FR2623813A1 - Radiation-crosslinkable masking resin, process for obtaining it and mask employing this resin - Google Patents

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Abstract

A new resin crosslinkable under the effect of an electromagnetic or particle radiation and usable as image-transfer material: poly(phenyl alpha -fluoroacrylate).

Description

RESINE DE MASQUAGE RETICULABLE
PAR RAYONNEMENT, SON PROCEDE
D'OBTENTION ET MASQUE UTILISANT CETTE RESINE
La présente Invention concerne une nouvelle résine réticulable sous l'action d'un rayonnement électromagnétique (rayons & rayons X, rayonnement ultraviolet) ou de particules (électrons, ions) et utilisable, par exemple, comme matériau de transfert d'image dans la réalisation de masques de fabrication en microélectronique ou en optique intégrée. Elle s'avère particulièrement appropriée pour une utilisation dans les procédés de gravure sèche, tels que les techniques de gravure plasma, du fait de ses propriétés de résistance a. ce type de gravure.
CROSSLINKING MASKING RESIN
BY RADIATION, ITS PROCESS
PRODUCT AND MASK USING THIS RESIN
The present invention relates to a new resin which can be crosslinked under the action of electromagnetic radiation (rays & X-rays, ultraviolet radiation) or of particles (electrons, ions) and which can be used, for example, as an image transfer material in the production manufacturing masks in microelectronics or integrated optics. It is particularly suitable for use in dry etching processes, such as plasma etching techniques, because of its resistance properties a. this type of engraving.

Les résines de masquage utilisées pour le transfert d'image en microélectronique peuvent être classées en deux catégories selon leur comportement sous l'effet d'un rayonnement : les résines négatives et les résines positives. The masking resins used for image transfer in microelectronics can be classified into two categories according to their behavior under the effect of radiation: negative resins and positive resins.

Les résines négatives se rétiriilent lorsqu'elles sont soumises à un rayonnement approprié et deviennent alors insolubles dans un certain nombre de solvants alors qu'elles s'y dissolvaient aisément avant d'être irradiées. Il s'agit en général de résines synthétiques à brise d'alcool polyvinylique ou de dérivés du polycinnamate de vinyle ou du polyacrylate de vinyle. Elles conduisent après dcveloppement à un motif en relief. Negative resins will retire when subjected to appropriate radiation and then become insoluble in a number of solvents when they readily dissolve there before being irradiated. They are generally synthetic resins with a polyvinyl alcohol breeze or derivatives of polyvinyl vinylate or polyvinyl acrylate. They lead after development to a relief pattern.

Les résines positives sont dégradées lorsqu'elles sont soumises à un rayonnement approprié et deviennent alors solubles dans des solutions auxquelles elles résistaient totalement avant d'être irradiées. Elles donnent lieu après développement à un motif en creux
Les résines de masquage idéales doivent posséder une grande sensibilité aux radiations pour permettre des cadences de fabrication importantes, un contraste élevé pour conduire A une haute résolution, une bonne résistance aux agents de gravure et en particulier å la gravure sèche (par plasma).Actuellement la gravure plasma est une technique en plein essor du fait de certains avantages potentiels par rapport 8. la gravure chimique faible coût, faible pollution physique et chimique, et surtout excellente résolution par suite de l'anisotropie de l'attaque.
Positive resins are degraded when subjected to appropriate radiation and then become soluble in solutions to which they fully resist before being irradiated. They give rise after development to a hollow pattern
Ideal masking resins must have a high sensitivity to radiation to allow high production rates, high contrast to lead to high resolution, good resistance to etching agents and in particular to dry etching (by plasma). plasma etching is a booming technique due to certain potential advantages over 8. low cost chemical etching, low physical and chemical pollution, and above all excellent resolution as a result of the anisotropy of the attack.

Il s'avère qu'une même résine, qu'elle soit négative ou positive, ne répond en général pas à ces trois exigences simultanément. Les résines négatives possèdent une sensibilité appréciable aux radiations mais leur contraste est insuffisant. It turns out that the same resin, whether negative or positive, generally does not meet these three requirements simultaneously. Negative resins have appreciable sensitivity to radiation but their contrast is insufficient.

