RU2513620C1 - Композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния - Google Patents
Композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513620C1 RU2513620C1 RU2012141790/05A RU2012141790A RU2513620C1 RU 2513620 C1 RU2513620 C1 RU 2513620C1 RU 2012141790/05 A RU2012141790/05 A RU 2012141790/05A RU 2012141790 A RU2012141790 A RU 2012141790A RU 2513620 C1 RU2513620 C1 RU 2513620C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- etching
- composition
- photoactivated
- silicon
- acetone
- Prior art date
Links
Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при производстве интегральных микросхем и других электронных устройств, использующих планарную технологию их изготовления, основанную на фотолитографических процессах. Композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния включает полимерную основу - полиметилметакрилат, фоточувствительный компонент - фторид аммония в растворе трифторуксусной кислоты, растворитель - ацетон, протофильный реагент - дифениламин. Изобретение позволяет упростить технологический процесс получения фотолитографического рисунка на слое кремния, увеличить скорость фототравления, существенно уменьшить дефекты получаемых изделий. 1 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к производству интегральных микросхем и других электронных устройств с использованием планарной фотолитографии.
Известна фотополимеризующаяся композиция для сухого пленочного фоторезиста, находящая применение для получения рисунка при изготовлении печатных плат в радиоэлектронной промышленности (патент РФ №2163724, 7G03C 1/72, H01L 31/08, опубл. 2001.02.27). Известная композиция включает сополимер стирола с моно-н-бутилмалеинатом, дифункциональный акрилат, 1-хлор-2-гидрокси-3-метакрилоилоксипропан, ингибитор, фотоинициатор, краситель и соединения гликоля. Недостатком известной композиции является ее многокомпонентный состав, который требует введения фотоинициаторов для осуществления фотохимической реакции.
Известен процесс фотолитографии без использования этапа проявления, который реализует сухой перенос рисунка с резиста на Si02 с помощью реакции взаимодействия диоксида кремния с парами HF при температуре выше 100°С. В качестве катализаторов процесса травления в композиции используют органические основания и перекисные соединения, влияющие на механизм процесса травления (Изучение реакции травления на границе диоксида кремния с пленкой резиста в процессе фотолитографии без стадии проявления. Studies on the interfacial etching reaction of development-free vapor photolithography/Hong Xiaoyin, Lu Jianping, Duan Shengquan, Chen Qidao, Wang Peiqing // J.Vac.Sci. and Technol. B. - 1999. - 17, 5. - C.2090-2095). Для проведения процесса подложку покрывают пленкой фотополимера на основе циннамата, содержащего 5-нитроаценонафтен в качестве фоточувствительного компонента и катализатора травления. Известный способ литографии позволяет исключить операции проявления и задубливания фоторезиста.
Недостатком известной композиции является необходимость введения в ее состав катализаторов, а также невозможность при использовании композиции для процесса фотолитографии исключить стадию травления, которое включает подачу в систему токсичного фтористого водорода HF при повышенной температуре.
Известна фотоактивированная композиция для травления пленок диоксида кремния без использования стадий проявления, задубливания и травления, основанная на реакции донорно-акцепторного взаимодействия в неводных растворителях с использованием в качестве фотоактивного светочувствительного компонента фторида аммония, а в качестве протофильного реагента и одновременно растворителя для полимерной основы полиметилметакрилата используется пиридин (Фотоактивированная композиция для травления пленок диоксида кремния. Патент РФ №2330049). Композиция выбрана в качестве прототипа.
Недостатком известной композиции является небольшая скорость травления (0,26 мкм/мин), а также использование токсичного растворителя - пиридина.
Задачей заявляемого изобретения является разработка композиции для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния SiO2 в процессах фотолитографии с повышенной скоростью травления, использование которой приводит к упрощению технологического процесса получения фотолитографического рисунка в слое кремния и существенному уменьшению дефектов получаемых изделий.
Поставленная задача решается тем, что, как и в прототипе, композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния включает полимерную основу полиметилметакрилат (ПММА) и фоточувствительный компонент фторид аммония в растворе трифторуксусной кислоты, но в отличие от прототипа в качестве растворителя используется безопасный ацетон, а в качестве протофильного реагента - дифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиметилметакрилат 5,6-6,5; фторид аммония 4,0-4,6; дифениламин 16,6-19,2; ацетон 45,3-52,2; трифторуксусная кислота 21,3-24,6.
Основной особенностью новой фотоактивированной композиции является высвобождение F-ионов за счет донорно-акцепторного взаимодействия NH4 +-кислоты и протофильного реагента дифениламина, идущего с выделением аммиака (уравнение 1):
Анион F- высвобождается в системе, в дальнейшем при УФ-облучении образуются активные анион-радикалы фтора, которые травят пленку диоксида кремния (уравнения 2, 3):
Для осуществления изобретения берут компоненты в массовом соотношении, представленном в формуле изобретения.
Ниже приведен вариант поэтапного приготовления растворов А, Б и В, требуемых для получения композиции для фотоактивированного травления.
