Способ контроля качества позитивных фоторезистов

Патент 1027792

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОЗИТИВНЫХ ФОТОРЕЗИСТОВ, основанныйна определении величины, характеризующей время отслаивания в проявителе, и оценке по ее значению качества фоторезиста, нанесенного на подложки. .отличающийся тем, что, с целью расширения области применения , одну из подложек с нанесенным фоторезистом облучают ультрафиолетовым излучением с интенсивностью, превышающей оптимальную, после чего обе подложки подвергают термообработке и дополнительному облучению с интенсивноЬтью ниже оптимальной,а качество оценивают по величине , -tj-t, где Г1 - критерий качества; t - время отслаивания в проявителе дважды облученной пленки фоторезиста; bti- время отслаивания однократно, облученной пленки фоторезиста . (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПЯЬЛИН (19) (И1

ЗШ Н 01L 21 312; ЬОЗ t- 7/26 госудм ственный номитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 33861 54/18-21 (22) 21. 01. 82 (46) 07. 07. 83. Бюл. 9 25 (72) Л.И.Максимова, О.С.Кострова и ID.И.Федоров (53) 681.321.002(088.8) (56) 1. "Электронная техника". Сер.

"Материалы". M., 1973, вып.9, с. 64.

2. Авторское свидетельство СССР

9 580485, кл. G 01 Й 19/04, 1977 (прототип). (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ПОЗИТИВНЫХ ФОТОРЕЗИСТОВ, основанныйна определении величины, характеризующей время отслаивания в проявителе, и оценке по ее значению качества фоторезиста, нанесенного на подложки, отличающийся тем, .что, с целью расширения области применения, одну из подложек с нанесенным фоторезистом облучают ультрафиолетовым излучением с интенсивностью, превышающей оптимальную, после чего обе подложки подвергают термообработке и дополнительному облучению с интенсивностью ниже оптимальной,а качество оценивают по величине

%=t, f4 где % вЂ” критерий качества," время отслаивания в проявителе дважды облученной пленки фоторезиста, + вЂ” время отслаивания однократно облученной пленки фоторезис- ф та.

1027792

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов на операциях фотолитографии.

Известен метод спектрофотолитографического определения качества светочувствительных материалов, который сводится к дополнительной полной или частичной засветке, измерению оптической плотности полос поглощения характерных функциональных групп 10 и оценке значений оптических плотностей. Оптическая плотность пропорциональна концентрации светочувствительных молекул и, периодически их измеряя, можно судить о доле разложен 5 ных светочувствительных групп (1) °

Недостаток указанного способа заключается в том, что он связывает качество фотореэиста только с его светочувствительностью. Практикой 0 установлено, что партии фоторезиста с высокой светочувствительностью . могут обладать неудовлетворительной адгезией к материалу подложки и низкой контрастностью, определяемой как отношение щелочестойкости необлученной пленки и щелочестойкости облученной.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ контроля качества фоторезиста по оценке стойкости к воздействию агрессивных факторов, заключающийся в определении величины, пропорциональной времени отслаивания пленки фоторезиста в используемом травителе или 35 проявителе(2).

Для позитивных реэистов, в частности, указывается устойчивость к воздействию проявителя, которая должна быть на порядок выше времени проявле-40 ния. Указанный способ не дает возможности оценить стабильность эксплуатационных свойств фоторезиста во времени, которые выражаются в сроке службы фоторезиста при определенн" 45 условиях хранения и использования.

Кроме того,он не позволяет дать оценку светочувствительности фоторезиста.

Цель изобретения вЂ” расширение области применения способа. поставленная цель достигается тем, 50 что согласно способу контроля качества позитивных фоторезистов ocнованному на определении величины, характеризующей время отслаивания в проявителе, и оценке ао ее значению 55 качества фотореэиста, нанесенного на подложки, одну из подложек с нанесенным фоторезистом облучают ультрафиолетовым излучением с интенсивностью, превышающей оптимальную, после чего 60 .обе подложки подвергают термообработке и дополнительному облучению с интенсивностью ниже оптимальной, а качество оценивают по величине

1=1„1, 65 где % вЂ” критерий качества, время отслаивания в проявителе дважды облученной пленки фотЬрезиста; время отслаивания однократно облученной пленки фоторезиста.

Интенсивное облучение одной из подложек в сочетании с термообработкой приводит к полному разрушению светочувствительных молекул нафтохинондиаэида (НХДА ) с образованием сшитых олигомеров в пленке фотореэиста.