A l'oppose, les résines positives, qui ont intrinsèquement un contraste élevé, ne sont pas assez sensibles aux radiations. La résistance à la gravure, et en particulier à la gravure sèche, est meilleure pour les résines négatives réticulables, du fait de la formation d'un réseau tridimensionnel, que pour les résines positives dégradables. Par ailleurs, quel que soit le type de la résine (négative ou positive), celles qui résistent le mieux à la gravure sèche sont celles qui corrélativement présentent la plus faible réactivité vis-à-vis des radiations lors du masquage. C'est par exemple le cas du polystyrène, résine négative qui s'avère être un excellent masque à la gravure mais dont la sensibilité aux radiations est insuffisante pour être compatible avec une exploitation Industrielle utilisant des cadences de fabrication élevées.En ce qui concerne les résines positives, les poly(oléfines sulfones) ont une sensibilité élevée aux électrons mais une faible résistance à la gravure sèche. A l'opposé, le poly(styrène sulfone) présente une très bonne stabilité aux plasmas mais une sensibilité plus faible aux électrons.In contrast, positive resins, which inherently have high contrast, are not sensitive enough to radiation. The resistance to etching, and in particular to dry etching, is better for crosslinkable negative resins, due to the formation of a three-dimensional network, than for positive degradable resins. Furthermore, whatever the type of resin (negative or positive), those which resist the best to dry etching are those which correlatively exhibit the lowest reactivity with respect to radiation during masking. This is for example the case of polystyrene, a negative resin which turns out to be an excellent mask for engraving but whose sensitivity to radiation is insufficient to be compatible with an industrial operation using high production rates. positive resins, poly (sulfone olefins) have a high sensitivity to electrons but a low resistance to dry etching. In contrast, poly (styrene sulfone) has very good plasma stability but lower sensitivity to electrons.

Des recherches ont été effectuées afin de trouver un compromis entre les deux paramètres de sensibilité au rayonnement et de résistance à la gravure sèche. Research has been carried out in order to find a compromise between the two parameters of radiation sensitivity and resistance to dry etching.

D'une part, on a cherché à améliorer la résistance à la gravure des résines intrinsèquement sensibles. L'article publié dans le "Journal of the Electrochemical Society, n0 128, p. 1304, 1981" décrit l'association de résines à chaîne novolaque à des poly(oléflnes sulfones), ce qui conduit à une amélioration de la résistance à la gravure sèche comparativement aux poly(oléfines sulfones) employés seuls. L'article publié dans le "Journal of the Electrochemical Society, n0 127 (2), p. On the one hand, attempts have been made to improve the resistance to etching of intrinsically sensitive resins. The article published in the "Journal of the Electrochemical Society, No. 128, p. 1304, 1981" describes the association of novolak chain resins with poly (sulfone olefins), which leads to improved resistance to dry etching compared to poly (sulfone olefins) used alone. The article published in the "Journal of the Electrochemical Society, No. 127 (2), p.

491, 1980" montre que l'adjonction d'antioxydants à des résines positives. de type polyméthacrylate diminue leur vitesse d'érosion d'un facteur 2 environ sans altérer leur sensibilité
Une variante consiste à incorporer entre les opérations de masquage et de gravure un groupe résistant (noyau aromatique) dans une résine sensible ne présentant initialement aucune capacité de résistance à la gravure (voir Vacuum 35, 10-11, p.
491, 1980 "shows that the addition of antioxidants to positive resins of the polymethacrylate type reduces their rate of erosion by a factor of around 2 without altering their sensitivity
A variant consists in incorporating, between the masking and etching operations, a resistant group (aromatic nucleus) in a sensitive resin which initially exhibits no resistance to etching capacity (see Vacuum 35, 10-11, p.

479, 1985).479, 1985).

D'autre part, on a cherché à améliorer la sensibilité au rayonnement de résines ayant intrinsèquement une grande résistance à la gravure sèche. L'incorporation de radicaux halogénoalkyles ou d'halogènes sur le noyau aromatique du polystyrène augmente la sensibilité aux radiations tout en préservant ses propriétés de stabilité aux plasmas (Journal of
Vacuum Science Technology n0 19, p. 1121, 1981 ; Journal of the Electrochemical Society, n0 126, p. 1628, 1979 ; Revue de
Physique Appliquée, vol. 20, n0 3, p. 143, 1985).La copolymérisation de monomères correspondant à des résines résistant A la gravure sèche (styrène par exemple) avec des monomères contenant des entités sensibles aux radiations (styrène modifié ou monomère contenant un radical insaturé ou un cycle en tant que groupe pendant) s'est avérée être une autre voie pour atteindre l'objectif recherché (voir par exemple
EP-A-5551), La préréticulation thermique de résines positives par l'intermédiaire d'unités comonomères a permis un gain de sensibilité par rapport aux homopolymères correspondants par suite de l'utilisation non prohibitive d'un révélateur plus puissant (IEEE Transactions on Electron Devices ED-29, 4 p.
On the other hand, attempts have been made to improve the sensitivity to radiation of resins intrinsically having a high resistance to dry etching. The incorporation of haloalkyl radicals or halogens on the aromatic nucleus of polystyrene increases the sensitivity to radiation while preserving its properties of stability to plasmas (Journal of
Vacuum Science Technology No. 19, p. 1121, 1981; Journal of the Electrochemical Society, No. 126, p. 1628, 1979; Review of
Applied Physics, vol. 20, no 3, p. 143, 1985). Copolymerization of monomers corresponding to resins resistant to dry etching (styrene for example) with monomers containing entities sensitive to radiation (modified styrene or monomer containing an unsaturated radical or a ring as a pendant group) has proven to be another way to achieve the desired objective (see for example
EP-A-5551), The thermal pre-crosslinking of positive resins by means of comonomer units has enabled a gain in sensitivity compared to the corresponding homopolymers due to the non-prohibitive use of a more powerful developer (IEEE Transactions on Electron Devices ED-29, 4 p.

