.
Schließlich werden der Lösung 200 ml Cyclohexan zugesetzt und das ausgefällte Polymere wird abgetrennt
und gewonnen, wobei bromiertes epoxydiertes Polybutadien-1,4 mit einem Epoxydationsgrad von etwa 30%
und einem Bromierungsgrad von etwa 34% erhalten
wird.
Das so hergestellte bromierte epoxydierte Polybutadien-1,4 wird in 30 ml Monochlorbenzol gelöst und die
Elektronenstrnhlen-Empfindlichkeitscharakteristika
werden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 gemessen,
wobei die in Kurve 9 in Fig.4 gezeigten Ergebnisse
erzielt wurden. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß auch das Produkt dieses Beispiels ein strahlungsempfindliches polymeres Material ist, das hohe Empfindlichkeit und hohen Kontrast aufweist
In 5OmI Monochlorbenzol werden 1,9 g Polyisopren-1,4 gelöst, wobei eine homogene Lösung gebildet
wird. Eine Lösung von 33 g Kaliumbromid (die Brom in
einer solchen Menge enthält die zur Addition an 50% der Doppelbindungen des Polyisopren-1,4 ausreicht) in
10 ml Wasser wird zu der vorstehend angegebenen Lösung zugesetzt Das Gemisch wird ausreichend
gerührt und während das Rühren fortgesetzt wird,
werden 32 ml einer in gleicher Weise wie in Beispiel 1
hergestellten Lösung von Peressigsäure in Essigsäure zu dem Gemisch zugesetzt. Die Farbe des durch Reaktion
zwischen der Peressigsäure und dem Kaliumbromid gebildeten Broms verschwindet praktisch sofort durch
so die Addition von Brom an die Doppelbindungen von
gerührt, um die Epoxydation zu beschleunigen.
200 ml Wasser gewaschen und durch Zugabe von 2 g Natriumbicarbonat neutralisiert und 100 ml Cyclohexan
werden dem Reaktionsgemisch zugesetzt und das erhaltene Gemisch wird der Zentrifugalabscheidung
unterworfen, wobei eine durchsichtige Polymerenlö
sung erhalten wird. Dann werden 50 ml Cyclohexan zu
der Polymerenlösung zugesetzt und das ausgefällte Polymere wird aus der Lösung abgetrennt und isoliert,
wobei bromiertes epoxydiertes Polyisopren-1,4 mit einem Epoxydationsgrad von etwa 30% und einem
Die Tatsache, daß Polyisopren-1,4 mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens bromiert und
epoxydiert wird, wird durch das Infrarot-Absorptions-
spektrum des Produkts bestätigt, in welchem charakteristische
Absorptionsmaxima für die Kohlenstoff-Brom-Bindung und] die Epoxygruppen bei Wellenzahlen von
550 cm -' bzAv. 875 cm ~' beobachtet werden.
Das so erhaltene bromierte epoxydierte Polyiso- s pren-1,4 wird in einem Mischlösungsmittet aus 20 ml
Monochlorbenzol und 2OmI Toluol gelöst und die Elektronenstrahlungs-Empfindlichkeitscharakteristika
werden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 bestimmt, wobei die in Kurve 10 der F i g. 5 gezeigten Ergebnisse
erhalten werden. Aus dieser Kurve ist ersichtlich, daß das so hergestellte bromierte epoxydierte Polyisopren-1,4
ein strahlungsempfindliches polymeres Material ist, das sehr hohe Empfindlichkeit und sehr hohen
Kontrast hat Zum Vergleich sind die Elektronenstrahllen-Empfindlichkeitscharakteristika
des als Ausgangsmaterial dienenden Polyisopren-1,4 (Kurve 11) und des
epoxydierten Polyisopren-1,4 (Kurve 12) in Fig.5 gezeigt Wie in den Beispielen 1 und 4 beschrieben ist,
wird die Elektronenstrahlungs-Empfindlichkeit des 2»
Polyisopren-1,4 (Kurve 11) durch die Epoxydation
erhöht (in Richtung von Kurve 12) und der Kontrast wird durch Bromierung erhöht (in Richtung Kurve 10).
In 4OmI Monochlorbenzol werden i,5g eines
Styrol-Butadien-Copolymeren mit 40 Mol-% Styrol und 60 Mol-% Butadien unter Bildung einer homogenen
Lösung gelöst Eine Lösung von 1,1 g Kaliumbromid in in
5 ml Wasser wird zu der vorstehend erwähnten Lösung zugesetzt und das Gemisch wird ausreichend gerührt.
Während das Gemisch gerührt wird, werden 20 ml emer Essigsäurelösung von Peressigsäure, die in
gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt worden war, j5
zu dem Gemisch zugesetzt Die Farbe des durch Reaktion zwischen Peressigsäure und Kaliumbromid
gebildeten Broms verschwindet in wenigen Minuten durch die Addition von Brom an die Doppelbindungen
des Styrol-Butadien-Copolymeren. Das Reaktionsge- -to misch wird 2 Stunden und 20 Minuten gerührt, um die
Epoxydation zu beschleunigen.
Das gebildete Reaktionsgemiseh wird 2mal mit 200 ml Wasser gewaschen und mit 2 g Natriumbicarbonat
neutralisiert und 30 ml Cyclohexan werden dem Reaktionsgemiseh zugesetzt Das Gemisch wird dann
der Zentrifugalabscheidung unterworfen, wobei eine durchsichtige Polymerlösung gebildet wird Dann
werden 60 ml Cyclohexan dieser Polymerlösung zugesetzt und das ausgefällte Polymere wird aus der Lösung
abgetrennt, wobei ein bromiertes epoxydiertes Styrol-Butadien-Copolymeres
mit einem Epoxydationsgrad von etwa 40% und einem Bromierungsgrad von etwa 28% erhalten wird.
