RU2100835C1 - Позитивный фоторезист - Google Patents

Позитивный фоторезист Download PDF

Info

Publication number
RU2100835C1
RU2100835C1 RU94045238A RU94045238A RU2100835C1 RU 2100835 C1 RU2100835 C1 RU 2100835C1 RU 94045238 A RU94045238 A RU 94045238A RU 94045238 A RU94045238 A RU 94045238A RU 2100835 C1 RU2100835 C1 RU 2100835C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photoresist
photosensitivity
diester
sulfonic acid
phenylenediamine
Prior art date
Application number
RU94045238A
Other languages
English (en)
Other versions
RU94045238A (ru
Inventor
А.В. Ванников
А.Д. Гришина
Ю.И. Кольцов
Е.Н. Кудрявцев
М.Г. Тедорадзе
Г.О. Хазова
Original Assignee
Институт электрохимии им.А.Н.Фрумкина РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт электрохимии им.А.Н.Фрумкина РАН filed Critical Институт электрохимии им.А.Н.Фрумкина РАН
Priority to RU94045238A priority Critical patent/RU2100835C1/ru
Publication of RU94045238A publication Critical patent/RU94045238A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2100835C1 publication Critical patent/RU2100835C1/ru

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к позитивным фоторезистам и может быть использовано в фотолитографических процессах при изготовлении интегральных схем в микроэлектронике, радиоэлектронике. Предложен позитивный фоторезист, содержащий, мас.%: крезолформальдегидную новолачную смолу 60 - 66,5; диэфир 1,2 - нафтохинодиазид-(2), 5 - сульфокислоты и 2,4 - диокисибензофенона 30 - 33; органическое соединение, обладающее электродонорными свойствами, выбранное из ряда: п-диметиламинобензальдегид, п-диэтиламинобензальдегид, п-фенилендиамин, нитрозодиэтиланилин, о-фенилендиамин, ферроцен 2 - 9 и органический растворитель остальное. Фоторезист обладает высокой чувствительностью к изучению в ближнем ультрафиолете, высокой контрастностью и резестентностью в кислых средах.

Description

Изобретение относится к позитивным фоторезистам, которые используются в фотолитографических процессах при изготовлении интегральных схем в микроэлектронике, радиоэлектронике и других отраслях промышленности.
Известны позитивные фоторезисты [1] которые содержат в качестве фотоактиватора диэфир 1,2-нафтохинодиазид-(2), 5-сульфокислоты и 2,4,4'- ди-, три-, тетрагидроксибензофенона или смесь сульфоэфиров [2 и 3] в качестве полимерного связующего фенолформальдегидную смолу и органический растворитель.
Недостатком известных фоторезистов является невысокая светочувствительность (250 мДж/см2).
Наиболее близким к предлагаемому по составу и свойствам является позитивный фоторезист [3] содержащий в качестве фотоактиватора смесь сульфоэфиров: диэфир 1,2- нафтохинодиазид-(2), 5-сульфокислоты и 2,4-диоксибензофенона (1); диэфир 1,2- нафтохинодиазид-(2), 5-сульфокислоты и 2,2, 4,4-тетраосибензофенона (II); диэфир 1,2- нафтохинодиазид-(2), 5-сульфокислоты и метиленбис(2,4-диолксибензофенона) (III); кремнийорганический блоксополимер; пленкообразующий компонент - крезолформальдегидную смолу марки СФ-142Б (ТУ 6-05-231-277-88) и формулы
Figure 00000001