518, 1982 ; Polymer Engineering Science n0 23, p. 968, 1983). 518, 1982; Polymer Engineering Science No. 23, p. 968, 1983).

Une autre alternative, basée sur l'utilisation de systèmes multicouches a été aussi largement exploitée. Dans ce cas, il y a découplage total des deux paramètres : sensibilité aux rayonnements et résistance à la gravure qui relèvent alors de l'une ou de l'autre couche (voir B. J. Lin, ACS Symposium
Serles n0 219, p. 288, 1983).
Another alternative, based on the use of multilayer systems, has also been widely exploited. In this case, there is total decoupling of the two parameters: sensitivity to radiation and resistance to etching which then fall under one or the other layer (see BJ Lin, ACS Symposium
Serles n ° 219, p. 288, 1983).

Cependant, toutes ces solutions, qu'elles soient relatives à des couches uniques ou qu'elles fassent appel à des systèmes multicouches présentent des inconvénients majeurs. However, all of these solutions, whether relating to single layers or using multilayer systems have major drawbacks.

Elles nécessitent la mise au point de matériaux plus sophistiqués (par exemple des copolymères ou des mélanges) et entraînent une complication du procédé de gravure du fait de l'existence d'opérations supplémentaires telles que des dépôts, des traitements chimiques et des traitement thermiques. Il en résulte une augmentation du coût qui peut être prohibitive pour l'exploitation industrielle de telles techniques.They require the development of more sophisticated materials (for example copolymers or blends) and cause a complication of the etching process due to the existence of additional operations such as deposits, chemical treatments and heat treatments. This results in an increase in the cost which can be prohibitive for the industrial exploitation of such techniques.

Afin de pallier ces inconvénients, la présente invention propose une résine fluorée qui permet de répondre au mieux aux deux exigences de sensibilité aux radiations et de résistance à la gravure sèche. In order to overcome these drawbacks, the present invention provides a fluorinated resin which makes it possible to best meet the two requirements of sensitivity to radiation and resistance to dry etching.

L'invention a donc pour objet une résine de masquage réticulable sous l'action d'un rayonnement électromagnétique ou de particules, caractérisée en ce qu elle répond à la formule

Figure img00040001

n indiquant le degré de polymérisation.The subject of the invention is therefore a crosslinkable masking resin under the action of electromagnetic radiation or of particles, characterized in that it corresponds to the formula
Figure img00040001

n indicating the degree of polymerization.

L'invention a également pour objet un procédé d'obtention de la résine de masquage définie ci-dessus caractérisé en ce qu'il consiste à polymériser le monomère d - fluoroacrylate de phényle en émulsion, par voie radicalaire, sous vide et en présence d'un agent de transfert de chaîne. The invention also relates to a process for obtaining the masking resin defined above, characterized in that it consists in polymerizing the monomer d - phenyl fluoroacrylate in emulsion, by radical route, under vacuum and in the presence of 'a chain transfer agent.

L'invention å encore pour objet un masque utilisant la résine décrite ci-dessus. Another subject of the invention is a mask using the resin described above.

Dans le domaine de la chimie sous radiation, un grand nombre de travaux ont concerné les polymères fluorocarbonés. In the field of radiation chemistry, a large number of studies have concerned fluorocarbon polymers.

En particulier, plusieurs polyméthacrylates de fluoroalkyle ont été étudiés pour leur comportement en tant que résine positive en masquage électronique ou en masquage par rayons X (voir
Journal of the Electrochemicai Society n0 124, p. 1648, 1977).
In particular, several fluoroalkyl polymethacrylates have been studied for their behavior as a positive resin in electronic masking or in X-ray masking (see
Journal of the Electrochemicai Society No. 124, p. 1648, 1977).