Die Tatsache, daß das Styrol-Butadien-Copolymere mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Methode
bromiert und epoxydiert wurde, wird durch das Infrarot-Absorptionsspektrum des Produkts bestätigt,
in welchem charakteristische Absorptionsmaxima für die Kohlenstoff-Brom-Bindung und die Epoxygruppen
bei Weiienzahien von 550 cm -' bzw. 890 cm -' beobachtet
werden. Das zuletzt angegebene Maximum tritt als Schulter des benachbarten Maximums in Erscheinung.
Das so hergestellte bromierte epoxydierte Styrol-Butadien-Copolymere
wird in 30 ml Monochlorbenzol gelöst und die Elektronenstrahlen-Empfindlichkeitscharakteristika
werden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 bestimmt, mit der Abänderung, daß Dioxan als
Entwickler verwendet wird. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Kurve 13 der Fig. 6 gezeigt.
Zum Vergleich werden die Elektronenstrahlen-Empfindlichkeitscharakteristika
des als Ausgangsmaterial verwendeten Styrol-Butadien-Copolymeren (Kurve 14) und des epoxydierten Styrol-Butadien-Copolymeren
(Kurve 15) ebenfalls in Fig.6 gezeigt. Wie in den
Beispielen 1, 4 und 6 dargestellt ist, wird die Empfindlichkeit des Styrol-Butadien-Copolymeren
(Kurve 14) durch Epoxydation erhöht (in Richtung Kurve 15) und der Kontrast wird durch Bromierung
erhöht (in Richtung Kurve 13).
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
- Patentansprüche;U Strahlungsempfindliches Material, das als strahlwigsempfindjiche Komponente eine organische polymere Verbindung, die im Molekül mehrere Epoxygruppen aufweist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine der nachstehenden epoxydierten und zusätzlich bromierten Verbindungen als strahlungsempfindliche Komponente enthält: bromierte und epoxydierte Polymere oder Copolymere des Butadiens, bromierte und epoxydierte Polymere oder Copolymere des Isoprens, Bromierungsprodukte von Copolymeren des Butadiens oder Isoprens mit additionspolymerisierbaren Verbindungen, welche eine Epoxygruppe enthalten, und Epoxydationsprodukte von Copolymeren von Butadien oder Isopren mit additionspolymerisierbaren Verbindungen, die mindestens ein Bromatom enthalten, wobei der Epoxydationsgrad der polymeren Verbindung 17 bis 70% und der Bromienmgsgrad der polymeren Verbindung 7 bis 50% betragen und der Wert der Summe des Epoxydationsgrades und des Bromierungsgrades weniger als 100% beträgt
- 2. Strahlungsempfindlinhes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht der polymeren Verbindung im Bereich von 1000 bis IU 000 000 liegt.
- 3. Strahlungsempfindliches Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Copolymeres von Butadien mit mindestens einem der folgenden Monomeren:Aconiisäure,Acrylnitril,Benzalacetophenon,Butylacrylat,2-Chiorbenzaiacetophenon,2-Chlor-butadien-l,3,p-Chlorstyrol,l-Cyanbutadien-1,3,2,5-Dichlorstyrol,Diäthylfumarat,1,1 -Dihydroperfluorbutylacrylat,Dimethylbutadien,2r3-Dimethylbutadien-l,3,Dimethyldithiolfumarat,Dinonylfumarat,Dinonylmaleat.Äthyl- J -cyancinnamat,Hydrononylacrylat,Isobutylen,Isopren,Methacrylsäure,Methacrylnitril,Methylacrylat,Methyl-2-chlorcinnamat,Methyl-4-chlorcinnamat,Methylmethacrylat,Λ-Methylstyrol,Methylthiolacrylat,2Methyl-5-vinylpyridin,Nonyl-methacrylat,Styrol,Fiiälhylaconitrat,rrimethylaconitat,Vinylchlorid,Vinylformiat,Vinylidenchlorid,Vinylidenbromid,Vinylnonanoat,Vinyloctadecanoat, VinylpionatoderVtnylundecenoatenthält, in welchem die Monomereinheiten des Diens SO bis 95% der Gesamtmonomereinheiten des Copolymeren ausmachen.
- 4. Strahlungsempfindliches Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Copolymeres von Isopren mit mindestens einem der folgenden Monomeren:Acrylnitril, 2-Chlor-butadien-13,Dimethylbutadien,2,3-Dimethylbutadien,2-Fluorbutadien,Hexafluorbutadien, Isobutylen,Piperylen,Propylen,Styrol,2-Vinylpyridin oder 2-Vinylchinolinenthält, in welchem die Monomereinheiten des Diens 50 bis 90% der Gesamtmonomereinheiten des Copolymeren ac «machen.
- 5. Strahlungsempfindliches Material nach Anjo spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Copolymerisate als Epoxygruppen enthaltende additionspolymerisierbare Verbindung einen Glycidylester einer ungesättigten Fettsäure enthalten.
- 6. Strahlungsempfindliches Material nach Ani"> spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Glycidy- lester einer ungesättigten Fettsäure Glycidylmethacrylat oder Glycidylacrylat ist.
- 7. Strahlungsempfindliches Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Copolymeres einer Brom entha?'-enden additionspolymerisierbaren Verbindung ein Copolymeres von Vinylidenbromid enthält.
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