RU2648048C1 - Негативный фоторезист для "взрывной" фотолитографии - Google Patents
Негативный фоторезист для "взрывной" фотолитографии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2648048C1 RU2648048C1 RU2017103195A RU2017103195A RU2648048C1 RU 2648048 C1 RU2648048 C1 RU 2648048C1 RU 2017103195 A RU2017103195 A RU 2017103195A RU 2017103195 A RU2017103195 A RU 2017103195A RU 2648048 C1 RU2648048 C1 RU 2648048C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photoresist
- negative
- image
- explosive
- photolithography
- Prior art date
Links
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 103
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title abstract description 14
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 title abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- UJRDRFZCRQNLJM-UHFFFAOYSA-N methyl 3-[3-(benzotriazol-2-yl)-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl]propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(CCC(=O)OC)=CC(N2N=C3C=CC=CC3=N2)=C1O UJRDRFZCRQNLJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims abstract description 11
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- BNCADMBVWNPPIZ-UHFFFAOYSA-N 2-n,2-n,4-n,4-n,6-n,6-n-hexakis(methoxymethyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound COCN(COC)C1=NC(N(COC)COC)=NC(N(COC)COC)=N1 BNCADMBVWNPPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- XGJZQNMUVTZITK-UHFFFAOYSA-N 2-n,2-n,4-n,4-n,6-n,6-n-hexamethoxy-1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound CON(OC)C1=NC(N(OC)OC)=NC(N(OC)OC)=N1 XGJZQNMUVTZITK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 31
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 30
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 20
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 11
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 7
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N m-cresol Chemical compound CC1=CC=CC(O)=C1 RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IWDCLRJOBJJRNH-UHFFFAOYSA-N p-cresol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1 IWDCLRJOBJJRNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- ZRYCRPNCXLQHPN-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxy-2-methylbenzaldehyde Chemical compound CC1=C(O)C=CC=C1C=O ZRYCRPNCXLQHPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- -1 nitrogen-containing compound Chemical class 0.000 description 2
- 150000004812 organic fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJGQBLRYBUAASW-UHFFFAOYSA-N 2-(benzotriazol-2-yl)phenol Chemical class OC1=CC=CC=C1N1N=C2C=CC=CC2=N1 FJGQBLRYBUAASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
- 238000007171 acid catalysis Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- DNFSNYQTQMVTOK-UHFFFAOYSA-N bis(4-tert-butylphenyl)iodanium Chemical class C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1[I+]C1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1 DNFSNYQTQMVTOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 150000003997 cyclic ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000001393 microlithography Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 150000003510 tertiary aliphatic amines Chemical class 0.000 description 1
- WLOQLWBIJZDHET-UHFFFAOYSA-N triphenylsulfonium Chemical class C1=CC=CC=C1[S+](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 WLOQLWBIJZDHET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012953 triphenylsulfonium Chemical class 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
Изобретение относится к негативным фоторезистам для процессов формирования топологических элементов микроэлектронных устройств с использованием «взрывной» фотолитографии. Предложена композиция негативного фоторезиста для «взрывной» фотолитографии, содержащая (мас.%) фенолоформальдегидную смолу (25,0-40,0), гексаметоксиметилмеламин (5,0-8,0), α-(4-тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид (1,0-2,0), органическое основание (0,04-0,20), фторалифатический эфир (0,1-2,0), Тинувин 1130 (1,0-10,0) и органические растворители (50,0-66,0). Технический результат – предложенная композиция фоторезиста позволяет получать четкий рисунок фотошаблона и увеличить отрицательный угол наклона маски фоторезиста, что улучшает качество проведения «взрывной» фотолитографии. 2 ил., 11 пр.
Description
Изобретение относится к негативным фоторезистам для процессов формирования топологических элементов микроэлектронных устройств с использованием «взрывной» фотолитографии.
В настоящее время все большее распространение в технологии производства микросхем находит метод «взрывной» (Lift-off) литографии. Основным преимуществом метода является возможность формирования металлических токопроводящих дорожек, а также других элементов на таких подложках, где использование жидкостного или плазменного травления является нежелательным.