Il a également été démontré que l'incorporation de fluor en position d d'un acrylate inversait le comportement sous rayonnement comparativement à celui observé avec d'autres substituants tels que CN, CH3 et Cl, conduisant une résine négative.C'est le cas du poly (0(- - fluoroacrylate de méthyle) ou PMFA décrit dans le "Journal of the Electrochemical Society, n0 128 (8), p. 1758, 1981" dont la sensibilité aux électrons est relativement faible (il faut une dose très supérieure à 10-5C/cm2 à 10 kV, ce qui correspond à une dose encore plus importante à 20 kV) et dont la résistance à la gravure sèche, bien que meilleure que celle de certaines résines positives comme le PMMA (polymethacrylate de méthyle), est néanmoins inférieure à celle des résines novolaques et du polystyrène (voir les données publiées dans le "Journal of the
Electrochemical Society, vol. 132, n0 6, p. 1390, 1985").
It has also been shown that the incorporation of fluorine in the d position of an acrylate reversed the behavior under radiation compared to that observed with other substituents such as CN, CH3 and Cl, leading to a negative resin. poly (0 (- - methyl fluoroacrylate) or PMFA described in the "Journal of the Electrochemical Society, n0 128 (8), p. 1758, 1981" whose sensitivity to electrons is relatively low (a much higher dose is required at 10-5C / cm2 at 10 kV, which corresponds to an even higher dose at 20 kV) and whose resistance to dry etching, although better than that of certain positive resins such as PMMA (polymethyl methacrylate), is nevertheless lower than that of novolac resins and polystyrene (see data published in the "Journal of the
Electrochemical Society, vol. 132, no 6, p. 1390, 1985 ").

Les demandes de brevets français FR 2 444 022 et FR 2 444 052 décrivent la synthèse d'un monomère acrylique constitué par le fluoroacrylate de phényle et sa polymérisation en masse. Le polymère obtenu est destiné a être utilisé dans le domaine de l'aéronautique pour ses propriétés optiques de transparence. On peut s'en servir pour fabriquer des hublots par exemple. Pour de telles applications, la masse moléculaire du polymère n'est pas un paramètre critique comme elle s'avère l'être en - microlithographie. En effet, la sensibilité d'une résine de masquage est d'autant plus élevée que sa masse moléculaire initiale est importante. Cependant, les dépôts de résine étant réalisés usuellement par centrifugation d'une solution de polymère en milieu organique, la masse du polymère doit être telle que la résine demeure soluble. French patent applications FR 2 444 022 and FR 2 444 052 describe the synthesis of an acrylic monomer constituted by phenyl fluoroacrylate and its bulk polymerization. The polymer obtained is intended to be used in the aeronautical field for its optical transparency properties. It can be used to make portholes for example. For such applications, the molecular weight of the polymer is not a critical parameter as it turns out to be in - microlithography. In fact, the higher the sensitivity of a masking resin, the higher its initial molecular weight. However, since the resin deposits are usually produced by centrifugation of a polymer solution in an organic medium, the mass of the polymer must be such that the resin remains soluble.

L'un des objets de la présente invention concerne l'optimisation de la synthèse du poly (# - fluoroacrylate de phényle) en vue d'obtenir une masse moléculaire appropriée et de permettre son utilisation en tant que résine de masquage de type négatif. One of the objects of the present invention relates to the optimization of the synthesis of poly (# - phenyl fluoroacrylate) in order to obtain an appropriate molecular mass and to allow its use as a masking resin of negative type.

La résine de masquage selon l'invention possède la structure suivante

Figure img00060001

n indiquant le degré de polymérisation. Le degré de polymérisation n sera de préférence compris entre 1500 et 2000.The masking resin according to the invention has the following structure
Figure img00060001

n indicating the degree of polymerization. The degree of polymerization n will preferably be between 1500 and 2000.

Cette résine est réticulable sous l'action d'un rayonnement (rayons # , X, ultraviolets, électrons, ions). Les doses d'irradiation nécessaire pour la réticuler lors des opérations de masquage sont plus faibles que celles requises pour le PMFA déjà cité. D'autre part, la présence d'un noyau aromatique dans sa structure lui confère une température de transition vitreuse (environ 2250 C) beaucoup plus élevée que celle du PMFA (environ 13O0C) ce qui assure une stabilité thermique accrue, donc une meilleure résistance à la gravure sèche. Cette résine possède également de bonnes propriétés d'enduction et d'adhérence. This resin is crosslinkable under the action of radiation (#, X rays, ultraviolet, electrons, ions). The radiation doses required to crosslink it during the masking operations are lower than those required for the PMFA already mentioned. On the other hand, the presence of an aromatic nucleus in its structure gives it a glass transition temperature (around 2250 C) much higher than that of PMFA (around 13O0C) which ensures increased thermal stability, therefore better resistance with dry etching. This resin also has good coating and adhesion properties.

