Негативный фоторезист Советский патент 1993 года по МПК G03F7/04 

Изобретение относится к негативным фоторезистам, используемым для осуществления фотолитографических процессов в технологии изготовления прецизионных изделий электронной, радиоэлектронной, техники, полиграфии, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Цель изобретения заключается в разработке негативного фоторезиста с низкой микронеровностью формируемой пленки, с малым клином проявления и стабильного при продолжительном хранении.

Эта цель достигается использованием в качестве пленкообразующего компонента - синтетического циклизованного изопрено- вого каучука со средневесовой мол.м. 48000-65000, среднечисловой мол.м. 15000-20000, степенью циклизации 100%, формулы

НХ Хсн3

нгс

/ч

с-сн2н2сх Хс-сн3

СНп

С

XJ 00

о

в качестве светочувствительного компонента -2,6-бис(4-азидобензаль)-4 -метилцикло- гексанон и растворитель - ксилол, при следующем соотношении компонентов, г:

Синтетический

циклизованный

изопреновый каучук 24,9-65,0

2,б-Бис(4 -азидобензаль)-4 -метил

ы

циклогексанон1,0-4,5

Ксилол140,0-200,0

Существенным отличием заявляемого негативного фоторезиста является использованием отечественного синтетического циклизованного изопренового каучука со средневесовой мол. м. 48000-65000, сред- нечисловой мол.м. 15000-20000, степенью циклизации 100%.

Предпочтение синтетического каучука перед натуральным объясняется более высокой химической чистотой, низким содержанием гелей, узким молекулярно-массовым распределением, доступностью.

Пример1.В круглодонную колбу вместимостью 1000 см , снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, помещают 181,9 г ксилола, при размешивании прибавляют 32,1 г пласти- цированного синтетического изопренового каучука СКН-3 (ГОСТ 14925-79) со среднечисловой молекулярной массой 170000, средневесовой мол.м. 635000 и дисперсностью 3,7 и затем - 3,2 г п-толуолсуль- фокислоты. Смесь нагревают до кипения и кипятят при перемешивании 8-10ч. Реакционную массу охлаждают до 30-40°С и фильтруют. Полученный раствор циклокаучука в ксилоле обрабатывают последовательно 5 г гидрата окиси кальция, 5 г окиси алюминия и фильтруют. Получают 214 г раствора.

К полученному раствору, содержащему 32,1 циклокаучука, добавляют 1,55 г2,6-бис- (4 -азидобензаль)-4-метилциклогексанона, размешивают до полного растворения.

Композицию фильтруют, наносят на пластину свежеокисленного кремния и формируют пленку толщиной 1,5мкм, Пластину со сформированной пленкой высушивают при 800C, облучают через фотошаблон УФ- излучениём лампы ДРШ-250.

Проэкспонированную пленку проявляют уайт-спиритом. Защитный рельеф подвергают термозадубливанию при 140°С, затем незащищенные участки двуокиси кремния травят в стандартном буферном травителе. На окисленном кремнии воспроизводится элемент схемы шириной 8,0 мкм.

о

Микронеровность пленки составляет 100 А; при этом клин проявления Z.1,0 мкм.

Примеры получения фоторезиста и его характеристики представлены в табл. 1 и 2.

В зависимости от массовой доли сухого остатка композиции, формирование пленки проводят при частоте вращения 4000-1000 , остальные стадии фотолитографического процесса проводят аналогично примеру 1.

Фотолитографические характеристики оценивают по следующим параметрам: толщина фоторезистивной маски, светочувствительность, микронеровность, разрешающая

способность, клин проявления.

Стабильность фоторезиста при хранении определяют продолжительностью сохранения без изменений фотолитографических характеристик. При этом контролируют также

0 появление посторонних включений в пленке и выпадение осадка в композиции после определенного срока хранения.

Количество применяемого циклокаучука обусловлено требуемой толщиной пленки

5 фоторезиста. Количество 2,6-бис(4 -азидо- бензаль)-4-метилциклогексзнона рассчитывают в соответствии с применяемым количеством циклокаучука, снижение количества светочувствительного агента не по0 зволяет получить защитную пленку с заданными характеристиками, а увеличение его экономически не оправдано.

Только использование синтетического циклизованного изопренового каучука со

5 средневесовой мол.м. 48000-65000, средне- числовой мол.м. 15000-20000 и степенью циклизации 100%, обеспечивает стабильность требуемого уровня фотолитографических характеристик (см. табл. 1,2, ср. оп. 1-9

0 и 10, 11).

Как видно из табл. 2, предлагаемый фоторезист обладает рядом преимуществ по сравнению с известным фоторезистом. Во- первых, снижением микронеровности фор5. о мируемой пленки фоторезиста с 1600 А у

о

прототипа до 100 А в заявляемом техническом решении и снижение клина проявлеQ ния при этом с 1,5 до 1,0 мкм (при равной толщине пленки). Во-вторых, повышается стабильность свойств заявляемого фоторезиста: срок хранения его возрастает от 2-х месяцев у прототипа до 12 у заявляемого

5 объекта. При этом у заявляемого объекта по сравнению с прототипом повышается соответственно: светочувствительность: со 100 до 60 мДж/см , разрешающая способность -с 10 до 8 мкм.

Q Заявляемый фоторезист обеспечивает универсальность его применения в слоях 1-5 мкм. В технологии получения фоторезиста импортный натуральный каучук заменен на отечественный, синтетический изопрено5 вый каучук, что делает данную технологию доступной.

Таким образом, высокая стабильность воспроизведения требуемого уровня фотолитографических характеристик позволяет использовать его в технологии изготовления прецизионных изделий электронной, радиоэлектронной техники, полиграфии, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Формула изобретения Негативный фоторезист, включающий циклизованный каучук, 2,6-бис(4 -азидобен- заль)-4-метилциклогексанон и органический растворитель - ксилол, отличающийся тем. что, с целью снижения микронеровности формируемой пленки, уменьше- ния клина проявления и повышения стабильности при хранении, он содержит

синтетический циклизованный изопрено- вый каучук со средневесовой мол.м. 48000- 65000, среднечисловой мол.м. 15000-20000, степенью циклизации 100% при следующем соотношении компонентов, г:

Синтетический циклизованный

изопреновый каучук 24,9-65,0 2,6-Бис(4 -азидобен- зал ь}-4-метил цикл о- гексанон1,0-4,5 Ксилол 140-200

Область использования: фотолитографические процессы. Сущность изобретения: негативный фоторезист содержит, г: синтетический циклизованный изопрено- вый каучук 24,9-65,0; 2,6-бис(4 -азидобен- заль)-4-метилциклогексанон 1,0-4,5; ксилол 140,0-200,0. Указанный каучук имеет сред- невесовую ММ 48000-65000, среднечисло- вую ММ 15000-20000, степень циклизации 100%. Снижается микронеровность формируемой пленки, уменьшается клин проявления, повышается стабильность при хранении.

Состав образцов заявляемого фоторезиста

Таблица 1

Характеристики образцов заявляемого фоторезиста