Наиболее простым методом «взрывной» фотолитографии является метод с использованием однослойной резистивной маски. Он включает следующую последовательность технологических стадий:
- нанесение на подложку пленки фоторезиста;
- экспонирование;
- постэкспозиционное прогревание;
- проявление в пленке фоторезиста участков для металлизации подложки;
- покрытие металлом всей поверхности (как поверхности пленки фоторезиста, так и вскрытых участков подложки);
- удаление растворителем «жертвенного» слоя - пленки фоторезиста с осажденным на ней металлом. Металлический слой остается только на вскрытых участках подложки.
Одним из главных факторов успешного выполнения данного типа литографии является наличие отрицательного угла наклона маски фоторезиста (нависающий профиль боковых стенок). На такие боковые стенки профиля металл не осаждается, что значительно облегчает процесс удаления «жертвенного» слоя, а также обеспечивает гладкость края формируемого элемента. Позитивные фоторезисты малопригодны для «взрывной» литографии из-за положительного угла наклона стенок профиля: сплошная пленка осажденного материала не только препятствует растворению слоя фоторезиста, но также зачастую требует физических методов воздействия (например, ультразвук) для разрыва пленки, что приводит к неконтролируемым неровностям ее краев. Отрицательный угол наклона формируется с использованием негативных фоторезистов.
При экспонировании негативного фоторезиста происходит «сшивка» линейных полимеров, в результате чего пленка становится нерастворимой в растворе проявителя [У. Моро. Микролитография. / Пер. с англ. под ред. P.X. Тимерова. - Ч. 1. - М.: Мир, 1990. - 606 с.]. Актиничное излучение при прохождении через пленку фоторезиста поглощается, вследствие чего верхние слои пленки получают более высокую дозу энергии, чем нижние. Вследствие этого нижние слои пленки будут меньше «сшиты» и будут лучше растворяться в проявителе, что способствует формированию отрицательного угла маски фоторезиста (нависающих боковых стенок профиля).
Важнейшей характеристикой фоторезистов является светочувствительность. Высокой светочувствительностью отличаются фоторезисты, работающие на принципе химического усиления скрытого изображения, которое достигается введением в полимерные композиции таких светочувствительных добавок, как фотогенераторы кислоты, катализирующие темновые реакции компонентов фоторезистов.
Известен негативный фоторезист с химическим усилением для i-линии (365 нм) по патенту US 5627011, пригодный для проведения «взрывной» фотолитографии и выбранный в качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения. Композиция фоторезиста включает растворимую в водно-щелочном проявителе фенолоформальдегидную смолу, сшивающий агент и фотохимический генератор кислоты в органических растворителях. Фоторезист обладает хорошим разрешением и высокой чувствительностью. Однако при использовании этого фоторезиста качество «взрывной» фотолитографии недостаточно высокое, что снижает процент выхода годных изделий.
Задачей настоящего изобретения является создание негативного фоторезиста с химическим усилением, образующего технологически качественную маску с оптимальными параметрами края отрицательного профиля, необходимыми для качественного проведения «взрывной» фотолитографии и увеличения процента выхода годных изделий.
Поставленная задача решается композицией (в мас.%): фенолоформальдегидная смола (от 25,0 до 40,0); гексаметоксиметилмеламин (от 5,0 до 8,0), α-(4-тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид (от 1,0 до 2,0), Тинувин 1130 (от 1,0 до 10,0), органическое основание (от 0,04 до 0,20), фторалифатический эфир (от 0,1 до 2,0), органические растворители (от 50,0 до 66,0).
При экспонировании пленки фоторезиста происходит фотолиз α-(4-тозилоксимино)-4-метоксибензилцианида (фоточувствительного генератора кислоты) с образованием п-толуолсульфокислоты, которая в фоторезистивной пленке создает скрытое изображение. На этапе постэкспозиционного прогревания в экспонированных участках происходит катализируемая образовавшейся кислотой «сшивка» гексаметоксиметилмеламином (сшивающий агент) полимерной основы фоторезиста. В процессе последующего проявления водно-щелочным проявителем неэкспонированные (не «сшитые») участки пленки фоторезиста растворяются, остается негативное изображение шаблона, которое далее используется для осаждения металла и «взрыва». Существенным отличием заявляемого негативного фоторезиста является наличие в его композиции Тинувина 1130, ослабляющего проникновение актиничного излучения в нижние слои пленки фоторезиста, что позволяет управлять формированием отрицательного угла наклона фоторезистивной маски.