L'utilisation de cette résine dans les machines de masquage permet de bénéficier à la fois de cadences de fabrication élevées et d'une bonne résolution du fait de la possibilité d'exploitation des techniques de gravure sèche avec lesquelles cette résine est compatible par suite de ses propriétés de résistance. The use of this resin in masking machines makes it possible to benefit from both high production rates and good resolution due to the possibility of using the dry etching techniques with which this resin is compatible as a result of its resistance properties.

Pour obtenir la résine faisant l'objet de la présente invention, le monomère o( - fluoroacrylate de phényle est polymérisé par voie radicalaire, en émulsion, sous vide et en présence d'un agent de transfert de chaîne. To obtain the resin which is the subject of the present invention, the phenyl o (- fluoroacrylate) monomer is polymerized by the radical route, in emulsion, under vacuum and in the presence of a chain transfer agent.

L'émulsion est obtenue en dispersant le monomère dans une solution aqueuse supercritique d'un agent tensio-actif, c'est-à-dfre de concentration supérieure à la concentration micellaire critique pour laquelle les molécules d'agent tensio-actif s'associent sous forme de micelles. The emulsion is obtained by dispersing the monomer in a supercritical aqueous solution of a surfactant, that is to say at a concentration greater than the critical micellar concentration for which the molecules of surfactant associate in the form of micelles.

La réaction de polymérisation est déclenchée par un amorceur radicalaire soluble dans la phase aqueuse. Les radicaux créés dans la phase aqueuse sont piégés par les micelles dans lesquelles le monomère a pénétré puisqu'il n'est pas soluble dans l'eau d'où une polymérisation intramicellaire
L'agent de transfert de chaîne est ajouté pour limiter la masse moléculaire afin que la résine demeure soluble.
The polymerization reaction is initiated by a free radical initiator soluble in the aqueous phase. The radicals created in the aqueous phase are trapped by the micelles into which the monomer has penetrated since it is not soluble in water, hence an intramicellar polymerization.
The chain transfer agent is added to limit the molecular weight so that the resin remains soluble.

A titre d'exemple non limitatif, on va décrire la réalisation d'une résine selon l'invention, c'est-a-dire dont la masse moléculaire est appropriée à une utilisation en tant que résine de masquage de type négatif. By way of nonlimiting example, we will describe the production of a resin according to the invention, that is to say one whose molecular weight is suitable for use as a negative type masking resin.

La polymérisation est réalisée en tube scellé sous vide, à 5O0C, sous agitation magnétique pendant une durée déterminée. Préalablement au scellement du tube, le mélange réactionnel est dégazé afin d'éliminer l'oxygène dissous qui est un inhibiteur de polymérisation
L'agent tensio-actif utilisé est le dodécylsulfate de sodium (SDS), l'amorceur radicalaire est le persulfate de potassium K2S208 et l'agent de transfert de chaîne est lev potassium K2S2 O8 bromotrichlorométhane CCl3Br.
The polymerization is carried out in a vacuum-sealed tube at 50 ° C., with magnetic stirring for a determined period. Prior to sealing the tube, the reaction mixture is degassed in order to remove the dissolved oxygen which is a polymerization inhibitor
The surfactant used is sodium dodecyl sulfate (SDS), the radical initiator is potassium persulfate K2S208 and the chain transfer agent is lev potassium K2S2 O8 bromotrichloromethane CCl3Br.

Le polymère est récupéré après ouverture du tube par extraction en milieu organique. Il est ensuite Isolé par précipitation puis recueilli par filtration. Après quoi, il est séché sous vide. The polymer is recovered after opening the tube by extraction in an organic medium. It is then isolated by precipitation and then collected by filtration. After which, it is dried under vacuum.

Sa structure est contrôlée par spectrométrie infra-rouge et par résonance magnétique nucléaire. I1 est caractérisé par chromatographie par perméation de gel, par viscosimétrie, par analyse enthalpique différentielle et par thermogravimétrie. Its structure is checked by infrared spectrometry and by nuclear magnetic resonance. It is characterized by gel permeation chromatography, viscosimetry, differential enthalpy analysis and thermogravimetry.

