RU2692678C1 - Фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста - Google Patents
Фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста Download PDFInfo
- Publication number
- RU2692678C1 RU2692678C1 RU2019102641A RU2019102641A RU2692678C1 RU 2692678 C1 RU2692678 C1 RU 2692678C1 RU 2019102641 A RU2019102641 A RU 2019102641A RU 2019102641 A RU2019102641 A RU 2019102641A RU 2692678 C1 RU2692678 C1 RU 2692678C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solvent
- polymethyl methacrylate
- polymer
- composition
- electron
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
- C08F220/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
-
- 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
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к фоторезистивным композициям и может быть использовано в электроннолучевой литографии, в рентгеновской литографии при производстве интегральных схем с субмикронными размерами элементов. Фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста включает полиметилметакрилатный полимер и растворитель, при этом полиметилметакрилатный полимер имеет молекулярную массу 200000-500000. Полимер и растворитель взяты в соотношении, мас. %: полиметилметакрилатный полимер – 5-15, растворитель – остальное, при этом полиметилметакрилатный полимер получен путем полимеризации метилметакрилата, метакриловой кислоты и бутилакрилата, которые взяты в следующем соотношении в мас. %: метилметакрилат – 70-90, метакриловая кислота – 5-15, бутилакрилат – от 5-15. Технический результат – повышение чувствительности электронорезиста. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к фоторезистивным композициям и может быть использовано в электроннолучевой литографии, а также в рентгеновской литографии при производстве интегральных схем с субмикронными размерами элементов.
В настоящее время рентгеновская фотолитография представляет огромный интерес, поскольку возможности проекционной литографии в области вакуумного ультрафиолета (длина волны источника облучения 193 нм) подошли к физическому пределу. Дальнейшее уменьшение топологических элементов возможно только за счет уменьшения длины волны экспонирующего излучения. Однако главной проблемой электроннолучевой и рентгеновской литографии является отсутствие высокочувствительных материалов способных формировать скрытое изображение при приемлемых временах экспозиции. Сложность создания таких материалов обуславливается тем, что большинство из них слишком прозрачны для актиничного излучения и при этом мало подвергаются химическим превращениям вследствие особенностей строения. Наиболее распространенной полимерной основой для приготовления электронорезистов является полиметилметакрилат. Данные позитивные резисты представляют собой растворы полиметилметакрилата различных молекулярных масс и молекулярно-массового распределения в органических растворителях.
Известна композиция для получения позитивного электронно- и рентгенорезиста по патенту №2044340, МПК G03F 7/039, опубл. 20.09.1995. Данная композиция включает полиметилметакрилат и органический растворитель, при этом полиметилметакрилат с молекулярной массой 125000 - 439000 и малекулярно-массовым распределением 1,5-1,85, полученного в присутствии 0,5-1,5 мас. органогидридолигосилана формулы
или
или
где R = 
, где n=2-6, m=2-5,
в качестве передатчика цепи, а в качестве органического растворителя диметиловый эфир диэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| полиметилметакрилат | 8-15, |
| диметиловый эфир диэтиленгликоля | остальное |
Недостатком указанной композиции является их малая чувствительность (30-80 мкКл/см2) к электронному пучку.
Ставится задача повысить чувствительность электронорезиста на основе полиметилметакрилата до 10 - 20 мкКл/см2 при уровне контрастности не менее 2.
Технический результат достигается за счет того, что предложена фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста, включающая полиметилметакрилат и растворитель, при этом полиметилметакрилат с молекулярной массой 200000-500000 и растворитель взяты в соотношении, мас. %:
| полиметилметакрилат | 5-15, |
| растворитель | остальное, |
при этом полиметилметакрилат получен путем полимеризации метилметакрилата, метакриловой кислоты и бутилакрилата, которые взяты в следующем соотношении, мас. %:
| метилметакрилат | 70-90, |
| метакриловая кислота | 5-15, |
| бутилакрилат | от 5-15 |
Преимущественно в качестве растворителя используют диметиловый эфир диэтиленгликоля.
Для получения фоторезистивной композиции высокочувствительного позитивного электронорезиста сначала синтезируют полиметилметакрилат путем радикальной сополимеризации (например, термически инициированной) метилметакрилата, метакриловой кислоты и бутилакрилата, которые взяты в следующем соотношении, мас. %:
| метилметакрилат | 70-90, |
| метакриловая кислота | 5-15, |
| бутилакрилат | от 5-15, |
при 60°C в присутствии инициатора 2,2'-азобисбутиронитрила и отсутствии воздуха. Полученный полиметилметакрилат очищают путем переосаждения из ацетона в гексан и сушат до постоянного веса под вакуумом. Далее для получения фоторезистивной композиции высокочувствительного позитивного электронорезиста готовят раствор полиметилметакрилата в диметиловом эфире диэтиленгликоля, подбирая концентрацию таким образом, чтобы обеспечить формирование однородной полимерной пленки толщиной 100-120 нм при нанесении раствора методом центрифугирования при скорости вращения подложки 1500-2000 об/мин. Далее фоторезистивную композицию экспонируют при ускоряющем напряжении 10 кВ в интервале доз от 5 до 50 мкКл/см2.
