Негативный фоторезист

Негативный фоторезист

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

« 427906

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик,(61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлен о 13.01.71 (21) 1612972/23-4 с присоединением заявки— (32) Приоритет—

Опубликовано 15.05.74. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 07.05.75 (51) М. Кл. С 03с 1/72

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 771.5 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

И. В. Каменский, В. А, Винославский, Н. В. Макаров, В. Г. Никольский, Д. Д. Мозжухин, А. В. Новожилов, Ю. А, Райнов и В. К. Михайловский (71) Заявитель (54) НЕГАТИВНЫЙ ФОТОРЕЗИСТ!

H„С!

СII

CH20H)y

СН вЂ” С!

С!!

СН 0-СН-С г г, С—!!

Изобретение касается негативного фоторезнста и может быть исиользо ва но B микроэлектронике, радиоэлектронике и полиграфии.

В настоящее вовремя известны негативные фотэрезисты на основе поливинилциинаматов (ПВЦ), содержащие, кроме полимерной основы, сенсибилизатор и растворители (пат.

СШЛ № 2610290, 1962 г.; англ. пат. № 835656.

1960 г.). где 1, и, х, п =: 5 и n=1,2,3, R — фурил-2; 5-метилфурил-2; 5-йодфурпл-2; 5-нитрофурил-2; 5-диметиламинофурил;

5-бромфурнл, греимущественно с молекулярным весом 500—

1300 и тем пературой каплепаден ия по Убеллоре 20 — 180 С.

Хорошая растворимость фурилметилкетонформальдегидных олигомеров в большинстве

Однако такие негативные фоторезисты обладают низкой светочувствительностью, недостаточной разрешающей способностью, плохой адгезией, неудовлетворительной стойкостью к щелочным травителям.

Целью изобретения является получение фоторезистов с улучшенными свойствами. Эта цель достигается олагодаря применению в качестве фотополимеризующейся смолы фурилметил кетонформальдегидных (ФКФ) олигомеров общей формулы 1 растворителей позволяет получать фоторезисты практически люоой необходимой концентрации, что позволяет значительно расширить область их применения по сравнению с известными.

Поверхностное натяжение и угол смачнван,ия фоторезиста с ФКФ легко регулируют подбором растворителей в зависимости от материала подложки.

427906

Так, например, светочувствительность фоторези ста на основе олигомера ФАФ вЂ” 12T в рабочей спектральной области (290 — 360 ня) равна 1 10- лк сек —, а разрешающая способность процесса, определяемая контактным способом на имеющихся фотошаблонах, равна 2,5 мкл, что казывает на реальную разрешающую способность слоя фоторезиста,не ниже 1000 лин/л1м. Наряду,с этим предложенный негативный фотсрез i iT обладает хорошей адгезией к полупроводниковым материалам и может иметь любую концентрацию без ухудшения фотолитографских свойств.

Фоторезисты на основе ПВЦ и циклокаучуков имеют ограниченную растворимость, обусловленную, величиной молекулярного веса, степенью этери фика ции и циклизации.

iso стойкости к HF, НС1 и H„P04 и щелочам (основHûå цреооваHèÿ, предъявляемые к фоторезистам), п редложен ный негативный фоторезист на основе фурановых олигомеров превосходит известные.

|Приведенные данные указывают на то, что негативный фоторезист на основе фотополимеризующихся фурилметилкетонформальдегидных олигомеров по ряду характеристик превосходит известные фоторезисты.

Олигомеры получают из доступного сырья (фурфурол, ацетон и формальдегид) просты30 ми спосооами.

Таблица г егатпвный фоторезист

Свойства

На основе

На основе

Синтез кетоноформальдегидных олигомеров осуществляют на установках для получения фенолформальдегидных смол путем кон35 деисации соотвегст1вующего кетона (1 моль) и формальдегида (1 — 3 люля) в среде изопропилового спирта в течение 4 — 6 час при температуре 60+5 С и рН среды 9,5 — 10,0.

