Способ контроля качества позитивных фоторезистов Советский патент 1983 года по МПК H01L21/312 G03F7/26 

Изобретение относится к микроэлек ронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых прибо ров на операциях фотолитографии. Известен метод спектрофотолитогра фического определения качества светочувствительных материалов, который сводится к дополнительной полной или частичной засветке, измерению оптической плотности полос поглощения характерных функциональных групп и оценке значений оптических плотностей. Оптическая плотность пропорц ональна концентрации светочувствительных молекул и, периодически их измеряя, можно судить о доле оазложе ных светочувствительных групп 1 Недостаток указанного способа заключается в том, что он связывает ка чество фоторезиста только с его светочувствительностью. Практикой установлено, что партии фоторезиста с высокой светочувствительностью могут обладать неудовлетворительной адгезией к материалу подложки и низкой контрастностью, определяемой как отношение щелочестрйкости необлу ченной пленки и щелочестойкости облу ченной. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо соб контроля качества фоторезиста по оценке стойкости к воздействию агрессивных факторов, заключающийся в определении величины, пропорциональной времени отслаивания пленки фоторезиста в используемом травителе или проявителе 2 . Для позитивных резистов, в частно ти, указывается устойчивость к воздействию проя.вителя, которая должна быть на порядок выше времени проявле ния. Указанный способ .не дает возможности оценить стабильность эксплу тационных свойств фоторезиста во вре мени/ которые выражаются в сроке службы фоторезиста при определенных условиях хранения и использования. Кроме того,он не позволяет дать оценку светочувствительности фоторезиста. Цель изобретения - расширение области применения способа. Поставленная цель достигается тем что согласно способу контроля качест ва позитивных фоторезистов основанному на определении величины, характеризующей время отслаивания в проявителе, и оценке по ее значению качества фоторезиста, нанесенного на подложки, одну из подложек с нанесен ным фоторезистом облучают ультрафиолетовые излучением с интенсивностью, превышающей оптимальную, после чего .обе подложки подвергают термообработке и дополнительному облучению с интенсивностью ниже оптимальной, а качество оценивают по величине ,. где Ь - критерий качества, t - время отслаивания в проявителе дважды облученной пленки фотЬрезиста; tg - время отслаивания однократно облученной пленки фоторезиста. Интенсивное облучение одной из подложек в сочетании с термообработкой приводит к полному разрушению светочувствительных молекул нафтохинондиазида (НХДА ) с образованием сшитых олигомеров в пленке фоторезиста. . Дополнительное облучение не лзменяет растворимости в щелочных растворах пленки фоторезиста, ранее интенсивно облученной и прошедшей термообработку. Если фоторезист старый и не пригоден- к работе, то в нем в процессе хранения образуются сшивки подобные тем, которые образуются в фоторезисте, подвергнутом интенсивному облучению и термообработке. Наличие сшивок ухудшает растворимость фоторезиста в проявителе. Визуальным признаком старого Фоторезиста является темно-коричневая окраска. оЪусловленная образованием дополнительных Т связей, N-N-y сшнтыхолигомеров фоторезиста. Старые фоторезисты, подвергаемые только дополнительному облучению с интенсивностью ниже оптимальной не уменьшат свою щелочестойкость, так как дополнительное облучение не окажет влияния на сшитые олигомеры таких фоторезистов.. Сравнение щелочестойкости старых фоторезистов, подвергнутых только дополнительному облучению, с щелочестойкостью таких же фоторезистов, но дважды облученных, определяют величину 4i , которая в данном случае меньше 1 . Если фоторезист свежий и пригодный к работе, то в нем нет сшитых олигомеров, и под действием только дополнительного облучения происходит значительный распад светочувствительных молекул в пленках фоторезиста, что значительно снижает его щелочестойкость. Отношение щелочестойкости новых фоторе3истов,подвергаемых только дополнительному облучению (величина f)) , будет больше 1. Предлагаемый способ дает возможность проконтролировать процессы, протекающие в фоторезистах при хранении, оценить адгезию по величине щелочестойкости. Пример. На поверхность шести подложек арсенида галлия наносят исследуемый фоторезист резольно-новолачного типа ФП-РН-7 (срок хранения 1 мес со дня .изготовления ) С толщиной пленки 0,8 мкм. Сушат при -t 30 мин. Первые три подложки ( I серия подложек) облучают УФ-светом с интегральной интенсивностью 3 360 000 лкс (оптимальная интегральная интенсивность для толщины фоторезиста 0,8 мкм составляет 560000 лк с ) . Подверггиот десятиминутной термообработке в сушильном шкафу при 140°С и дополнительному облучению УФ-светом с интегральной интенсивностью равной 64500 лк с. Следующие три подложки (11 серия подложек) подвергают десяти минутной термообработке при t . 140С и дополнительному облучения УФ-светом с интегральной интенсивностью равной 64500 лк о. Определяют средние эначения щелрчестойкости (по времени отсла ивания) пленок фоторезиста I и II серий подложек в 1%-ном растворе гидроксида калия: {;7 39 с, -t,- 21 с. Находят величину , равную отношению средней величины щелочестойкости пленок фоторезиста Т серии подложек к средней щелочестойкости пленок II серии подложек: Vi 1,9. Найденная величина больше 1, следовательно исследуемый фоторезист РН-7 пригоден j работе. П р и м е р 2. На поверхность шести подложек арсенида галлия наносят исследуемый фоторезист резольноноволачного типа ФР-РН-7 (срок хранения 28 мес со дня изготовления) с толщиной пленки 0,8 мкм. Сушат при t 30 мин. Iсерию подложек облучают УФ-светом с интегральной интенсивностью 3 360 000 лк с. Подвергают десптиминутной термообработке в сушильном шкафу при 140 С и дополнительному облучению УФ-светом с интегральной интенсивностью 64500 лк с. IIсерию подложек подвергают, десятиминутной термообработке при 140С и дополнительному облучению УФ-светом с интегральной интенсивностью равной 64500 лк с. Определяют средние значения щелочестойкости пленок фоторезиста I и II серий подложек в 1%-ном растворю гидроксида калият 309 с, fc|i 331 с. Находят величину li , равную отношению средней величины щелочестойкости пленок фоторезиста 1 серии подложек к средней щелочестойкости пленок II серии подложек: Ь 0,9, Найденная величина меньше-1, следовательно исследуемый фоторезист не пригоден к работе, Таким образом-, предлагаемый способ дает возможность проконтролировать процессы, протекающие в фоторезистах при хранении; оценить адгезию фоторезиста к материалу подложки; может служить методом для входного контроля качества партий фоторезистов} . повысить качество проводимых фотографических операций и увеличить процент выхода выпускаемых изделий.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОЗИТИВНЫХ ФОТОРЕЗИСТОВ, основанныйна определении величины, характеризующей время отслаивания в проявителе, и оценке по ее значению качества фоторезиста, нанесенного на подложки. .отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, одну из подложек с нанесенным фоторезистом облучают ультрафиолетовым излучением с интенсивностью, превышающей оптимальную, после чего обе подложки подвергают термообработке и дополнительному облучению с интенсивноЬтью ниже оптимальной,а качество оценивают по величине , -tj-t, где Г1 - критерий качества; t - время отслаивания в проявителе дважды облученной пленки фоторезиста; bti- время отслаивания однократно, облученной пленки фоторезиста. (Л