В изобретении в качестве пленкообразующего полимера используют растворимые в водно-щелочном проявителе фенолоформальдегидные смолы, крезолоформальдегидные смолы или их смеси. Количество пленкообразующего полимера определяется требуемой толщиной пленки фоторезиста.
Молекулы сшивающего агента в условиях кислотного катализа реагируют друг с другом и с другими компонентами фоторезиста - смолами, Тинувином 1130. Образуется нерастворимая в щелочном проявителе трехмерная структура. Согласно изобретению в качестве сшивающего агента преимущественно используется гексаметоксиметилмеламин. Количество сшивающего агента рассчитывается в соответствии с применяемым количеством пленкообразующего полимера. Значительное снижение или увеличение количества гексаметоксиметилмеламина от оптимального (около 20% от количества полимера) не позволяет получить защитную пленку с заданными характеристиками.
Наиболее известные фотохимические генераторы кислот - α-(4-тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид, соли бис(4-трет-бутилфенил)иодония и трифенилсульфония с перфторалкилсульфонатами. Согласно изобретению в предлагаемой композиции в качестве фотохимического генератора кислоты использован α-(4-тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид, обладающий высокой чувствительностью в области 340-390 нм (Patent US 5627011). Содержание α-(4-тозилоксимино)-4-метоксибензилцианида в композиции фоторезиста ограничивается его растворимостью (образование осадка при концентрации более 2 мас.%). При концентрации α-(4-тозилоксимино)-4-метоксибензилцианида менее 1 мас.% снижается чувствительность фоторезиста к экспонирующему излучению.
Композиция содержит добавку органического основания. Основание связывает кислоту, которая образуется из α-(4-тозилоксимино)-4-метоксибензилцианида при хранении и ухудшает четкость профиля фоторезиста. В качестве добавки органического основания можно использовать любое азотсодержащее соединение - первичные, вторичные, третичные алифатические амины, ароматические и гетероциклические амины и их смеси. Органическое основание в количестве более 0,2 мас.% избыточно связывает образующуюся при фотолизе α-(4-тозилоксимино)-4-метоксибензилцианида кислоту, снижая чувствительность фоторезиста к экспонирующему излучению, тогда как в количестве менее 0,04 мас.% его содержание является недостаточным для стабилизации кислотности среды при хранении.
Согласно изобретению композиция содержит добавку неионогенного фторорганического поверхностно-активного вещества, улучшающего равномерность распределения компонентов в составе фоторезиста и уменьшающего разнотолщинность пленки фоторезиста на подложке. Можно использовать любое неионогенное фторорганическое поверхностно-активное вещество, например фторалифатические эфиры FC-430 или FC-4430 фирмы 3М (US).
Согласно изобретению композиция фоторезиста содержит Тинувин 1130. Тинувин 1130 - оксиэтилированное производное 2-(2-гидроксифенил)-бензотриазола.
Препарат Тинувин 1130 хорошо растворяется в растворителях, использующихся в композициях фоторезистов, и поглощает актиничный свет с длиной волны 365 нм. Добавка Тинувин 1130 ослабляет проникновение света вглубь пленки фоторезиста и «сшивку» его нижних слоев, способствуя формированию отрицательного угла наклона стенок рельефа, необходимого для «взрывной» фотолитографии. Тинувин 1130 хорошо совмещается с пленкообразующими фенолоформальдегидными и крезолоформальдегидными смолами и «сшивается» с ними с помощью сшивающего агента. В присутствии Тинувина 1130 улучшается качество проявленного рисунка - рисунок становится более четким, край чище и ровнее. Тинувин 1130 используется в концентрации от 1 до 10 мас.%. При повышении его содержания более 10 мас.% чувствительность фоторезиста к экспонирующему излучению значительно снижается. Введение в композицию менее 1 мас.% Тинувина 1130 является недостаточным для получения заметного положительного эффекта.
Примеры растворителей, используемых в композициях фоторезистов, включают линейные или разветвленные кетоны, циклические кетоны, простые и сложные эфиры, широко используются эфиры этиленгликоля, диэтиленгликоля, пропиленгликоля, гамма-бутиролактон, диметилформамид, N-метилпирролидон и другие, а также смеси растворителей. Количество растворителя определяется требуемой толщиной пленки фоторезиста.
