Превращения за счет боковых цепей полимеров
/ |
/ |
По-видимому, потенциальная поверхность возбужденного состояния хромофора N02 взаимодействует с электронным облаком связи С—Н таким образом, что результатом потери энергии возбуждения оказывается внедрение атома кислорода в связи С—Н, Дальнейшая судьба гидроксильной функции зависит от природы других заместителей у атома углерода. Из о-нитробензальде- гида образуется о-нитрозобензойная кислота; из эфиров 2-нитро- |
Ароматические нитросоединения, содержащие в орто-положении атом углерода со связью С—Н, способны под действием света восстанавливать нитрогруппу до нитрозогруппы, а атом углерода окислять до гидроксипроизводного [52]:
.0 |
бензилового спирта и его производных на первом этапе должен образоваться кислый эфир кеталя (или ацеталя), однако он термически нестоек и распадается с образованием нитрозоарилкетона (альдегида) (см. раздел VI. 1.1) и соответствующей кислоты (бензойной, уксусной, малеиновой, толуолсульфокислоты и др.) [53]; квантовые выходы образования кислот составляют примерно 10 %:
■NO /14/OCOR' R"^OH |
■N°2 . h |
Ч /Ч/OCOR2 R-^^H |
Uk^o + R'COOH |
где R = C6H6> CH3) COCH = CHCOOH, S02C6H4CH3-n и др.
Благодаря такому расщеплению о-нитробензильный остаток используется как защитный для концевых карбоксильных групп [54].
Расщепление связей и образование кислот, а также нитрозопроизводных под действием света является химической основой процессов создания рельефов при экспонировании слоев с такими соединениями. Образовавшаяся при экспонировании нитрозобензойная кислота катализирует сшивание многих полимеров, в том числе и резольной смолы [пат. Великобритании 2100872]; выделяющиеся при фотолизе о-нитробензиловых эфиров кислоты, а из образующихся карбаминовых кислот — амины могут термоотвер- ждать эпоксисоединения. Эти реакции позволяют создать негативные резистные слои, в том числе и для пленочных материалов [пат. США 4035189; пат. ФРГ 2309062];
•N02 ftv
-O^NR'r — QX^ + R'R'KH+C0=
J I I
R О R
о-Нитробензилакрилат имеет максимум поглощения при 261 нм. Экспонирование тонкого слоя сополимера 40 % о-нитробензилакри - лата и 60 % метилметакрилата с добавкой трикрезилфосфата привело к о-нитрозобензальдегиду и акрилатному полимеру с кислотными функциями. Эта кислота растворима в щелочи, благодаря чему был получен на подложке олеофильный позитивный рельеф [пат. США 3849137; пат. ФРГ 2150691], который используют как копировальный слой, не требующий применения лаков. Аналогичные композиции рекомендуются и для создания фоторезистов для микроэлектроники. В последующих разработках — сополимер о - нитробензилакрилата, алкилакрилата и метилметакрилата совмещали с небольшим количеством триметилолпропана, этерифициро - ванного p-этилениминопропионовой кислотой, или изоцианата. Экспонированные участки слоев композиции толщиной 50 мкм не растворялись в органических растворителях и обладали более высокой адгезией к подложке, чем исходная система [пат. ФРГ
сн. |
СН3 |
||
tpl |
•" + |
||
- /° |
п |
соон |
п |
2242394; пат. США 3926636]: |
Квантовый выход расщепления эфира приближается к 1, в целом светочувствительность слоя не хуже, чем у нафтохинондиазид - ных фоторезистов; слой отличается большой термостойкостью, гомогенностью, он не окисляется кислородом [53]. Следует отметить, что при больших временах экспонирования первично образовавшийся о-нитрозобензальдегид дает окрашенные азопроизводные, фильтрующие свет; по-видимому, светочувствительность системы не удается в заметной степени регулировать добавкой сенсибилизаторов или тушителей.
На основе эфиров о-нитробензилового спирта и его производных могут быть получены светочувствительные пленкообразующие полимеры и сополимеры с различными свойствами. Примеры таких систем, включающий полициклические, гетероароматические и замещенные о-нитробензильные соединения и сополимеры их эфи» ров с ненасыщенными кислотами, приведены в пат. США 3849137 и пат. ФРГ 2150691. На подобной основе разработан также и пленочный фоторезист [пат. ФРГ 2922746]. Его получают, например, из сополимера 40 ч. о-нитробензилакрилата, 54 ч. метилметакри - лата, 1 ч. акриловой кислоты и 1 ч. азодиизобутиронитрила, добавляя пластификатор и черный краситель. Экспонированная часть несколько выцветает, что обеспечивает хороший цветовой контраст. Проявляют водно-органическим раствором триэтаноламина. Резист хорошо выдерживает травление кислотой, растворами FeCl3, CuCl2 и (NH4hS208, а также в щелочах; он может быть использован и как гальванорезист.