CS270649B1 - Negativní elektronový e rentgenový rozlet - Google Patents

Abstract

Negativní elektronový a rentgenový rozlet je tvořený kopolynery obaahujicial v pelynerni·..řetězci akupiny -CH2-CXC00CH2-CH-pH2 Y kde X ja H nebo CH,- ku nebo alry. Rozlet aá vysokou cli novéna a rentgenovánu zářeni, dobrou adhezi k povrchu substráte a dostatečnou odolaost vůči plazaatickáau leptu.

Description

Vynález se týká polymorniho negativního elektronového a rentgenového rozletu pro použiti v mikroelektronice.

Mikrolitografie Jako součást technologie výroby elektronických prvků ee submikrometrovými rozměry vyžaduje od polymernich rozletů vysokou citlivost, vysoká rozlišeni o odolnost při tzv. euchých leptacich procesech. Dosažení všech parametrů vede u klasických rezistů k přijeti kompromisních řešení,’protože obecně např. zvýšeni citlivosti vede obvykle k poklesu rozlišovací schopnosti.

U negativních elektronových rozletů vedla enaha po dosažení optimální kombinace uvedených vloetnoetl kpřipravš polymerů obeahujicich Jednak ekupiny zajiSlující požadovanou citlivost a déle ekupiny nebo etruktury zaručující polymernimu rezistu dostatečnou odolnoet vůči plazmotickému loptu, přip. RIE. Vysoká citlivost oxiranová skupiny k elektronovému zářeni bylo využito pro příprovu vysoce citlivých negativních rozletů, ovšek řetězový charakter elfovocích rookcí vodí k nízké hodnotě kontrastu, a tím také rozliěovaci schopnosti těchto rozletů. .

• Plazmatleká odolnoet aromatických sloučenin jo obočně vyvážena jejich volni nízkou citlivosti k Ionizujícímu záření. Bylo učiněno řodo pokueů zvýšit tuto dtlivoot substitucí ne aromatickém cyklu. Sako nejofoktivnějěí ee z tohoto hlediska ukázala substituce vodíkového atomu halogeny.

Pro rentgenovou litografii jeou obecně vhodné polymery obsahujíc! ve evé molekule atomy halogenu (Dep. potent č. 60 129741), protože atomy halogenů mají vyšší atomovou hmotnost 1 velkou ebeorptivitu (USA potent č. 4 061 Θ29).

•—5

Citlivost většiny pozitivních elektronových rozletů se pohybuje v rozsahu 5.106 2-6

5.10 C.cm , zatímco u negativních rezistů js citlivost vyšší, a to v rozsahu 104.10”® C.cm”². Citlivost negativních rozletů jo závislá na hodnotě G(x), která ee zvyšuje e obeahem dvojných vazeb v polymeru a a obsahem epoxidových okupin (NSR patent č. 2 336 517). Přítomnoet elfuJících činidel no bázi epoxidových eloučenin zvyšuje adhezi rozletu e jeho citíivoet k zářeni (Fr. pat. 2 250 13Θ).

Výrazného zlepšeni proti eoučeenému etavu techniky lze doeáhnout při použití negativního elektronového o rentgenového rozletu podlo tohoto vynálezu, vyznačeného tím, že je tvořen kopolymery, které obeahují v polymerním řetězci ekupiny

-CH„-CX- -CH--CX। Λ

C00CH₂-CH-CH₂ a (ΟΙ ^CV kde X Je H nebo CH₃~ a Y Je atom kyslíku nebo elry.

Podetetnou výhodou rozletu podle vynálezu Jo ekutočnoot, že výše uvedené kopolymery spojuji ve evých vlastnostech vysokou citlivost k elektronovému a rentgenovému zářeni e výbornou edhezí k povrchu eubetrátu - např. k leštěným povrchům SiO₂ a povrchům kovů - e eoučaeně 1 doatotaěnou odolnoet vůči plozmetickému loptu.

Všechny tyto kopolyaary lze připravit radikálovou polymerized v bloku nobo roztoku. Sako vývojku lze použít aromatické uhlovodíky, ketony, ethery apod. nebo jejich omšel. Zprecováni rozletů založených na výše uvedených kopolymerech je možné za použití eoučeaných technologii. Naetavenl vlastnosti rezistu lze provéet v širokém rozsahu volbou poměru monomerů a polymeračnich podmínek.

Rychloet kopolymerizace vzrůstá e klesajícím obsahem chlorderivátů styrenu v polymerační aměei, přičemž u 4-chlor-of-methyletyrenu Je přibližně o řád nižší než u 4-chloretyrenu.