При реализации изобретения получают негативный фоторезист для экспонирующего излучения λmax=365 нм со светочувствительностью от 30 до 100 мДж/см2 (в зависимости от толщины пленки) и оптимизированным для «взрывной» фотолитографии отрицательным углом наклона проявленного профиля.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.
Пример 1
Негативный фоторезист А1 получают растворением в 55,0 мл смеси 1-метокси-2-пропилацетат : диглим = 85 : 15 следующих компонентов:
| Смола СФ-142 (на основе смеси м-крезол : п-крезол = 60 : 40) | 40,0 г |
| Гексаметоксиметилмеламин | 8,0 г |
| α-(4-Тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид | 1,44 г |
| Диэтаноламин | 0,1 г |
| FC-430 | 0,25 г |
| Тинувин 1130 | 1,0 г |
Раствор фоторезиста фильтруют через 2 слоя фильтровального полотна ФСВ с размером пор от 1 до 5 мкм. Фоторезист методом центрифугирования (3000 об/мин в течение 60 с) наносился на тестовые подложки (размер около 1×1 см) из окисленного кремния либо GaAs, без промотирования адгезиии и удаления краевого валика. Сразу после нанесения производилась предэкспозиционная сушка на горячей плите (hot-plate) при температуре 95°С в течение 7 мин; толщина получаемой пленки фоторезиста составляла около 7 мкм. Пленка гладкая, чистая, блестящая. Экспонирование в режиме «жесткого контакта» производилось на установке MJB4 (Karl Suss) с оптикой UV400, передающей нефильтрованный свет от УФ-лампы Osram HBO 350 W/S мощностью 350 Вт. Суммарная доза экспонирования составляла около 15 мДж/см2 на длине волны 365 нм и около 30 мДж/см2 на длине волны 405 нм. После экспонирования фоторезист подвергали постэкспозиционной сушке на горячей плите при 105°С в течение 2 мин и проявляли в водном растворе тетраметиламмония гидроксида с нормальностью 0,26 г-экв/л (проявитель AZ726MIF), время проявления составляло 40 с. Получено негативное изображение фотошаблона. После проявления изображение чистое, край ровный, четкий. Профиль скола фоторезиста А1 приведен на рис. 1, изображение получено с помощью оптического микроскопа при увеличении 500х.
Для тестирования «взрыва» на подложку с негативным изображением фотошаблона в вакууме осаждали слой алюминия толщиной около 1 мкм, «взрыв» производили растворением «жертвенного» слоя фоторезиста с нанесенным на него алюминием в ацетоне. На подложке оставалось четкое металлизированное изображение фотошаблона.
Пример 2
Негативный фоторезист А2 получают растворением в 55,0 мл смеси 1-метокси-2-пропилацетат : диглим = 85 : 15 следующих компонентов:
| Смола СФ-142 (на основе смеси м-крезол : п-крезол = 60 : 40) | 40,0 г |
| Гексаметоксиметилмеламин | 8,0 г |
| α-(4-Тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид | 1,44 г |
| Диэтаноламин | 0,1 г |
| FC-430 | 0,25 г |
| Тинувин 1130 | 2,0 г |
Раствор фоторезиста фильтруют через 2 слоя фильтровального полотна ФСВ с размером пор от 1 до 5 мкм. Фоторезист методом центрифугирования (3000 об/мин в течение 60 с) наносился на тестовые подложки (размер около 1×1 см) из окисленного кремния либо GaAs, без промотирования адгезиии и удаления краевого валика. Сразу после нанесения производилась предэкспозиционная сушка на горячей плите (hot-plate) при температуре 95°С в течение 7 мин; толщина получаемой пленки фоторезиста составляла около 7 мкм. Пленка гладкая, чистая, блестящая. Экспонирование в режиме «жесткого контакта» производилось на установке MJB4 (Karl Suss) с оптикой UV400, передающей нефильтрованный свет от УФ-лампы Osram HBO 350 W/S мощностью 350 Вт. Суммарная доза экспонирования составляла около 15 мДж/см2 на длине волны 365 нм и около 30 мДж/см2 на длине волны 405 нм. После экспонирования фоторезист подвергали постэкспозиционной сушке на горячей плите при 105°С в течение 2 мин и проявляли в водном растворе тетраметиламмония гидроксида с нормальностью 0,26 г-экв/л (проявитель AZ726MIF), время проявления составляло 40 с. Получено негативное изображение фотошаблона. После проявления изображение чистое, край ровный, четкий. Профиль скола фоторезиста А2 приведен на рис. 1, изображение получено с помощью оптического микроскопа при увеличении 500х.