где n= 6-12; средний м. в.7000-17000 и органический растворитель смесь монометилового эфира ацетат этиленгликоля, диметилового эфир диэтиленгликоля и ксилола при следующем соотношении компонентов, мас.
Диэфир 1,2-нафтохинодиазид-(2), 5-сульфокислоты и 2,4-диоксибензофенона
1,3 1,57
Диэфир 1,2-нафтохинодиазид-(2), 5-сульфокислоты и 2,2,4,4-тетраоксибензофенона 3,14 5,2
Диэфир 1,2-нафтохинодиазид-(2), 5-сульфокислоты и метилен-бис(2,4-диоксибензофенона) 3,8 5,4
Кремнийорганический блоксополимер 0,015 0,03
Крезолформальдегидная новолачная смола 18,1 21,75
Диметиловый эфир диэтиленглиголя 5,52 7,19
Ксилол 3,45 4,97
Монометиловый эфир ацетатэленгликоля Остальное
Фоторезист обладает светочувствительность 80 мДж/см2, а разрешение материала, т. е. минимальная ширина воспроизводимого элемента, составляет 0,8 - 1,0 мкм. Коэффициент кнтрастности в прототипе не указан.
Недостатком прототипа является низкая светочувствительность, что ограничивает области использования фоторезиста.
Изобретение решает задачу повышения светочувствительности без ухудшения разрешения позитивного фоторезиста.
Задача решается тем, что позитивный фоторезист, содержащий диэфир 1,2-нафтохинодиазид-(2), 5-сульфокислоты и 2,4-ди-оксибензофенона и крезолформальдегидную смолу формулы (1) дополнительно содержит органическое соединение, являющееся донором электронов, выбранное из ряда: п-диметиламинобензальдегид, или п-диэтиламинобензальдегид, или нитрозодиэтиланилин, или п-фенилендиамин, или о-фенилендиамин, или ферроцен. В качестве растворителя взят диметиловый эфир диэтиленглиголя или монометиловый эфир ацетатэтиленгликоля.
Выбор крезолформальдегидной смолы в качестве пленкообразующей матрицы обусловлен ее растворимость в водно-щелочных растворах и химической стойкостью, т.е. резистентностью, в кислых средах, обычно используемых для травления металлооксидных слов. Кроме того, крезолформальдегидная смола в силу своей ароматической природы обладает достаточной резистентностью в условиях сухого травления, например при ионной бомбардировке.
Соотношение указанных компонентов следующие, мас.
Крезолформальдегидная новолачная смола 60 66,5
Диэфир 1,2-нафтохинодиазид-(2), 5-сульфокислоты и 2,4-диоксибензофенона
30 33
Органическое соединение 2 9
Органический растворитель Остальное
Использование добавки указанного органического соединения в указанных количествах приводит к повышению коэффициента контрастности позитивного фоторезиста в 1,1 1,5 раза и светочувствительности в 1,4 2 раза по сравнению с композицией без добавок (примеры 1 10), а по сравнению с прототипом светочувствительность повышается в 1,7 4,5 раза.
Органическое соединение, используемое в качестве добавки к композиции для позитивного фоторезиста, должно непременно обладать электронодонорными свойствами. Введение в композицию недонорного соединения (например, метиленового голубого амина, обладающего акцепторными свойствами) не приводит ни к повышению светочувствительности, ни коэффициента контрастности (пример 11).
Авторам известно, что амины и диамины применяются в композициях на основе новолачной смолы и о-нафтохинондиазидов с целью обращения позитивных фоторезистов в низкочувствительные негативные [4] Что касается эффекта повышения светочувствительности позитивного фоторезиста на основе новолачной смолы и о-нафтохинондиазида при введении в слой тех же добавок, но в указанных в предлагаемой заявке концентрациях, то в литературе он не известен.
Авторам также известно, что п-диметиламинобензальдегид используется с целью повышения светочувствительности негативных фоторезистов [5] В указанных слоях после первичной засветки идут термические реакции процесса химического усиления, связанные с протонированием п-диметиламинобензальдегида и образованием енольной формы протонированного п-диметиламинобензальдегида с низким потенциалом окисления (0,49 В относительно хлорсеребряного электрода). В этих же композициях при замене п-диметиламинобензальдегида на п-диэтиламинобензальдегид эффект химического усиления отсутствует. Связано это с тем, что п-диэтиламинобензальдегид не образует енольной формы с низким потенциалом окисление [6] Протонированные же формы других использованных в предлагаемом фоторезисте соединений не образуют енольного таутомера. Из всего сказанного следует, что увеличение светочувствительности в нашем случае не связано с процессами химического усиления, а протекает по другому механизму.
