НЕГАТИВНЫЙ ФОТОРЕЗИСТ Советский патент 1974 года по МПК G03F7/04 

1

Изобретение касается негативного фоторезиста и может быть использоваио в МИ|Кроэлектронике, радиоэлектронике и полиграфии.

В настоящее В(ремя известны негативные фоторезисты на основе 1ПОЛиви;ниЛЦИнна,матов (ПВЦ), содержащие, кроме полимерной основы, сенсибилизатор и растворители (пат. США N° 2610290, 1962 г.; англ. пат. №835656. 1960 г.).

Однако такие «егатиеные фоторезисты обладают низкой светочувствительностью, недостаточной разрешающей способностью, плохой адгезией, неудовлетворительной стойкостью к щелочным травителям.

Целью изобретения является получение фоторезистов с улучшенными свойствами. Эта цель достигается благодаря применению в качестве фотополимер.изующейся смолы фурилметил|кетонф|0рмальдегидвых (ФКФ) олигомеров общей формулы I

где /, т, X, у - 5 л 1,2,3,

R - фурил-2; 5-метилфурил-2; 5-йодфурил-2; 5-нитрофурил-2; 5-диметиламинофур.ил; Б-бромфурил,

Пренмущественно .с молекулярным весом 500- 300 и температурой каллешадения по Убеллоje 120-180 С.

Хорошая растворигмость фурилметилкетонформальдегидных олигомеров в большинстве

растворителей позволяет получать фоторезисты практически любой необходимой концентрации, что позволяет значительно расширить область их пр.именения по сравнеиию с известными.

Поверхностное натяжение и угол смачивания фоторезиста с ФКФ легко регулируют подбором растворителей в зависимости от материала подложки.

Фоторезисть iiia основе ФКФ-олигомерсв характеризуются повышенной светочувствительностью и разрешающей способностью, улучшенной адгезией и стойкостью к травителям. Такие фоторезисты даже без сенсибилизатора обладают достаточно высокой светочувствительностью. Технология изготовления полимерной основы достаточно проста, исходные соединения доступны и производятся нромышленностью.

В лабораторных условиях пленки фоторезиста получают методом центрифугирования (число оборотов 3500) в результате следующих процессов: термообработка цри 95° С в течение 20 мин, экспонирование лампой (освещенность 5000Q люкс, проявление ацетатом метилцеллозольва (водный щелочный раствор). При этом время экспонирования и проявления зависит от толщины пленки. Вторую термообработку проводят при 140° в течение 40 мин. Полученный рельеф выдерл ивает действие 1€%-ной соляной кислоты в течение 60мин, буферного травител-я в течение 30 мин, фосфорной кислоты в течение 20 мин.

В таблице приведены характеристики полученного фоторезиста.

Таблица

Экспериментальное определение светочувствительности и разрешающей способности предложенного .негативного фоторезиста толщиной 0,5-0,8 MfcM даже, без сенсибилизатора показывает, что .эти характеристики значительно лучше, чем у резистов с ПВ.Ц.

Так, яаоример, светочувствительность фоторезиста на основе олигомера ФАФ-12Т в рабочей спектральной области (290-360 нм) равна 1 лк сек, а разрешающая способность процесса, определяемая контактным способом на имеющихся фотощаблонах, равна 2,5 мкм, что указывает на реальную разрешающую способность слоя фоторезиста ,не ниже 1000 лин/Мм. Наряду с этим предложенный негати1ВНый фоторезист обладает хорошей адгез.ией к полупроводниковым материалам .и может иметь любую концентрацию без ухудшения фотолитографоких свойств. Фоторезисты «а основе П|ВЦ и циклокаучуКОЕ имеют ограниченную растворимость, обусловленную величиной молекулярного веса, степенью этер,ифи ка1ци,и и циклизации.

|По стойкости к HF, НС1 и НзР04 и щелочам (основные т|ребавания, предъявляемые к

фоторезистам), предложенный негатив.ный фоторезист на основе фурановых олигомервз превосходит известные.

Приведенные данные указывают на то, что негативный фоторезист на основе фотопо5 ли .меризующихся фурилметил.кетонформальдегидных олигомеров по ряду характеристик превосходит известные фоторезисты.

Олигомеры получают из доступного сырья (фурфурол, ацетон и фор-мальдегиа) простыми способами.

Синтез кeтoнoфopLмaльдeгидныx олигомерав осуществляют на установках для получения фенолформальдегидных смол путем кондеисации соответ1СТ1вующего кето.на (I моль) и формальдегида (1-3 моля) в среде изопропилового спирта в течение 4-б час при температуре 60+5° С и рН среды 9,5-10,0.

Пример.

Состав фоторезиста (г): Олигомер на основе монофурфурилиденацето.на20

Диклогек1санон54

Мовометиловый эфир ацетата этиленгликоля (АМЦ)

П р и м е ip 2.

Состав фоторезиста (г): Олигомер на основе 5-метилфурфурилиденацетона

Цаклогексанон

Ацетат метилцеллозольва

П р и м е р 3.

Состав фоторезиста (г); Олигомер .на основе фурфурилиденметилэтилкетона. Циклогексанон Ацетат метилцеллозольва

Пр -и м.е р 4.

Состав фоторезиста

ФКФ

Диоксан

Л .р и м е р 5.

Состав фоторезиста

ФКФ

Диметилфор/малид

MeтилэтИv кeтoн

Диокса.н

Пример 6.

Состав фоторезиста

ФКФ

Бутилацетат

Ксилол

Хлорбензол

Циклогексанон

Пример 7.

Состав фоторезиста

ФКФ

Циклогексанон

Хлор бензол

НгПДе /. т, X, у 5, или « 1,2 или 3;

R - фурил-2; 5-метилфурил-2; 5-йодфурил; 5-1нитрофурил-2; 5-диметиламияофу.рил; 5-брам:фурил.

П ip И м е р 8.

Состаъ фоторезиста (г): ФКФ35

Цлклогексаион40

АМЦ15

Пример 9.

Состав фоторезиста (г): ФКФ20

Циклогексанон54

АМЦ25

СенсибилизаторI

Предмет и з о б р е т е н .и я

()

2. Негативный фоторезист по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фотополимеризующейся смолы применен олигомер с молекулярным весом 500-1300 и температурой каплепадения по Убеллоде 120-180° С.