Для тестирования «взрыва» на подложку с негативным изображением фотошаблона в вакууме осаждали слой алюминия толщиной около 1 мкм, «взрыв» производили растворением «жертвенного» слоя фоторезиста с нанесенным на него алюминием в ацетоне. На подложке оставалось четкое металлизированное изображение фотошаблона.
Пример 3
Негативный фоторезист А4 получают растворением в 55,0 мл смеси 1-метокси-2-пропилацетат : диглим = 85 : 15 следующих компонентов:
| Смола СФ-142 (на основе смеси м-крезол : п-крезол = 60 : 40) | 40,0 г |
| Гексаметоксиметилмеламин | 8,0 г |
| α-(4-Тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид | 1,44 г |
| Диэтаноламин | 0,1 г |
| FC-430 | 0,25 г |
| Тинувин 1130 | 4,0 г |
Раствор фоторезиста фильтруют через 2 слоя фильтровального полотна ФСВ с размером пор от 1 до 5 мкм. Фоторезист методом центрифугирования (3000 об/мин в течение 60 с) наносился на тестовые подложки (размер около 1×1 см) из окисленного кремния либо GaAs, без промотирования адгезиии и удаления краевого валика. Сразу после нанесения производилась предэкспозиционная сушка на горячей плите (hot-plate) при температуре 95°С в течение 7 мин; толщина получаемой пленки фоторезиста составляла около 7 мкм. Пленка гладкая, чистая, блестящая. Экспонирование в режиме «жесткого контакта» производилось на установке MJB4 (Karl Suss) с оптикой UV400, передающей нефильтрованный свет от УФ-лампы Osram HBO 350 W/S мощностью 350 Вт. Суммарная доза экспонирования составляла около 30 мДж/см2 на длине волны 365 нм и около 60 мДж/см2 на длине волны 405 нм. После экспонирования фоторезист подвергали постэкспозиционной сушке на горячей плите при 105°С в течение 2 мин и проявляли в водном растворе тетраметиламмония гидроксида с нормальностью 0,26 г-экв/л (проявитель AZ726MIF), время проявления составляло 40 с. Получено негативное изображение фотошаблона. После проявления изображение чистое, край ровный, четкий. Профиль скола фоторезиста А4 приведен на рис. 1, изображение получено с помощью оптического микроскопа при увеличении 500х.
Для тестирования «взрыва» на подложку с негативным изображением фотошаблона в вакууме осаждали слой алюминия толщиной около 1 мкм, «взрыв» производили растворением «жертвенного» слоя фоторезиста с нанесенным на него алюминием в ацетоне. На подложке оставалось четкое металлизированное изображение фотошаблона.
Пример 4
Негативный фоторезист В2 получают растворением в 55,0 мл смеси 1-метокси-2-пропилацетат : диглим = 85 : 15 следующих компонентов:
| Смола СК-08 (на основе трикрезола) | 32,0 г |
| Смола СФ-014 (фенолформальдегидная) | 12,0 г |
| Гексаметоксиметилмеламин | 8,0 г |
| α-(4-Тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид | 1,6 г |
| Диэтаноламин | 0,064 г |
| FC-430 | 0,25 г |
| Тинувин 1130 | 2,0 г |
Раствор фоторезиста фильтруют через два слоя фильтровального полотна ФСВ с размером пор от 1 до 5 мкм, наносят на окисленную кремниевую подложку либо подложку GaAs, сушат и экспонируют, как описано в примере 1. Толщина пленки фоторезиста составила около 7 мкм. Пленка гладкая, чистая, блестящая. Постэкспозиционная сушка и проявление производились идентично примеру 1. Получено негативное изображение фотошаблона. После проявления изображение чистое, край ровный, четкий. Профиль скола фоторезиста В2 приведен на рис. 2.
Для тестирования «взрыва» на подложку с негативным изображением фотошаблона в вакууме осаждали слой алюминия толщиной около 1 мкм, «взрыв» производили растворением «жертвенного» слоя фоторезиста с нанесенным на него алюминием в ацетоне. На подложке оставалось четкое металлизированное изображение фотошаблона.