Дополнительное облучение не изменяет растворимости в щелочных растворах пленки фоторезиста, ранее интенсивно облученной и прошедшей термообработку. Если фоторезист старый и не пригоден. к работе, то в нем в процессе хранения образуются "сшивки" подобные тем, которые образуются в фотореэисте, подвергнутом интенсивному облучению и термообработке.

Наличие "сшивок" ухудшает растворимость фоторезиста в проявителе. Визуальным признаком старого фоторезиста является темно-коричневая окраска. обусловленная образованием дополнительных Т связей, N- N-у сшитыхолигомеров фотореэиста.

Старые фоторезисты, подвергаемые только дополнительному облучению с интенсивностью ниже оптимальной не уменьшат свою щелочестойкость, так как дополнительное облучение не окажет влияния на сшитые олигомеры таких фотореэистов..

Сравнение щелочестойкости старых фоторезистов, подвергнутых только дополнительному облучению, с щелочестойкостью таких же фоторезистов, но дважды облученных, определяют величину Ь, которая в данном случае меньше 1

Если фоторезист свежий и пригодный к работе, то в нем нет сшитых олигомеров, и под действием только дополнительного облучения происходит значительный распад светочувствительных молекул в пленках фоторезиста, что значительно снижает его щелочестойкость. Отношение щелочестойкости новых фотореэистов,подверга- емых только дополнительному облучению (величина Q), будет больше 1.

Предлагаемый способ дает возможность проконтролировать процессы, протекающие в фоторезистах при хранении, оценить адгеэию по величине щелочестойкости.

Пример 1. На поверхность шести подложек арсенида галлия наносят исследуемый фоторезист реэольно-новолачного типа ФП-РН-7 (срок хранения 1 мес со дня изготовления ) с толщиной пленки 0,8 мкм. Сушат нри 4 = 90 С 30 мин.

10277.92

Составитель A ° Õîõëîâ

Техред М. Костик Коррек тор А. Тяско

Редактор А.Лежнина

Заказ 4751/57 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Первые три подложки (I серия подложек) облучают УФ-светом с интегральной интенсивностью 3 360 000 лк с (оптимальная интегральная интенсивность для толщины фотореэиста 0,8мкм . составляет 560000 лк с ) . Подвергают 5 десятиминутной термообработке в сушильном шкафу при 140 С и дополнио тельному облучению УФ-светом с интегральной интенсивностью равной

64500 лк с. Следующие три подложки (11 серия подложек ) подвергают десятиминутной термообработке при =. 140 С и дополнительному .облучения УФ-светом

"с интегральной интенсивностью равной

64500 лк о. Определяют средние значе- 1с ния щелочестойкости (по времени отслаивания) пленок фоторезиста Х и II серий подложек в 1%-ном растворе гидроксида калия: ф = 39 с, 1;= 21 с.

Находят величину, равную отношению средней величины щелочестойкости пленок фоторезиста T серии подложек к средней щелочестойкости пленок TT серии подложек: Ъ = 1,9. Найденная величина больше 1, следовательно исследуемый фоторезист PH-7 пригоден 25 работе.

Пример 2. На поверхность шести подложек арсенида галлия наносят исследуемый фоторезист реэольноноволачного типа ФР-РН-7 (срок хра- 30 нения 28 мес со дня изготовления) с толщиной пленки 0,8 мкм. Сушат при

Ь = 90 С 30 мин.

I серию подложек облучают УФ-светом с интегральной интенсивностью

3 360 000 лк с. Подвергают десятиминутной термообработке в сушильном шкафу при 140 С и дополнительному облучению УФ-светом с интегральной интенсивностью 64500 лк с..

II серию подложек подвергают десятиминутной термообработке при 140 C и дополнительному облучению УФ-светом с интегральной интенсивностью равной

64500 лк с. Определяют -средние значения щелочестойкости пленок фоторезиста Х и IT серий подложек в

1Ъ-ном растворе гидроксида калия: > =

309 с, Ьр = 331 с. Находят величину и, равную отношению средней величины щелочестойкости пленок фоторезиста Х серии подложек к средней щелочестойкости пленок TT cepuu подложек: 4 = 0,9. Найденная величина меньше 1, следовательно иссле-. дуемый фоторезист не пригоден к работе.

Таким образом., предлагаемый способ дает возможность проконтролировать процессы, протекающие в фотореэистах при хранении, оценить адгезию фоторезиста к материалу подложки; может служить методом для "входного" контроля качества партий фоторезистов, повысить качество проводимых фотографических операций и увеличить процент выхода выпускаемых иэделий.