Пример 1. Фоторезист получают путем растворения в диметиловом эфире диэтиленгликоля диэфира 1,2-нафтохинодиазид (2), 5-сульфокислоты и 2,4-диоксибензофенона, крезолформальдегидной новолачной смолы марки СФ-141, мас.
Смола 66,5
Фотоактиватор 33
Растворитель диметиловый эфир диэтиленглиголя Остальное
Приготовленную композицию наносят на технологическую подложку и после полного удаления растворителя слой фоторезиста облучают УФ-светом и проявляют 60 с в 0,6%-ном растворе КОН. Светочувствительность определялась как экспозиция, необходимая для полного удаления экспонированных участков с подложки и составляла 46,5 мДж/см2, коэффициент контрастности 1,1.
Пример 2. Фоторезист готовят, наносят и обрабатывают, как указано в примере 1 при соотношении компонентов, мас.
Смола 65
Фотоактиватор 32,7
п-Диметиламинобензальдегид 2
Растворитель диметиловый эфир диэтиленгликоля Остальное
Светочувствительность фоторезиста составляет 40 мДж/см2, коэффициент контрастности 1,15.
Пример 3. Фоторезист готовят, наносят и обрабатывают, как указано в примере 1 при соотношении компонентов, мас.
Смола 63
Фотоактиватор 31,6
п-Диметиламинобензальдегид 4,7
Растворитель диметиловый эфир диэтиленглиголя Остальное
Светочувствительность фоторезиста составляла 26,5 мДж/см2, а коэффициент контрастности 1,8.
Пример 4. Фоторезист готовят, наносят и обрабатывают, как указано в примере 1 при соотношении компонентов, мас.
Смола 60,7
Фотоактиватор 30,5
п-Диметиламинобензальдегид 8,1
Растворитель диметиловый эфир диэтиленглиголя Остальное
Светочувствительность фоторезиста составляла 23 мДж/см2, а коэффициент контрастности 2,0.
Пример 5. Фоторезист готовят, наносят и обрабатывают, как указано в примере 1 при соотношении компонентов, мас.
Смола 60,3
Фотоактиватор 30
п-Диметиламинобензальдегид 9
Растворитель диметиловый эфир диэтиленглиголя Остальное
Светочувствительность фоторезиста составляла 38 мДж/см2, а коэффициент контрастности 1,2.
Пример 6. Фоторезист готовят, наносят и обрабатывают, как указано в примере 1 при соотношении компонентов, мас.
Смола 64,5
Фотоактиватор 33
Нитрозодиметиланилин 2,3
Растворитель диметиловый эфир диэтиленглиголя Остальное
Светочувствительность фоторезиста оставляла 30 мДж/см2, а коэффициент контрастности 1,4.
Пример 7. Фоторезист готовят, наносят и обрабатывают, как указано в примере 1 при соотношении компонентов, мас.
Смола 62,5
Фотоактиватор 31
п-Фетилендиамин 5,8
Растворитель диметиловый эфир диэтиленглиголя Остальное
Светочувствительность фоторезиста составляла 18 мДж/см2, а коэффициент контрастности 1,7.
Пример 8. Фоторезист готовят, наносят и обрабатывают, как указано в примере 1 при соотношении компонентов, мас.
Смола 64,5
Фотоактиватор 31,7
о-Фенилендиамин 3
Растворитель диметиловый эфир диэтиленглиголя Остальное
Светочувствительность фоторезиста составляла 23 мДж/см2, а коэффициент контрастности 1,5.
Пример 9. Фоторезист готовят, наносят и обрабатывают, как указано в примере 1 при соотношении компонентов, мас.
Смола 60,7
Фотоактиватор 30,5
п-Диэтиламинобензальдегид 8,1
Растворитель диметиловый эфир диэтиленглиголя Остальное
Светочувствительность фоторезиста составляла 37 мДж/см2, а коэффициент контрастности 1,5.
Пример 10. Фоторезист готовят, наносят и обрабатывают, как указано в примере 1 при соотношении компонентов, мас.
Смола 65
Фотоактиватор 32,6
Ферроцен 2,1
Растворитель диметиловый эфир диэтиленглиголя Остальное
Светочувствительность фоторезиста составляла 35 мДж/см2, а коэффициент контрастности 1,8.
Пример 11. Фоторезист готовят, наносят и обрабатывают, как указано в примере 1 соотношении компонентов, мас.
Смола 62,5
Фотоактиватор 31
Метиленовый голубой 5,8
Растворитель диметиловый эфир диэтиленглиголя Остальное
Светочувствительность фоторезиста составляла 46,5 мДж/см2, а коэффициент контрастности 1,1.
Таким образом, разработанный фоторезист обладает сочетанием высокой чувствительности к излучению в ближнем ультрафиолете с высокой контрастностью и резистентностью в кислых средах, в том числе и при ионной бомбардировке.
Благодаря этому он наиболее подходящ для применения в процессах проекционной фотографии с ионоплазменных травлением, используемых, например, в технологии СБИС ДОЗУ с емкостью памяти 1 16 Мбайт, где необходимо формирование резистных масок с элементами шириной 1,0 0,6 мкм с почти вертикальным наклоном стенок и повышение производительности на операциях помодульного экспонирования.