Пример 5
Негативный фоторезист В4 получают растворением в 55,0 мл смеси 1-метокси-2-пропилацетат : диглим = 85 : 15 следующих компонентов:
| Смола СК-08 (на основе трикрезола) | 32,0 г |
| Смола СФ-014 (фенолформальдегидная) | 12,0 г |
| Гексаметоксиметилмеламин | 8,0 г |
| α-(4-Тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид | 1,6 г |
| Триэтаноламин | 0,064 г |
| FC-430 | 0,25 г |
| Тинувин 1130 | 4,0 г |
Раствор фоторезиста фильтруют через два слоя фильтровального полотна ФСВ с размером пор от 1 до 5 мкм, наносят на окисленную кремниевую подложку либо подложку GaAs, сушат и экспонируют, как описано в примере 1. Толщина пленки фоторезиста составила около 7 мкм. Пленка гладкая, чистая, блестящая. Постэкспозиционная сушка и проявление производились идентично примеру 1. Получено негативное изображение фотошаблона. После проявления изображение чистое, край ровный, четкий. Профиль скола фоторезиста В4 приведен на рис. 2.
Для тестирования «взрыва» на подложку с негативным изображением фотошаблона в вакууме осаждали слой алюминия толщиной около 1 мкм, «взрыв» производили растворением «жертвенного» слоя фоторезиста с нанесенным на него алюминием в ацетоне. На подложке оставалось четкое металлизированное изображение фотошаблона.
Пример 6
Негативный фоторезист В8 получают растворением в 55,0 мл смеси 1-метокси-2-пропилацетат : диглим = 85 : 15 следующих компонентов:
| Смола СК-08 (на основе трикрезола) | 32,0 г |
| Смола СФ-014 (фенолформальдегидная) | 12,0 г |
| Гексаметоксиметилмеламин | 8,0 г |
| α-(4-Тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид | 1,6 г |
| Триэтаноламин | 0,064 г |
| FC-430 | 0,25 г |
| Тинувин 1130 | 8,0 г |
Раствор фоторезиста фильтруют через два слоя фильтровального полотна ФСВ с размером пор от 1 до 5 мкм, наносят на окисленную кремниевую подложку либо подложку GaAs, сушат и экспонируют, как описано в примере 3. Толщина пленки фоторезиста составила около 7 мкм. Пленка гладкая, чистая, блестящая. Постэкспозиционная сушка и проявление производились идентично примеру 1. Получено негативное изображение фотошаблона. После проявления изображение чистое, край ровный, четкий. Профиль скола фоторезиста В8 приведен на рис. 2.
Для тестирования «взрыва» на подложку с негативным изображением фотошаблона в вакууме осаждали слой алюминия толщиной около 1 мкм, «взрыв» производили растворением «жертвенного» слоя фоторезиста с нанесенным на него алюминием в ацетоне. На подложке оставалось четкое металлизированное изображение фотошаблона.
Пример 7
Фоторезист получают растворением в 70,0 мл смеси 1-метокси-2-пропилацетат : диглим = 85 : 15 следующих компонентов:
| Смола СК-08 (на основе трикрезола) | 20,0 г |
| Смола СФ-014 (фенолформальдегидная) | 6,0 г |
| Гексаметоксиметилмеламин | 6,0 г |
| α-(4-Тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид | 1,0 г |
| Диэтаноламин | 0,05 г |
| FC-430 | 0,20 г |
| Тинувин 1130 | 2,0 г |
Раствор фоторезиста фильтруют, наносят на кремниевую подложку, сушат, как описано в примере 1. Толщина пленки фоторезиста составила около 2 мкм. Пленка гладкая, чистая, блестящая. Экспонируют на установке ЭМ-576, доза экспонирования - около 30 мДж/см2. После экспонирования фоторезист подвергали постэкспозиционной сушке при (97-98)°С в течение 20 мин и проявляли в водном растворе тетраметиламмония гидроксида с нормальностью 0,26 г-экв/л, время проявления составляло 15 с. Получено негативное изображение фотошаблона. После проявления изображение чистое, край ровный, четкий.