Пример 1. Сначала готовят раствор А, для чего берут навеску приблизительно 0,50 г полиметилметакрилата ПММА и заливают приблизительно 5,0 мл ацетона. Смесь тщательно перемешивают стеклянной палочкой и выдерживают до полного растворения ПММА (около 24 часов). Затем в раствор А вводят приблизительно 1,50 г дифениламина, перемешивают стеклянной палочкой около 30 минут до полного растворения дифениламина и получают раствор Б.
Для приготовления раствора В берут навеску приблизительно 0,34 г фторида аммония NH4F, вливают 1,48 мл трифторуксусной кислоты CF3COOH и тщательно перемешивают. При этом наблюдается разогрев полученной смеси, через 3-5 минут происходит полное растворение NH4F.
Раствор Б приливают к раствору В и смешивают. При этом происходит небольшой разогрев смеси и увеличение вязкости раствора. Полученную композицию для фотоактивированного травления выдерживают в течение 1-2 часов до полного растворения всех компонентов. Заявленная композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния при одном из количественных сочетаний компонентов готова. После приготовления композиция сохраняет свои свойства в течение месяца.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие применение изобретения.
Пример 2. На пластину кремния со слоем SiO2 толщиной 0,35 мкм, предварительно очищенную в этиловом спирте от загрязнений, наносят пипеткой 1 каплю фотоактивированной композиции, приготовленной по примеру 1. Пластину облучают под лампой ДРЛ-250 до полного стравливания пленки диоксида кремния, что составляет по времени 45 с, облученное пятно смывают ацетоном с помощью ватной палочки, наблюдая полное удаление SiO2.
Скорость V фотохимического травления в примере 2 составляет 0,47 мкм/мин. Одновременно определяют скорость химического травления, идущего без УФ-облучения. Она пренебрежимо мала и составляет 0,02 мкм/мин. В дальнейшем вклад этой составляющей не учитывается.
Пример 3. Готовят растворы А и Б по примеру 1. Для приготовления раствора В взвешивают 0,32 г фторида аммония NH4F и заливают 1,5 мл трифторуксусной кислоты CF3COOH, тщательно перемешивают. При этом наблюдается разогрев полученной смеси, через 3-5 минут происходит полное растворение NH4F. Растворы Б и В смешивают и выдерживают в течение 1-2 часов до полного растворения всех компонентов. На пластину кремния со слоем SiO2 толщиной 0,35 мкм, предварительно очищенную от загрязнений в этиловом спирте, наносят методом полива 3 мл полученной композиции для фотоактивированного травления. Затем пластину облучают под лампой ДРЛ-250, облученное пятно с помощью ватной палочки смывают ацетоном до полного удаления SiO2, которое происходит в течение 37 секунд.
Скорость V фотохимического травления в примере 3 составляет 0,56 мкм/мин.
Пример 4. Готовят растворы А и Б по примеру 1. Для приготовления раствора В взвешивают 0,34 г фторида аммония NH4F, заливают трифторуксусной кислотой CF3COOH (1,5 мл), тщательно перемешивают. При этом наблюдается разогрев полученной смеси, через 3-5 минут происходит полное растворение NH4F. Приготовленный раствор Б приливают к раствору В, растворы смешивают, выдерживают в течение 1-2 часов до полного растворения всех компонентов. На пластину кремния со слоем SiO2 толщиной 0,35 мкм, предварительно очищенную от загрязнений в этиловом спирте, наносят пипеткой 1 каплю полученной композиции для фотоактивированного травления. Пластину облучают под лампой ДРЛ-250 до полного стравливания пленки диоксида кремния, которое происходит за 30 с. Облученное пятно смывают ацетоном с помощью ватной палочки, наблюдая полное удаление SiO2.
Скорость V фотохимического травления в примере 4 составляет 0,70 мкм/мин.
Таблица | ||||
Сравнительные данные по скорости травления по изобретению и по прототипу представлены в таблице. | ||||
Концентрация фторида аммония NH4F, г/мл | 0,035 | 0,049 | 0,052 | |
Скорость травления V, мкм/мин | по изобретению |
0,47 (пример 2) | 0,56 (пример 3) | 0,70 (пример 4) |
по прототипу |
0,26 | 0,26 | оседание в осадок |
Приведенные данные показывают, что скорость травления композицией по изобретению в 2 и более раза выше по сравнению с композицией-прототипом, особенно при высоких концентрациях, которые для композиции по прототипу недостижимы.
Основным преимуществом заявленного изобретения является существенное увеличение скорости фототравления, до 0,70 мкм/мин по сравнению с 0,26 мкм/мин в прототипе, что позволяет сократить время фотоэкспонирования. Применение композиции по изобретению сохраняет достоинство прототипа: полностью исключаются стадии проявления, задубливания и травления, на которые приходится самое большое количество дефектов и искажений рисунка схемы. Травление S1O2 и удаление продуктов травления проходит на стадии экспонирования. Исключается использование токсичного растворителя пиридина и его утилизация. Таким образом, фототравление с использованием заявленной композиции более эффективно в области микроэлектроники.
Источники информации
1. Патент РФ №2163724, опубл. 27.02.2001.