Claims (1)

  1. Позитивный фоторезистор, содержащий диэфир 1,2-нафтохинодиазид-(2),5-сульфокислоты и 2,4-диоксибензофенона, крезолформальдегидную новолачную смолу и органический растворитель, отличающийся тем, что дополнительно фоторезист содержит органическое соединение, обладающее электронодонорными свойствами, выбираемое из ряда: п-диметиламинобензальдегид, или п-диэтиламинобензальдегид, или нитрозодиэтиланилин, или п-фенилендиамин, или о-фенилендиамин, или ферроцен, при следующем соотношении компонентов, мас.
    Крезолформальдегидная новолачная смола 60 66,5
    Диэфир 1,2-нафтохинодиазид-(2),5-сульфокислоты и 2,4-диоксибензофенона - 30 33
    Органическое соединение, обладающее электронодонорными свойствами 2 9
    Органический растворитель Остальноек
RU94045238A 1994-12-26 1994-12-26 Позитивный фоторезист RU2100835C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94045238A RU2100835C1 (ru) 1994-12-26 1994-12-26 Позитивный фоторезист

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94045238A RU2100835C1 (ru) 1994-12-26 1994-12-26 Позитивный фоторезист

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94045238A RU94045238A (ru) 1996-10-10
RU2100835C1 true RU2100835C1 (ru) 1997-12-27

Family

ID=20163480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94045238A RU2100835C1 (ru) 1994-12-26 1994-12-26 Позитивный фоторезист

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2100835C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552461C1 (ru) * 2014-04-24 2015-06-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Способ формирования фоторезистной маски позитивного типа (варианты)
RU2692678C1 (ru) * 2019-01-30 2019-06-26 Общество с ограниченной ответственностью "Поликетон" Фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. US, патент, 3201.239, кл. 96 - 36, 1965. 2. US, патент, 5358823, кл. G 03 F 7/023, 1994. 3. SU, авторское свидетельство, 1825426, кл. G 03 F 7/023, 1993. 4. Введение в фотолитографию /Под ред. В.П.Лаврищева. - М.: Энергия, 1977, с. 29 - 32. 4. Mend.Communication. - 1991, N 1, p. 34 - 36. 6. Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. - 1992, N 3, с. 218. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552461C1 (ru) * 2014-04-24 2015-06-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Способ формирования фоторезистной маски позитивного типа (варианты)
RU2692678C1 (ru) * 2019-01-30 2019-06-26 Общество с ограниченной ответственностью "Поликетон" Фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста

Also Published As

Publication number Publication date
RU94045238A (ru) 1996-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4141733A (en) Development of light-sensitive quinone diazide compositions
JPH052226B2 (ru)
KR20120093777A (ko) 레지스트 재료 및 이것을 이용한 패턴 형성 방법
CA2045917C (en) Positive photoresist composition
CA1263822A (en) Method for producing a positive photoresist
US5106718A (en) Positive photoresist composition containing alkali-soluble phenolic resin, photosensitive quinonediazide compound and sulfonyl containing compound
JPS59142538A (ja) 感光性組成物
GB2192636A (en) A positive-working photoresist composition
KR950001004B1 (ko) 방사선 감응성 포지티브 작용성 감광성 내식막 조성물 및 감광성 내식막을 제조하는 방법
KR910006541B1 (ko) 방사선 흡수물질을 함유하는 음성 작동성 감광성내식막 조성물
RU2100835C1 (ru) Позитивный фоторезист
US5204225A (en) Process for producing negative images
EP0337188B1 (de) In wässrigem Alkali lösliche, Silanylgruppen in der Seitenkette enthaltende Bindemittel, Verfahren zu deren Herstellung sowie lichtempfindliches Gemisch, enthaltend diese Verbindungen
US5629127A (en) Positive electron beam resist composition containing cresolnovolak resin, select additive and methyl gallate/1,2-naphthoquinonediazido-4-sulfonyl chloride reaction product
JPH0727202B2 (ja) フォトレジスト並びに該フォトレジストを有する製品の製法
EP0298393A2 (de) Verfahren zur Herstellung negativer Bilder aus einem positiv arbeitenden Photoresist mit einem Gehalt an Curcumin und lichtemfindlichen Gemisch enthaltend Curcumin
JPH06167812A (ja) 感光材料組成物
KR910005031B1 (ko) 감광성 조성물
JPH0727219B2 (ja) ネガ型感光性組成物用現像液
JP2607870B2 (ja) 画像形成方法
JPH0656487B2 (ja) ポジ型ホトレジスト用組成物
KR950000480B1 (ko) 비스-1,2-나프토퀴논-2-디아지드-설폰산 아미드-함유 감광성 혼합물
JP2914172B2 (ja) ポジ型電子線レジスト組成物およびこれを用いた微細パターン形成方法
EP0265135B1 (en) Antistatic photo-resist
US5290666A (en) Method of forming a positive photoresist pattern utilizing contrast enhancement overlayer containing trifluoromethanesulfonic, methanesulfonic or trifluoromethaneacetic aromatic diazonium salt