Для тестирования «взрыва» на подложку с негативным изображением фотошаблона в вакууме осаждали слой алюминия толщиной около 0,5 мкм, «взрыв» производили растворением «жертвенного» слоя фоторезиста с нанесенным на него алюминием в ацетоне. На подложке оставалось четкое металлизированное изображение фотошаблона.
Пример 8
Отличается от В2 тем, что в смеси растворителей диглим заменен на диоксан. Получено негативное изображение фотошаблона. После проявления изображение чистое, край ровный, четкий. «Взрыв» дает четкое, без заусениц металлизированное изображение фотошаблона.
Пример 9
Отличается от В2 тем, что в смеси растворителей диглим заменен на диметилформамид. Получено негативное изображение фотошаблона. После проявления изображение чистое, край ровный, четкий. «Взрыв» дает четкое, без заусениц металлизированное изображение фотошаблона.
Пример 10
Отличается от примера 2 (фоторезист А2) тем, что в качестве органического основания вместо диэтаноламина в композицию вводят 3,3',5,5'-тетраметилбензидин (0,2 г). После экспонирования и проявления получено негативное изображение фотошаблона. Изображение чистое, край ровный, четкий. Осаждение металла и «взрыв» дает четкое, без заусениц металлизированное изображение фотошаблона.
Пример 11
Негативный фоторезист В0
Отличается от композиции примера 4 тем, что компонент Тинувин 1130 отсутствует. Композицию В0 испытывают идентично фоторезистам В2 и В4. Раствор фоторезиста фильтруют, наносят на кремниевую подложку и сушат, как описано в примерах 1-3. Толщина пленки фоторезиста составила около 7 мкм. Пленка гладкая, чистая, блестящая. Экспонируют на установке ЭМ-576, доза экспонирования - около 80 мДж/см2. После экспонирования фоторезист подвергали постэкспозиционной сушке при (97-98)°С в течение 20 мин и проявляли в водном растворе тетраметиламмония гидроксида с нормальностью 0,26 г-экв/л, время проявления составляло 30 с. Получено негативное изображение фотошаблона, которое рассматривают на микроскопе МИИ-4 при 500-кратном увеличении. Изображение чистое, край удовлетворительный, визуально менее четкий, чем в образцах В2-В8.
Для тестирования «взрыва» на подложку с негативным изображением фотошаблона в вакууме осаждали слой алюминия толщиной около 1 мкм, «взрыв» производили растворением «жертвенного» слоя фоторезиста с нанесенным на него алюминием в ацетоне. На подложке оставалось металлизированное изображение фотошаблона, местами наблюдалось наличие дефектов края в виде «заусениц».
Профиль скола фоторезиста В0, полученного экспонированием в режиме «жесткого контакта» на установке MJB4 (Karl Suss) нефильтрованным светом от УФ-лампы Osram HBO 350 W/S мощностью 350 Вт, приведен на рис. 2.
Из данных примеров 1-10 и чертежей следует, что фоторезист предлагаемой композиции обладает рядом преимуществ по сравнению с известным фоторезистом (пример 11, по патенту US 5627011, прототип). Улучшается качество края в проявленном рисунке фотошаблона, увеличивается отрицательный угол наклона маски фоторезиста, в связи с чем улучшается качество проведения «взрывной» фотолитографии - уменьшается образование дефектов в виде «заусениц», увеличивается процент выхода годных изделий. Рис. 2 особенно наглядно демонстрирует, что путем изменения концентрации светопоглощающей добавки в негативном фоторезисте можно контролируемо управлять профилем фоторезистивной маски.
