Способ получения негативного фоторезиста

Способ получения негативного фоторезиста

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

l l3l7

ОП ИСАН И

ИЗОБРЕТЕН И

Союз Соеетаких

Сацизлиотичеаких

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 25.Х1.!966 (№ 1115718/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 081!.1968. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 5.IV.1968

К 603f

Комитет па делам изобретений и открытий.при Сапате отииистрое

СССР

К 771.531:773.92 (088.8) Авторы изобретения В. П. Лаврищев, Ю. С. Боков, Н. В. Викулина, А. В. Ларина, В. Д. Скуковская и В. В. Марков.Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕГАТИВНОГО ФОТОРЕЗИСТА

Изобретение касается способа получения негативного фоторезиста для использования в фотолитографском методе при изготовлении офсетных форм, клише .и т. д., при изготовлении плат, трафаретов для напыления микросхем в радиэлектронной промышленности и т. д.

Известен способ получения негативного фоторезиста, заключающийся в том, что в раствор полимера в органическом растворителе вносят сенсибилизатор азидного типа.

В качестве полимера применяют синтетические и натуральные каучуки, которые при проявлении в органических растворителях сильно набухают. При этом резко уменьшается адгезия полимерной пленки к металлической и, особенно, к полупроводниковой подложке, что способствует сползанию пленки каучука с подложки в процессе проявления.

Кроме того, вследствие сильного набухания каучуков, фоторезисты на их основе отличаются очень малой разрешающей способностью.

Большинство синтетических каучуков отличается также поьышенной липкостью, не позволяющей применять .их при контактной печати.

Найдено, что в качестве полимера для получения фоторезиста могут быть,использованы модифицированные каучуки, полученные обработкой синтетического или натурального каучука фенолом в присутствии катализатора — эфирата трехфтористого бора, а также каучуки, подвергнутые обработке фенолом, с последующим эпоксидированием.

5 Кроме того, можно брать каучуки, подвергнутые эпоксидированию по известной методике, с последующей обработкой фенолом.

В качестве исходных каучуков могут быть использованы каучуки, обладающие двойны10 ми связями: полибутадиеновый, полихлоропреновый, изопреновый, натуральный, СКС, СКН, кремнийорганический и т. д.

Предлагаемые фоторезисты по сравнению с

15 известными обладают рядом преимуществ.

1) Введение функциональных групп (эпоксидные и гидроксильные — фенольные) увеличивают адгезию фоторезистов к металлам и полупроводникам и, следовательно, их стой20 кость к действию травителей.

2) Резко уменьшено набухание полимера (немодифицированные каучуки набухают на

1000 — 2000% от исходного веса, модифицированные каучуки набухают на 100 — 200%).

25 3) Увеличивается разрешающая способность фоторезистов (при толщине пленки 1 мк возможно воспроизведение линий размера

10 — 20 мк, вместо 100 — 200 мк для каучуков).

4) Совершенно устранена липкость пленки

30 фоторезиста.

211317

Предлагаемый метод получения фоторезиста заключается в следующем. Исходный или эпоксидированный каучук растворяют в,смеси хлорбензола и фенола (на 10 г каучука—

100 лл хлорбензола и 100 г фенола), добав;,ÿþò 2 — 5 лл эфирата BFq ° СН.„СООН и смесь нагревают 0,5 — 10 час, при 100 . Затем фепол и хлорбензол отгоняют с водяным паром. Полимер сушат, растворяют в органическом растворителе (толуол, диоксан, ксилол и др.), в раствор добавляют сенсибилизатор азидного типа (4,4>-диазидобензальметилциклогексанон, 4,4>-диазидохалкон и др.), в количестве 2 — 10% от веса полимера. Раствор наносят на подложку (медь, алюминий, кремний, двуокись кремния .и др,), пленку сушат, облучают УФ-светом ртутно-кварцевой лампы в течение 5 — 25 лин через негатив.

На облученных местах полимер структурируется, поэтому при обработке пленки соответствующим растворителем он удаляется только с необлученных мест; при этом образуется негативное изображение оригинала.

Травление подложек можно проводить как без предварительного термического дубления полимера, так и при его осуществлении.

В случае применения эпоксидированного или фенилированного каучука последний после обработки фенолом растворяют,в растворителе и обрабатывают эпихлоргидрином в присутствии водной щелочи.

Пример 1. 5 г натурального каучука обрабатывают 50 г фенола, 50 лл хлорбензола до полного растворения. Далее при комнатной температуре добавляют 5 мл эфирата

BF3 ° СН СООН .и реакционную смесь нагревают при 100 С в течение 2 час, после чего избыток фенола .и хлорбензола отгоняют с водяным паром. Готовят 5О О-ный раствор смолы B толуоле, содержащий 5% ДЦГ (4,4 -диазидобензальметилциклогексанон) . Раствор наносят на заранее очищенную и обезжиренную пластинку бериллиевой бронзы и полученную пленку сушат при 80 С в течение

10 иин.

Пленку экспонируют через негатив под лампой ПРК-4 на расстоянии 25 сл в течение

10 мин, После облучения пленку обрабатывают толуолом.