Le procédé d'utilisation de la résine selon l'invention en tant que matériau de transfert ' d'image est particulièrement simple et conforme aux normes de l'homme de l'art. Elle est dissoute dans un solvant adéquat, par exemple la méthyl isobutyl cétone puis déposée en couche mince (typiquement de 0,5 à 1,u) sur un substrat (par exemple du silicium oxydé ou de l'arséniure de gallium) par centrifugation de cette solution. The method of using the resin according to the invention as an image transfer material is particularly simple and conforms to the standards of those skilled in the art. It is dissolved in a suitable solvent, for example methyl isobutyl ketone and then deposited in a thin layer (typically from 0.5 to 1, u) on a substrate (for example oxidized silicon or gallium arsenide) by centrifugation of this solution.

Le substrat est alors irradié en vue de provoquer la formation de liaisons de pontage dans ]a résine (réticulation), la rendant insoluble dans un révélateur approprié. Différents types de rayonnements peuvent être utilisés. On peut utiliser par exemple un rayonnement d'électrons (typiquement d'énergie comprise entre 5 et 80 keV) en faisceau gaussien ou en faisceau formé. On peut aussi utiliser des ions (par exemple H ou Ga d'énergie comprise entre 50 et 400 keV) soit en faisceau parallèle à travers un masque, soit en faisceau focalisé. On peut encore utilisé des photons ~ soit le rayonnement g émis 13t par exemple par des sources classiques telles que 55Cs ou 60 2#o, soit le rayonnement ultra-violet proche# (de longueur d'onde comprise entre 300 et 400 nm) ou lointain (de longueur d'onde comprise entre 200 et 300 nm) provenant par exemple respectivement d'une lampe à vapeur de mercure ou d'une lampe au deutérium, soit encore le rayonnement X mou (de longueur d'onde comprise entre 4 et 50 Angströms), continu (par exemple sous forme de rayonnement synchrotron dans un anneau de collisions) ou provenant de l'émission de raies caractéristiques. The substrate is then irradiated in order to cause the formation of bridging bonds in the resin (crosslinking), making it insoluble in a suitable developer. Different types of radiation can be used. One can use for example an electron radiation (typically of energy between 5 and 80 keV) in Gaussian beam or in formed beam. One can also use ions (for example H or Ga of energy between 50 and 400 keV) either in parallel beam through a mask, or in focused beam. Photons can also be used ~ either the g radiation emitted 13t for example by conventional sources such as 55Cs or 60 2 # o, or near ultraviolet radiation # (wavelength between 300 and 400 nm) or distant (wavelength between 200 and 300 nm) coming for example from a mercury vapor lamp or a deuterium lamp respectively, or still soft X-ray (wavelength between 4 and 50 Angstroms), continuous (for example in the form of synchrotron radiation in a collision ring) or originating from the emission of characteristic lines.

Après révélation, l'échantillon est traité thermiquement préalablement à l'étape de gravure du substrat pour parfaire le durcissement de la resine. Les techniques de gravure sèche (par exemple la gravure ionique réactive) qui sont aptes à fournir une résolution accrue par rapport å la gravure chimique peuvent être utilisées avec cette résine qui présente des propriétés efficaces de résistance du fait de sa structure aromatique. Après gravure du substrat, la résine peut être éliminée en la soumettant à un plasma d'oxygène. After revelation, the sample is heat treated before the etching step of the substrate to perfect the hardening of the resin. Dry etching techniques (for example reactive ion etching) which are capable of providing increased resolution compared to chemical etching can be used with this resin which exhibits effective resistance properties due to its aromatic structure. After etching the substrate, the resin can be removed by subjecting it to an oxygen plasma.

On va maintenant décrire un exemple de synthèse du polymère selon l'invention. Dans un tubo à sceller muni d'un barreau magnétique, on verse un mélange constitué de
- 25 g d'eau distillée, - 0,144 g de dodécylsulfate de sodium (5.10 -4 mole),
- 0,0135 g de persulfate de potassium (5.
We will now describe an example of synthesis of the polymer according to the invention. In a tubo to be sealed provided with a magnetic bar, one pours a mixture made up of
- 25 g of distilled water, - 0.144 g of sodium dodecyl sulfate (5.10 -4 mole),
- 0.0135 g of potassium persulfate (5.

mole), - 10 g d' o & - fluoroacrylate de phényle
(6.10-2mole),
- 0,5 g de bromotrichlorométhane (2,5.10 3mole).
mole), - 10 g of o & - phenyl fluoroacrylate
(6.10-2mole),
- 0.5 g of bromotrichloromethane (2.5.10 3mole).