Чувствительность определяют как минимальную величину заряда электронов, прошедших через единицу площади пленки полученного электронорезиста, необходимую для полного удаления полимерной пленки на облученных участках. Как правило, мощность потока электронов источника (электронного микроскопа или литографа) умножают на время облучения и получают величину заряда в мкКл. При этом производят серию засветок с разным временем (с разной итоговой дозой) и затем проявляют в заданных условиях. В данном случае чувствительность электронорезиста определяет минимальное время засветки (минимальная доза) при которой облученные области растворятся до подложки. Известно, что при увеличении чувствительности электронорезиста его контрастность (или разрешающая способность) уменьшается. Предложенное решение позволяет повысить чувствительность электронорезиста на основе полиметилметакрилата до 10-20 мкКл/см2 при уровне контрастности не менее 2. Контрастность электронорезиста определяют по углу наклона линейного участка кривых чувствительности, которые представляют собой зависимость в координатах: Относительная остаточная толщина - Логарифм дозы облучения.
В таблице 1 приведены примеры конкретных составов заявленной композиции и свойства полученных образцов.
| Таблица 1 | |||||||
| № | Состав ПММА | Молекулярная масса ПММА | Кол-во ПММА, мас.% | Чувствительность электронорезиста, мкКл/см2 | Контрастность электронорезиста | ||
| ММА, мас.% | МАК, мас.% | БА, мас.% | |||||
| 1 | 70 | 15 | 15 | 390000 | 11 | 18 | 2.3 |
| 2 | 80 | 15 | 5 | 280000 | 13 | 14 | 2.0 |
| 3 | 90 | 5 | 5 | 450000 | 10 | 20 | 5.4 |
| 4 | 95 | 2 | 3 | 160000 | - | 40 | 2.7 |
| 5 | 100 | - | - | 439000 | 11 | 35 | 6.7 |
| 6 | 60 | 30 | 10 | 560400 | 8 | 80 | 9.7 |
где ММА - метилметакрилат,
МАК - метакриловая кислота,
БА - бутилакрилат.
В качестве растворителя в примерах таблицы 1 используют диметиловый эфир диэтиленгликоля. Однако растворитель может быть и другим, например циклогексанон, хлорбензол, 1-Метокси-2-пропанол ацетат и др.
Из таблицы 1 видно, что при количественном составе композиции за пределами граничных значений заявленных интервалов технический результат не достигается (строки 4, 5, 6).
По данным таблицы 1 видно, что использование фоторезистивной композиции в предложенном количественном и качественном соотношении позволяет повысить чувствительность полученного электронорезиста.
Claims (6)
1. Фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста, включающая полиметилметакрилат и растворитель, отличающаяся тем, что полиметилметакрилат с молекулярной массой 200000-500000 и растворитель взяты в соотношении, мас. %:
при этом полиметилметакрилат получен путем полимеризации метилметакрилата, метакриловой кислоты и бутилакрилата, которые взяты в следующем соотношении, мас. %:
2. Фоторезистивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве растворителя используют диметиловый эфир диэтиленгликоля.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019102641A RU2692678C1 (ru) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019102641A RU2692678C1 (ru) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2692678C1 true RU2692678C1 (ru) | 2019-06-26 |
Family
ID=67038335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019102641A RU2692678C1 (ru) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2692678C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2044340C1 (ru) * | 1992-04-07 | 1995-09-20 | Булгакова Светлана Александровна | Композиция для получения позитивного электронно- и рентгенорезиста |
| RU2100835C1 (ru) * | 1994-12-26 | 1997-12-27 | Институт электрохимии им.А.Н.Фрумкина РАН | Позитивный фоторезист |
| US20030108809A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-06-12 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Positive resist composition |
| EP1619554A1 (en) * | 2003-04-30 | 2006-01-25 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Positive photoresist composition and method for forming resist pattern |
| RU2323945C9 (ru) * | 2002-02-08 | 2009-01-27 | Коатекс С.А.С. | Связующее вещество и модификатор реологии для водных суспензий минеральных веществ, полученные гранулы и их применение |
-
2019