При этом необлученные участки растворяются и на поверхности бронзы образуется рельефный защитный рисунок, который подвергается термической обработке при 170 С в течение 10 лин.

Толщина слоя 1,5 мк позволяет воспроизводить отдельные линии рисунка шириной 15лк и проводить травление бронзы на глубину до

10 мк.

Пример 2. 10 г СКИ-3 (синтетический каучук изопреновый) нагревают с 100 г фенола и 50 г хлорбензола до полного растворения. Далее при комнатной температуре добавляют 5 мл эфирата BFq ° СНЗСООН и смесь нагревают 8 час при 100 С, после чего избы5

Зо

65 ток фенола и хлорбензола отгоняют с водяным паром.

Полученную смолу растворяют в толуоле, к раствору добавляют 5% (от веса полимера) ДЦГ и раствор наносят на заранее обез жиренную поверхность сплава МЛТ, наны. ленного на ситале. Сушат при 100 С в тече. ние 10 лин, после чего облучают через негатив УФ-светом лампы ПРК-4 на расстоянии

30 см в течение 15 мин.

При обработке полимера толуолом или диоксаном на поверхности МЛТ образуется защитный рельефный рисунок.

Для увеличения химической стойкости и адгезии фоторезиста образец нагревают в течение 10 мин при 180 С. Фоторезист позволяет проводить травление сплава МЛТ толщичой 0,3 — 1 мк, при этом пленка фоторезиста не,изменяется.

Разрешающая способность фоторезиста позволяет воспроизводить отдельные линии рисунка шириной 10 — 15 мк.

Пример 3, 7 г смолы, полученной по примеру 2, нагревают с 2 мл монометилового эфира ацетата гликоля с 25 мл эпихлоргидрина до растворения при 60 С. Далее раствор постепенно обрабатывают 2 г едкого натра в

2 мл воды. Реакционную смесь нагревают

4 час при 60 С, после чего раствор разбавляют толуолом (1: 1), отфильтровывают o T хлористого натрия, сушат над сернокислым магнием и снова отфильтровывают.

Продукт реакции осаждают этиловым спиртом и сушат при 40 — 50 С в вакууме. Ив полученной смолы готовят 5% -ный раствор в голуоле с 5% ДД1. Раствор наносят,на сплав

МЛТ, напыленный на ситале.

Сушат полимерную пленку при 100 С в течение 10 лин. Экспонируют,при условиях по примеру 2 — 15 лин. Проявление в толуоле и дубление при 150 — 15 мин.

Фоторезист позволяет проводить травление

МЛТ и воспроизводить линии рисунка 10—

15 мк.

Пример 4. Проводят аналогию примеру 2, но в качестве исходното каучука используют хлоропреновый каучук.

П р и и е р 5. 5 г эпоксидированного синтетического бутадиенового каучука (13,4% эп.

rp.) растворяют в 80 мл толуола, добавляют

50 г фенола и 2 ил эфирата трехфтористого бора.

Реакцию проводят в течение 2,5 час при

100 С. Отгоняют толуол и избыток фенола, Из полученной смолы готовят 5%-ный раствор в толуоле, к которому добавляют 5%, диазидохалкона от веса полимера. Раствор наносят на пластинку полированного кремния.

Сушат пленку в течение 10 мин при 100 С, экспонируют в условиях по примеру 2 в течение 15 лин, проявляют в толуоле и диоксане 1 — 2 мин, дубят при 180 в течение 10 мин.

Фоторезист позволяет проводить травление кремния на глубину 50 †1 мк. Разрешение фоторезиста позволяет воспроизводить линии 1П

Составитель Э. Рамзова

Техред А. А, Камышникова

Редакгор Л. Ильина

Корректоры; Т. Д. Чунаева и А. П. Васильева

Заказ 581/6 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 шириной 20 — 15 лк (при толщине пленки фоторезиста 1 — 1,5 мк).

Пример 6. То же, что и в примере 5..о в качестве исходного соединения используют эпоксидирова нный кремнийорганический каучук. Полученную смолу растворяют -в диоксане, затем к раствору добавляют 7 диазидохалкона от веса полимера.

Раствор наносят па очищенную и обезжиренную поверхность алюминия. Сушат .полимерную пленку при 100 С в течение 10 мин, Экспонируют в условиях по примеру 2—

15 иин. 11роявляют в толуоле и метилэтилкетоне.

Фоторезист позволяет проводить травление алюминия на глубину до 100 мк и более. Разрешающая способность линии шириной 20 мк.

Предмет изобретения

Способ получения негативного фоторезиста путем внесения в раствор полимера — каучука в органическом растворителе сенсибилизатора азидного типа, отличающийся тем, что, 10 с целью увеличения адгезии, химической стойкости, повышения разрешающей способности и устранения липкости фоторезиста, в качестве полимера првменяют модифицированный фенолом или фенолом и эпихлоргидрином, а так15 же эпоксидированный и обработанный фенолом синтетический или натуральный каучук,