On fait subir à ce mélange trois cycles de dégazage (congélation/pompage sous vide /décon gél ation) avant de sceller le tube sous vide. La pression do dégazage du tube est contrôlée et maintenue constante (6 pascals). Ensuite, le tube scellé est placé dans un bain d'huile thermostaté à 500C sous agitation magnétique, et on laisse la polymérisation se dérouler pendant 5 heures. This mixture is subjected to three degassing cycles (freezing / vacuum pumping / decon gelation) before sealing the tube under vacuum. The degassing pressure of the tube is controlled and kept constant (6 pascals). Then, the sealed tube is placed in an oil bath thermostatically controlled at 500C with magnetic stirring, and the polymerization is allowed to proceed for 5 hours.

Une fois ce temps écoulé, le tube est ouvert et son contenu est dilué avec de l'acétone. T,a solution obtenue est versée goutte à goutte sur un volume d'hexane au moins dix fois plus Important. Le polymère qui précipite est alors recueilli par filtration puis séché dans une étuve sous vide à 300 C, pendant 48 heures, en présence d'anhydride phosphorique pour éliminer l'eau. Le taux de conversion monomère/polymère est de 48 8. La viscosité intrinsèque de ce dernier, mesurée dans l'éther monométhylique de l'acétate d'éthylène-glycol (EMMEGA) A 300C est de 1,48 dl/g.L'analyse thermogravimétrique révèle une stabilité thermique remarquable de ce polymère (perte de poids
Inférieur 1 i % jusqu'à 2250C et inférieure à 2 % jusqu'à 3150 C). Le thermogramme d'analyse enthalpique différentielle laisse apparaître une température de transition vitreuse de 2280C
On va décrire maintenant le comportement sous irradiation électronique du po ] ymère élaboré ci-dessus. Pour utiliser ce polymère en tant que résine de masquage, celui-ci est dissous dans un mélange constitué d'EMMEGA et d'acétone (rapport pondérai 26,3/73,7).La concentration en poids de polymère dans le solvant est de 5 90. La résine est alors déposée par centrifugation de la solution sous forme de film mince (épaisseur 0,5 Il) sur deux types . de substrat. Le premier substrat est du silicium oxydé en surface dont la couche d'oxyde
SiO2 a environ 1 000 angströms d'épaisseur. Le deuxième substrat est constitué d'arséniure de gallium. Aucune cuisson post-enduction n a été effectuée afin d'éviter toute réticulation thermique.
Once this time has elapsed, the tube is opened and its contents are diluted with acetone. T, a solution obtained is poured dropwise on a volume of hexane at least ten times greater. The precipitating polymer is then collected by filtration and then dried in a vacuum oven at 300 ° C. for 48 hours, in the presence of phosphoric anhydride to remove the water. The monomer / polymer conversion rate is 48 8. The intrinsic viscosity of the latter, measured in the monomethyl ether of ethylene glycol acetate (EMMEGA) at 300C is 1.48 dl / g. thermogravimetric analysis reveals a remarkable thermal stability of this polymer (weight loss
Lower 1 i% up to 2250C and lower than 2% up to 3150 C). The differential enthalpy analysis thermogram reveals a glass transition temperature of 2280C
We will now describe the behavior under electronic irradiation of the polymer developed above. To use this polymer as a masking resin, it is dissolved in a mixture consisting of EMMEGA and acetone (weight ratio 26.3 / 73.7). The concentration by weight of polymer in the solvent is 5 90. The resin is then deposited by centrifugation of the solution in the form of a thin film (thickness 0.5 μl) on two types. of substrate. The first substrate is silicon oxidized on the surface including the oxide layer
SiO2 is approximately 1000 angstroms thick. The second substrate consists of gallium arsenide. No post-coating firing was carried out in order to avoid any thermal crosslinking.

Les échantillons ainsi préparés sont irradiés au masqueur électronique EPG 102 (tension d'accélération des électrons 20kV, faisceau gaussien) en traçant une mire de résolution avec un éventail de doses. Les échantillons sont ensuite révélés par immersion dans un mélange d'acétone et d'isopropanol (de proportion 90/10 en volume) pendant 30 secondes à 200 C, ce qui laisse subsister sur le substrat les zones irradiées. A titre indicatif, pour l'échantillon sur silicium oxydé, la dose permettant d'obtenir l'insolubilisation de 70 % de l'épaisseur initiale de résine est 5.10 6 C/cm2. Des traits de largeur inférieure à 0,3 ,u ont été tracés par superposition de monobalayages. The samples thus prepared are irradiated with the EPG 102 electronic masker (electron acceleration voltage 20kV, Gaussian beam) by drawing a resolution target with a range of doses. The samples are then revealed by immersion in a mixture of acetone and isopropanol (proportion 90/10 by volume) for 30 seconds at 200 ° C., which leaves the irradiated areas on the substrate. As an indication, for the sample on oxidized silicon, the dose making it possible to obtain the insolubilization of 70% of the initial thickness of resin is 5.10 6 C / cm2. Lines of width less than 0.3, u have been drawn by superimposing single scans.