2. J.Vac.Sci. and Technol. В. - 1999. - 17, 5. - С.2090-2095.
3. Патент РФ №2330049, опубл. 27.07.2008. Прототип.
Claims (1)
- Композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния, включающая полимерную основу полиметилметакрилат, фоточувствительный компонент фторид аммония, трифторуксусную кислоту и протофильный реагент, отличающаяся тем, что в качестве протофильного реагента использован дифениламин, а в качестве растворителя - ацетон, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиметилметакрилат 5,6-6,5 Фторид аммония 4,0-4,6 Дифениламин 16,6-19,2 Ацетон 45,3-52,2 Трифторуксусная кислота 21,3-24,6
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012141790/05A RU2513620C1 (ru) | 2012-10-01 | 2012-10-01 | Композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012141790/05A RU2513620C1 (ru) | 2012-10-01 | 2012-10-01 | Композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012141790A RU2012141790A (ru) | 2014-04-10 |
RU2513620C1 true RU2513620C1 (ru) | 2014-04-20 |
Family
ID=50435791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012141790/05A RU2513620C1 (ru) | 2012-10-01 | 2012-10-01 | Композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2513620C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU568395A3 (ru) * | 1969-05-20 | 1977-08-05 | Азоплат Корпорейшн (Фирма) | Светочувствительный копировальный материал |
US6340552B1 (en) * | 1990-12-27 | 2002-01-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photosensitive composition containing a dissolution inhibitor and an acid releasing compound |
US6953600B2 (en) * | 2002-04-19 | 2005-10-11 | Jsr Corporation | Conductive film forming composition, conductive film, and method for forming the same |
RU2330049C1 (ru) * | 2007-05-28 | 2008-07-27 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Томский государственный университет" | Фотоактивированная композиция для травления пленок диоксида кремния |
US20110281040A1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Jsr Corporation | Liquid crystal display element, positive type radiation sensitive composition, interlayer insulating film for liquid crystal display element, and formation method thereof |
-
2012
- 2012-10-01 RU RU2012141790/05A patent/RU2513620C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU568395A3 (ru) * | 1969-05-20 | 1977-08-05 | Азоплат Корпорейшн (Фирма) | Светочувствительный копировальный материал |
US6340552B1 (en) * | 1990-12-27 | 2002-01-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photosensitive composition containing a dissolution inhibitor and an acid releasing compound |
US6953600B2 (en) * | 2002-04-19 | 2005-10-11 | Jsr Corporation | Conductive film forming composition, conductive film, and method for forming the same |
RU2330049C1 (ru) * | 2007-05-28 | 2008-07-27 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Томский государственный университет" | Фотоактивированная композиция для травления пленок диоксида кремния |
US20110281040A1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Jsr Corporation | Liquid crystal display element, positive type radiation sensitive composition, interlayer insulating film for liquid crystal display element, and formation method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012141790A (ru) | 2014-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103365078B (zh) | 双敏感光刻胶的方法和组成 | |
WO2004051379A1 (ja) | リソグラフィー用リンス液およびそれを用いたレジストパターン形成方法 | |
TWI417682B (zh) | 微細化圖案之形成方法及用於它之光阻基板處理液 | |
US9567277B2 (en) | Reagent for enhancing generation of chemical species | |
TWI493298B (zh) | Surface treatment agent and surface treatment methods | |
JP2015055844A5 (ru) | ||
US9261786B2 (en) | Photosensitive material and method of photolithography | |
JP3805373B2 (ja) | キレート形成性イオン交換樹脂によってフォトレジスト組成物中の金属イオンを低減させる方法 | |
WO2013182265A1 (en) | Photoactivated etching paste and its use | |
RU2330049C1 (ru) | Фотоактивированная композиция для травления пленок диоксида кремния | |
TW499627B (en) | Polymers suitable for use as positive working photoresists | |
RU2513620C1 (ru) | Композиция для фотоактивированного травления пленок диоксида кремния | |
JP3868686B2 (ja) | ディフェクトの発生を抑えたホトレジストパターンの形成方法およびディフェクト低減用現像液 | |
JP4309033B2 (ja) | ポジティブ型フォトレジスト膜の製造方法 | |
TWI245970B (en) | Method for producing a pattern formation mold | |
JP2004078034A (ja) | 微細パターンの形成方法 | |
KR100367502B1 (ko) | 반도체소자의 미세패턴 제조방법 | |
JP2012153874A (ja) | 親水性モノマー、それを含有する親水性フォトレジスト組成物、およびレジストパターン形成方法 | |
TW202120464A (zh) | 抗蝕劑底層膜形成用組成物、圖案形成方法、及電子器件的製造方法 | |
CN105807563A (zh) | 光刻胶组合物及其制备方法和构图方法 | |
KR20170095661A (ko) | 포토레지스트의 박리 방법 | |
JP2004071966A (ja) | レジスト剥離方法 | |
JP5162854B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
RU2507219C1 (ru) | Фотоактивированная композиция для травления пленок нитрида кремния | |
KR100299689B1 (ko) | 포지티브형 포토레지스트 조성물 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181002 |