CS 270 649 Bl

Hodnoty výtěžku síťování rostou s rostoucím obsahem akrylového monomeru v kopolymeru, což se odráží i ve vzrůstu citlivosti kopolymeru vůči elektronovému záření. Přítomnost thilranových skupin 2,3-epithiopropyl-(meth)akrylátových monomernich jednotek v kopolymerech srn projevilo zvýšením citllvoeti rezlstů, při jejich vysokém obsahu však dochází ke značnému snížení kontrastu rozletu¹.

Předmět vynálezu je objasněn následujícími’příklady:

Přiklad 1

Roztok 181 g 2,3-epoxypropylmethakrylátu, 34,3 g 4-chlor-Z-methylstyrehu a 0,99 g 2,2'-azo-bis-ieobutyronitrolu ve 200 ml toluenu byl zahříván na 60 °C po dobu 28 hodin. Získaný roztok polymeru byl vyerážen v desetinásobném objemu n-hexanu. Izolovaný polymer byl rozpuštěn v chloroformu a znovu vyerážen v n-hexanu. Po izolaci byl sušen do konstantní hmotnosti při 26 °C/O,1 kPa. Bylo získáno 50,8 g (23,6 % konverze) kopolymeru obsahujícího 4,88 % Cl a majícího R - 82 600 g.mol^-1 a Bw/R - 1,51. w π * Polymer byl nanesen ns podložku z roztoku methylcollosolvacetátu a byl předtvrzen při teplotě 90 °C po dobu 20 minut. K expozicím byly použity vrstvy o tlouětce 0,5 až 1,5 /um. Citlivost k elektronovému zářeni byla stanovena na elektronovém litografu BS-600 při urychlujícím napětí 20 kV. Exponovaná vrstva byla vyvolána v xylenu. Naleze—7 -2 ná citlivost Dg₀ $ 6,7.10 C.cm a hodnota kontrastu X* 1,5.

Přiklad 2

Kopolymer 2,3-epoxypropylmethakrylátu (EPM) se 4-chloretyrenem obsahující 30,1 % sol. EPM a mající F_n 142 OOO g.mol”¹ byl připraven radikálovou polymerized v roztoku toluenu při teplotě 60 °C. Rozlet nanesený ns substrát, exponovaný a vyvolaný postupem uvedeným v příkladu 1 měl hodnotu citlivootl při expozici elektronovým zářeni· • 7 —2 e-2

Og > 9.10 C.cm a při expozici rentgenovým zářením 14 mO.cm a hodnotu kontrastu r-1,4.

Přiklad 3

Kopolymer 2,3-epoxypropylmethakrylátu s 2,3-epithiopropylmethakrylátem (ETPMA) obsahující 47 % mol. ETPMA a mající B_n · 101 OOO g.mol”^ byl připraven radikálovou polymerized v roztoku dioxanu při 70 °C. Vzorky polymeru byly ozařovány na lineárním urychlovači elektronA a byly stanoveny hodnoty Rg * 0,2 MRad, G(x) - 17,59,Λ > 0,69. Nalezená hodnota dávky do bodu gelace Rg je podstatně nižší než pro čistý poly(2,3-epoxypropylmethakrylát). Přiklad 4

Kopolymer 2,3-epithlopropylmethakrylátu (ETMPA) se 4-chloretyrenem obsahující 20 % mol. (ETPMA), majici H_n 14 500 g.mol^, byl připraven polymerized při teplotě 60 °C v roztoku dioxanu. Rozlet připravený e vyvolaný postupem uvedeným v př. 1 mál citlivost vůči elektronovému zářeni Dg_{0 5} - 6,5.10^-7 c.cm^-2, kontrastΓ· 0,9.

Příklad 5

Polymerni režiet připravený polymerized roztoku 2,3-eplthlopropylmethakrylátu, 2,3-epoxypropylmethakrylátu a 4-chloretyrenu v dioxanu při teplotě 60 °C obsahoval 5,18 % hmot. S a 8,47 % hmot. Cl a měl B_n · 11 OOO. Po ozáření na lineárním urychlovači elektronů byly etanoveny hodnoty Rg 3,7 MRad, G(x) · 0,96 a% 0,10.

Přiklad 6

Reziat na bázi kopolymeru 2,3-eplthiopropylakrylátu se 4-chlor-°^--msthylstyrenem,

CS 270 649 Bl _—c připravený.za obdobných podmínek jako v příkladu 4, měl citlivost Dg_{0 g} 12,5.10“ C.cm³ a kontrast 0,75.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT V Y’N Á L E Z U

   Negativní elektronový a rentgenový rezlat, vyznačený tím, že ja tvořen kopolymery, které obsahuji v polymernim řetězci skupiny .....

   -ch₂-cxC00CH₂ CH-CH₂ a y^z

   kde X je H nebo CH₃- a Y je atom kyslíku nebo síry.