Claims (2)
- Негативный фоторезист, включающий фенолоформальдегидную смолу, гексаметоксиметилмеламин в качестве сшивающего агента, α-(4-тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид в качестве фотохимического генератора кислоты и органический растворитель, отличающийся тем, что в композицию фоторезиста входят органическое основание, фторалифатический эфир и светопоглощающая добавка Тинувин 1130 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
Фенолоформальдегидная смола 25,0-40,0 Гексаметоксиметилмеламин 5,0-8,0 α-(4-Тозилоксимино)-4-метоксибензилцианид 1,0-2,0 Органическое основание 0,04-0,20 Фторалифатический эфир 0,1-2,0 Тинувин 1130 1,0-10,0 Органические растворители 50,0-66,0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103195A RU2648048C1 (ru) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | Негативный фоторезист для "взрывной" фотолитографии |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103195A RU2648048C1 (ru) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | Негативный фоторезист для "взрывной" фотолитографии |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2648048C1 true RU2648048C1 (ru) | 2018-03-22 |
Family
ID=61708022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017103195A RU2648048C1 (ru) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | Негативный фоторезист для "взрывной" фотолитографии |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2648048C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU595694A1 (ru) * | 1975-10-06 | 1978-02-28 | Предприятие П/Я Х-5476 | Негативный фоторезист |
| SU1369546A1 (ru) * | 1985-04-11 | 1996-07-20 | Н.А. Кулыгина | Светочувствительная композиция для голографии |
| US5627011A (en) * | 1992-05-22 | 1997-05-06 | Ciba-Geigy Corporation | High resolution i-line photoresist of high sensitivity |
| US6399275B1 (en) * | 1999-11-15 | 2002-06-04 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Negative-working photolithographic patterning material and method for the preparation of ion-implanted and metal-plated substrates by using the same |
| US20160223907A1 (en) * | 2013-07-03 | 2016-08-04 | Kempur Microelectronics, Inc. | Negative chemically-amplified photoresist and imaging method thereof |
-
2017
- 2017-02-01 RU RU2017103195A patent/RU2648048C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU595694A1 (ru) * | 1975-10-06 | 1978-02-28 | Предприятие П/Я Х-5476 | Негативный фоторезист |
| SU1369546A1 (ru) * | 1985-04-11 | 1996-07-20 | Н.А. Кулыгина | Светочувствительная композиция для голографии |
| US5627011A (en) * | 1992-05-22 | 1997-05-06 | Ciba-Geigy Corporation | High resolution i-line photoresist of high sensitivity |
| US6399275B1 (en) * | 1999-11-15 | 2002-06-04 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Negative-working photolithographic patterning material and method for the preparation of ion-implanted and metal-plated substrates by using the same |
| US20160223907A1 (en) * | 2013-07-03 | 2016-08-04 | Kempur Microelectronics, Inc. | Negative chemically-amplified photoresist and imaging method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6668499B2 (ja) | 高解像度及び高アスペクト比を有するＫｒＦレーザー用ネガ型フォトレジスト組成物 | |
| TWI485525B (zh) | 供微影蝕刻應用之近紅外線吸收膜組成物 | |
| KR101598826B1 (ko) | 에칭 내성이 우수한 i-선용 네가티브형 포토레지스트 조성물 | |
| JP3287057B2 (ja) | レジスト組成物 | |
| JPH0792678A (ja) | レジスト組成物 | |
| JPH11242326A (ja) | 新規な色素を含む放射感受性組成物 | |
| JPH0792680A (ja) | レジスト組成物 | |
| JP3133152B2 (ja) | 放射感応性スルホン酸エステルおよびそれらの使用 | |
| JPH1165125A (ja) | パターン形成方法 | |
| JP3105459B2 (ja) | ポジ型ホトレジスト組成物およびこれを用いた多層レジスト材料 | |
| JPH0627669A (ja) | ネガ型放射線感応性混合物およびそれを使用して製造された放射線感応性記録材料 | |
| JPH0792681A (ja) | レジスト組成物 | |
| RU2648048C1 (ru) | Негативный фоторезист для "взрывной" фотолитографии | |
| JPH06308729A (ja) | 感放射線性樹脂組成物 | |
| US4997748A (en) | Developer solution for positive-working resist composition | |
| US7105265B2 (en) | Method for removing resist pattern | |
| JP2719640B2 (ja) | ポジ型感放射線樹脂組成物 | |
| JP2722870B2 (ja) | レジスト組成物 | |
| KR101877029B1 (ko) | 화학증폭형 네가티브형 포토레지스트 조성물 | |
| JP2006209099A (ja) | フォトレジスト溶液の調製方法 | |
| KR20000029769A (ko) | 2,4-디니트로-1-나프톨을함유하는양화작용성포토레지스트조성물 | |
| JPH09211868A (ja) | Ｔ字形状断面を有するホトレジストパターンの製造方法 | |
| JPH04291261A (ja) | レジスト組成物 | |
| JP3028094B2 (ja) | リフトオフ法によるパターン形成用ネガ型感光性組成物 | |
| JPH03260655A (ja) | 現像水溶液及びフォトレジストの現像方法 |