- 2019-01-30 RU RU2019102641A patent/RU2692678C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2044340C1 (ru) * | 1992-04-07 | 1995-09-20 | Булгакова Светлана Александровна | Композиция для получения позитивного электронно- и рентгенорезиста |
| RU2100835C1 (ru) * | 1994-12-26 | 1997-12-27 | Институт электрохимии им.А.Н.Фрумкина РАН | Позитивный фоторезист |
| US20030108809A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-06-12 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Positive resist composition |
| RU2323945C9 (ru) * | 2002-02-08 | 2009-01-27 | Коатекс С.А.С. | Связующее вещество и модификатор реологии для водных суспензий минеральных веществ, полученные гранулы и их применение |
| EP1619554A1 (en) * | 2003-04-30 | 2006-01-25 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Positive photoresist composition and method for forming resist pattern |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Джонс Михаил Михайлович. Влияние природы полимерной матрицы, фоточувствительного генератора кислоты и физических факторов на литографические свойства химически усиленных фоторезистов. Авто диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Нижний Новгород, 2012, 29с., с.15. * |
| Джонс Михаил Михайлович. Влияние природы полимерной матрицы, фоточувствительного генератора кислоты и физических факторов на литографические свойства химически усиленных фоторезистов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Нижний Новгород, 2012, 29с., с.15. Плотнов Алексей Владимирович. Физико-химические процессы модификации тонких пленок на основе полиметилметакрилата тепловым, ультразвуковым и электронно-лучевым воздействием. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.х.н. Нижний Новгород, 2002, 132 с. Федоров Алексей Евгеньевич. Физико-химические процессы при модификации полимеров высокочастотным звуком и электронами высокой дозы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Нижний Новгород, 2006, 125 с. * |
| Плотнов Алексей Владимирович. Физико-химические процессы модификации тонких пленок на основе полиметилметакрилата тепловым, ультразвуковым и электронно-лучевым воздействием. Авто диссертации на соискание ученой степени к.х.н. Нижний Новгород, 2002, 132 с. * |
| Федоров Алексей Евгеньевич. Физико-химические процессы при модификации полимеров высокочастотным звуком и электронами высокой дозы. Авто диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Нижний Новгород, 2006, 125 с. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101821504B1 (ko) | 전자선용 또는 ｅｕｖ용 화학 증폭 포지티브형 레지스트 조성물 및 패턴 형성 방법 | |
| KR101809097B1 (ko) | 화학 증폭 네가티브 레지스트 조성물 및 패턴 형성 방법 | |
| KR101617902B1 (ko) | 전자선용 또는 ｅｕｖ용 화학 증폭 네가티브형 레지스트 조성물 및 패턴 형성 방법 | |
| KR101775291B1 (ko) | 화학 증폭 포지티브형 레지스트 조성물 및 패턴 형성 방법 | |
| KR101862462B1 (ko) | 네가티브형 레지스트 조성물의 검사 방법 및 제조 방법 | |
| JP4200145B2 (ja) | ２次ヒドロキシル基を有するアルキル環状オレフィンとアクリル化合物の重合体及びこれらを含んだ化学増幅型レジスト組成物 | |
| CN107037690B (zh) | 高分子化合物、负型抗蚀剂组合物、层叠体、图案形成方法及化合物 | |
| JP5054089B2 (ja) | ネガ型レジスト組成物及びパターン形成方法 | |
| EP2389359B1 (en) | Self-forming top anti-reflective coating compositions and, photoresist mixtures and method of imaging using same | |
| CN113214427A (zh) | 一种生物基ArF光刻胶成膜树脂、光刻胶组合物及其制备方法 | |
| KR20110083532A (ko) | 네가티브형 레지스트 조성물 및 패턴 형성 방법 | |
| JPWO2022210096A5 (ru) | ||
| RU2692678C1 (ru) | Фоторезистивная композиция высокочувствительного позитивного электронорезиста | |
| Watanabe et al. | CA resist with side chain PAG group for EUV resist | |
| US20070228365A1 (en) | Organic anti-reflective coating polymer, organic anti-reflective coating composition comprising the coating polymer and method for forming photoresist pattern using the coating composition | |
| US4262083A (en) | Positive resist for electron beam and x-ray lithography and method of using same | |
| US4551414A (en) | Positive resist material | |
| JPS6032048A (ja) | パタ−ン形成方法 | |
| JPS63271253A (ja) | 高解像度ポジ型放射線感応性レジスト | |
| US4330671A (en) | Positive resist for electron beam and x-ray lithography and method of using same | |
| Bulgakova et al. | Influence of the chemical structure of (co) polymer resists on their sensitivity to radiation | |
| JP2645561B2 (ja) | レジスト材料 | |
| JP2004211098A (ja) | ケイ素含有化合物の製造方法 | |
| JPH08234434A (ja) | 化学増幅型ネガティブレジスト | |
| RU2478226C1 (ru) | Способ формирования маскирующего изображения в позитивных электронных резистах |