Вакуумный фоторезист Советский патент 1984 года по МПК C09B47/30 C07D487/22 G03G5/87 

ю

О)

О1

00 iИзобре,тение относится к технолог гии и материалам для микроэлектороники, в/частности к применению фталоцианинового пигмента в качестве вакуумного фоторезиста. Известно применение фотополимернзугощихся и фотрдеструктируюпрхся композиций на основе азидов в качестве фоторезистов при плазменной обработке ll . Недостатком известных фоторезис тов является необходимость использо вания так назьгоаемых мокрых способов нанесения иДши проявления. Пленку фоторезиста получают на защи щаемой поверхности из раствора с последуюшдми операциями фиксирования, задубливания, связанными с использованием органических или неорг нических растворителей; Это. обстоятельство нарушает непрерьшность единой вакуумной технологии производства полупроводниковых приборов печатных плат и интегралыл 1Х схем, что повышает вероятность возникновения дефектов в защитных покрытиях , ухудшая качество приборов. Так при производстве сверхбольших ,интег ральных схем высокой степени интеграции с трименением традиционных фоторезистов выход пригодных приборов составляет доли процента. Переход к субмикронным размерам элементов , диктуемьй дальнейшим увеличением степени интеграции при производстве приборов в микррэлектронике,практически невозможен или вызьгоает огромные трудности при приме нении традиционных фоторезистов, так как они не обеспечивают получения требуемого разрешения (1 мкм) и требуемой дефектности при разме- pax дефектов порядка 0,1 мкм. .Это объясняется тем, что для получения .рельефа с высоким разрешением толщина слоя фоторезиста должна быть сравнимой с размером элемента, т.е быть менее 1 мкм. Получение подобных пленок из раствора очень сложно . Образование скрытых изображений при исполь,зовании обычных фотореаистов требует значительных энергий fv 1 Дж/см, и процесс образования скрытого изображения не носит порогового характера, .что не позволяет р&зработать автоматизированный процесс производства. Известно применение безметал ных фталоцианинов в Х- форме 1 в качестве .светочувствительного материала 12. Известно также применение металлофталоцианинов в качестве органич:еских полупроводников . Известно применение пигмента зеленовато-голубого фталоцианинового У в кач.естве красящего аген-та в полиграфических красках и лакокрасочнькх материалах з. На основании известных примеров использования безметальные фталоцианины, Б частности, пигмент зеленовато-голубой фталоцианиновый У, не применяли по данному изобретению. Целью изобретения является разработка нового вакз умного фоторезиста, позволяющего повысить разрешающую способность при производстве микроэлементов электронных схем, снизить Дефектность слоя фоторезиста, а тахсже упрощение технологии производства защитного слоя, позволяющее осуществить замкнутый вакуумный цикл производства интегральных схем. , / . Указанная цель достигается тем, что используют пигмент зеленоватоголубой фталоцианиновый У формулы:при содержании хлора 5% в качестве вакуумного фоторезиста. Использование пигмента зеленовато-голубого фталоцианинового У в качестве фоторезиста позволяет осуществить сухое нанесение защитной пленки методом термического испарения в вакууме и сухое проявление в вакууме лазерным излучением без использования органических или неорганических,растворителей, а также получить бездефектные пленки на поверхности различных подложек, обеспечить получение элементов интегральных схем с субмикронными размерами при вакуумной лазерной литографии; материал фоторезиста имеет порог по величине плотности мощности и плотности .энергии лазерного излучения, устойчив к действию, травящих фреоно вых плазм и ионного облучения с эне гией ионов 10 эВ, и полностью ис паряется под действием лазерного из лучения. Пример 1. Навеску пигмента зеленовато-голубого фталоцианино вого У помещают в тигель-испаритель высоковакуумной установки, например ВУ11-4. Рабочий объем системы откачивают до давления остаточных паров не более 10 мм рт.ст., после чего включают нагреватель и дово дят температуру тигля до 400-420с, ,которзпо контролируют термопарой. Пигмент испаряют и осаждают на защищаемой поверхности подложки, форт мируя плотную зеркальную пленку толщиной от 0,1 до 1, мкм. Время . испарения определяют с учетом величины навески пигмента, требуемой толщины слоя, конструкции тигля-испаряталя. Коэффициент отражения хшенки пигмента при толщине 0,50,6 мкм составляет 30% в об,пасти длин волн 630-690 нм. С помощью микроскопа и электронного микроскопа в полученных пленках не Удалось обнарзгапнть ни одного дефекта размером более О S, 1 мкм на площади 10 см Пример 2. Подложки с нанесенными пленками пигмента помещают в вакуумнзгю камеру, которую откачи.вают до остаточного давления не более 10 мм рт.ст. Те участки подложки , которые должны быть открыты при проявлении изображения, облучают излучением лазера через шаблон с помощью проекционной оптики. В результате поглощения энергии лазер ного излучения пигментом происходит его локальный нагрев и испарение. Длины волн лазерного излучения под действием которых происходит испарение пигмента, составляют Ц 0,69 мкм, 0,63 мкм, 0,490,51 мкм, 0,34 мкм, 0,266 кмм. Испа рение пигмента носит пороговый характер . Для излучения с длиной волг ны Х 0,69 мкм пороговая плотность 10 Вт/см, мощности составляет . для 0,49-0,51 мкм-10 Вт/см, для 0,266 МКМ 10 - 10 Вт/см Пороговая плотность энергии испарения 0,05-0,1 Дж/см. Плотность энер гии полного испарения пленки пигмента зависит от толщины пленки 1 1 и при толщине ,7 мкм составляет Дж/см о Разрешение, получаемое при применении пигмента зависит от качества проекционной оп тикиИ позволяет получить элементы с субми1фонными размерами при использовании лазерного излучения с длиной волны 0,266 мкм. Для Появления изображения не требуется дополнительных операций, запись и проявление изображения осуществляют одновременно. Пример 3. Подложки с нанесенными пленками пигмента помещают в в установку ионноплазменного травления, например, во фреоновой плазме со следующими параметрами: давление CF4/ 5-Ю - мм рт.ст., ускоряющее напряжение 4 кВ, ток пучка 200 мА. Пленка пигмента не меняет своей толщины при действии плазмы в течение 50 мин, при начальной толщине пленки пигмента 0,6-0,7 мкм, Пигмент устойчив к действию фреоновых плазм. Пример 4. Подложки с нанесенными пленками пигмента помещают в установку для ионного облучения, Еленка пигмента в данном случае маскирует полупроводниковую подложку от облучения ионами В, Р, Аг, при энергии пучка ионов до 150 кэВ и толщине пленки пигмента 0,6- . 0,7 мкм. Пленка устойчива к действию ионного облучения с энергией ионов 10 эВ. Пигмент полностью удаляют с поверхйости подложки под действием кислородной плазмы. Пленки пигмента не теряют своих свойрт1в после пребывания в обеспыленной атмосфере воздуха при относительной влажности 50-60% и температуре 20-50°С в течение длительного времени. Металлсодержащие фталоцианины не могут быть использованы в качестве вакуумного фоторезиста, так как при нагреве в вакууме до 400500 С происходит частичный обмен атома металла комплекса на атом материала подложки, при этом атом металла комплекса может диффундировать в подложку полупроводника. Это приводит к неконтролируемому легированию полупроводниковой подложки, что вызьшает брак. Кроме того, при удалении слоя вакуумного . фоторезиста в кислородной плазме

Применение пигмента зеленоватоголубого флотацианинового у формулы: С1 г при содержании хлора 5% в качестве вакуумного фоторезиста,