Le comportement de la résine sous gravure sèche a été analysé sur l'échantillon sur arseniure de gallium. On a utilisé, pour cela un bâti de gravure ionique réactive à configuration planaire dont la distance interélectrode est de 4 cm et fonctionnant à 13, 56 MHz. Le gaz employé pour la gravure de l'arséniure de gallium est le dichlorodifluorométhane. Entre la révélation et la gravure, I'échantillon a été recuit à 2000C pendant 30 mn, après quoi il a été introduit dans l'enceinte de gravure et celle-ci a été mise en oeuvre dans les conditions suivantes : puissance 0,5 W/cm2 , pression 4 pascals, débit gazeux 2 cm3/mn, tension d'autopolarisation -50 V, temps de gravure 3 mn. Il est alors apparll que le polymère restait insensible à la gravure, son épaisseur restant parfaitement constante, ce qui n'a pas été le cas d'une autre résine négative ne contenant pas de noyau aromatiq'i#, le copolymère de méthacrylate de thioglycidyle et de méthacrylate de méthyle (de proportions 1/3) dont la perte d'épaisseur après la gravure a avoisiné 10 %.  The behavior of the resin under dry etching was analyzed on the sample on gallium arsenide. For this, a reactive ion etching frame with planar configuration was used, the interelectrode distance of which is 4 cm and operating at 13.56 MHz. The gas used for the etching of gallium arsenide is dichlorodifluoromethane. Between the revelation and the etching, the sample was annealed at 2000C for 30 min, after which it was introduced into the etching chamber and this was carried out under the following conditions: power 0.5 W / cm2, pressure 4 pascals, gas flow 2 cm3 / min, self-polarization voltage -50 V, etching time 3 min. It then appeared that the polymer remained insensitive to etching, its thickness remaining perfectly constant, which was not the case with another negative resin not containing an aromatic nucleus, the copolymer of thioglycidyl methacrylate. and methyl methacrylate (of proportions 1/3), the loss of thickness of which after engraving was around 10%.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Résine de masquage réticulable sous l'action d'un rayonnement électromagnétique ou de particules, caractérisée en ce qu'elle répond à la formule suivante 1. Masking resin crosslinkable under the action of electromagnetic radiation or particles, characterized in that it corresponds to the following formula
Figure img00120001
Figure img00120001
n indiquant le degré de polymérisation. n indicating the degree of polymerization.
2. Résine de masquage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le degré de polymérisation n est compris entre 1500 et 200. 2. Masking resin according to claim 1, characterized in that the degree of polymerization n is between 1500 and 200. 3. Résine de masquage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit rayonnement électromagnétique est constitué de rayons , de rayons X ou d'un rayonnement ultraviolet. 3. Masking resin according to one of claims 1 or 2, characterized in that said electromagnetic radiation consists of rays, X-rays or ultraviolet radiation. 4. Résine de masquage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdites particules sont des électrons ou des ions. 4. Masking resin according to one of claims 1 or 2, characterized in that said particles are electrons or ions. 5. Procédé d'obtention de la résine de masquage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à polymériser le monomère #- fluoroacrylate de phényle en émulsion, par voie radicalaire, sous vide et en présence d'un agent de transfert de chaîne.  5. Method for obtaining the masking resin according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it consists in polymerizing the monomer # - phenyl fluoroacrylate in emulsion, by radical route, under vacuum and in the presence of a chain transfer agent. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'émulsion est obtenue en dispersant ledit monomère dans une solution aqueuse supercritique d'un agent tensio-actif. 6. Method according to claim 5, characterized in that the emulsion is obtained by dispersing said monomer in a supercritical aqueous solution of a surfactant. 7. Procédé selon la revendication G, caractérisé en ce que l'agent tenslo-aetif utilisé est le dodécylsulfate de sodium. 7. Method according to claim G, characterized in that the tenso-aetif agent used is sodium dodecyl sulfate. 8, Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'on utilise le persulfate de potassium en tant qu'amorceur radicalaire. 8, Process according to any one of claims 5 to 7, characterized in that potassium persulfate is used as a radical initiator. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'agent de transfert de chaîne utilisé est le bromotrichiorométhane.  9. Method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the chain transfer agent used is bromotrichioromethane. 10. Masque de résine, caractérisé en ce qu'il utilise une résine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.  10. Resin mask, characterized in that it uses a resin according to any one of claims 1 to 4.
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