ФКФ

ПВЦ

Разрешающая способность, лин/мм

200 †3

400

Адгезия к нитриду кремния

:Неудовлетворнтельная

X.орошая

Стойкость в 10%-ном растворе щелочи, лтн

Неустойчив

26

Максимальная концентрация фоторезиста, 35 — 40

50

Клин проявления, лкм

1,5

Время экспонирования лам-. пой (50 000 люкс) без сенсибилизатора, иин

1 — 2

Не экспонируется

54

Экспериментальное определение светочув- 50 стви тельности и разрешающей способности предложенного .негативного фоторезиста толщиной 0,5 — 0,8 мкм даже без сенсибилизатора показывает, что.эти характеристики значительно лучше, чем у резистов с ПВЦ.

Фото резисты на осгнове ФКФ-олигомврсв характеризуются повышенной светочувствительностью и разрешающей способностью, улучшенной адгезией и стойкостью к травителям. Такие фоторезисты даже без сенсиооилизатора обладают достаточно высокой светочувствительностью. Технология изготовления полимерной ооновы достаточно проста, исходные соединения доступны и производятся пром ы шл енностью.

В лабораторных условиях пленки фоторезиста получают методом центрифугирования (число оборогов 3500) в результате следующих процвссов: термообраоотка при 95 С в течение 20 мин, экспонирование лампой (освещенность 50 000 люкс, проявление ацетатом метилцеллозольва (водный щелочный .раствор). При этом время экспонирования и проявления зависит от толщины пленки. Вторую термообработку проводят при 140 в течение

40 мин. Полученный рельеф выдерживает действие 10%-ной соляной кислоты в течение

60мин, буферного травителя в течение 30мин, фосфорной кислоты в течение 20 лин.

В таблице приведены характеристики полученного фоторезиста.

Пример 1.

Состав фоторезиста (г):

Олигомер на основе монофурфурилиденацетона

Циклогеисанон

Монометиловый эфир ацетата этиленгликоля (АМЦ) Приме р 2.

Состав фоторезиста (г):

Олигогмер на основе 5-метилфурфурилиденацетона 20

Циклогексанон 54

Ацетат метилцеллозольва 26

Пример 3.

Состав фоторезиста (г):

Олигомер,на основе фурфурилиденметилэтилкетона

Ци клоге кса н он

Ацетат метилцеллозольва

Пример 4, Состав фоторезиста (г):

ФКФ

Диоксан

427906

4О

20

25

Пример 7.

Состав фоторезиста (г):

ФКФ

Циклогексанон

Хлор бензол

l

I

Г-(О Г!1 0-СН-С

Нх С ((Н20Н1

С

ll

I

C-(СН=С Н) — 8 и

) /к J пде l, т, х, у (5, или n=1,2 или 3;

Составитель П. Абраменко

Техред Л. Акимова

Редактор Л. Емельянова

Корректор В Гутман

Заказ 62/319 Изд. ¹ 1582 Тираж 506 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»,Пример 5.

Состав фоторезиста (г):

ФКФ

Диметилформалид

Метилэтилкетон

Диоксан

Пример 6.

Состав фоторезиста (г):

ФКФ

Бутилацетат

Ксилол

Хлорбензол

Циклогексанон

R — фурил-2; 5-метилфурил-2; 5-йодфурил; 5-нитрофурил-2; 5-диметиламинофурил;

5-брс мфурил. П,ример 8.

Состав фоторезиста (г):

ФКФ

Цнклогекса ион

АМЦ

Пример 9.

Состав фоторезиста (г) .

ФКФ

Циклогексанон

АМЦ

Сенсибилизатор

Предмет изобретения

1. Негативный фоторезист на основе фотополимеризующихся смол, отличающийся тем, что, с целью улучшения фотолитографских характеристик фоторезиста, IB качестве фотополимеризую1цейся смолы применен фурилметилкетонформальдегидный олнгомер общей

20 формулы

2. Негативный фоторезист по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фотополимернзующейся смолы применен олигомер с молекулярным весом 500 — 1300 н температурой

25 каплепадения по Убеллоде 120 †1 С.