Позитивный светочувствительный состав Советский патент 1980 года по МПК G03C1/68 

Изобретение относится к позитивным свето чувствительным составам, которые используются в фотолитографии, полиграфии, лако-красоч ной и других отрас.г1ях промышленности. Известен позитивный светочувствительный состав, применяемьш для фop пIpoвaшIя защитных полимерных масок на поверхности твердых тел, включающий пленкообразующий компонент - фенолформальдегидную смолу, светочувствительный компонент - эфир 1,2 нафтохинондиазид-(2)-5-сульфохлорида и дииодированного 4,4диоксидифенилпропана и органические растворители. Недостатком известного состава является то, что защитные полимерные маски (ЗПМ), сформированные из этого состава на поверхности твердых тел, обладают слабой термостойкостью в условиях ионного и плазмохимического травления полупроводников. Так, сфор мированные из известного состава ЗПМ не допускают локального ионного травления слоев двуокиси кремния при температуре поверхности подложки, превышающей 470° К. Ионное травление слоев твердых тел при малых плотностях ионного тока и, следовательно, низких TeivOiepaTypax поверхности подложки, является непроизводительным процессом. В связи с этим возникает необходимость разработки светочувствительного состава, сформированные из которого ЗПМ допускали бы,возможность травлеюгя слоев твердых тел при повыщенной плотности ионного тока (j-0,5 -1,0 мА), при которой температзфа поверхности подложек достигает 670 К. Цель изобретения - повышение термостойкости ЗПМ в условиях ионного и плазмохимического травления полут1роводников. Поставленная цель достигается тем, что позитивный светочувствительньш состав гшя формирования ЗПМ на поверхности твердых тел, включающей пленкообразующий компонент, светочувствительный компонент - производное 1,2-нафтохинондиазид- (2)-5-сульфохлорида к органические растворители, в качестве пленкообразующего компонента содержит полио-нафтол, а в качестве светочувствительного компонента - эфиры 1,2-нафтохинонлиаэид3 (2}-5-сульфохлорида и иодированшлх или неиодированных поли-а- ифтола и/или 2,4,4-три оксибензофенона при С1 едующем соотношении компонентов, вес.%: Поли-а-нафтол 10-15 Эфир 1,2-нафтохинондиазид- (2) -5-сульфохлорида и иодарованных или неиодлрованнь Х поли-а-нафтола и/или 2,4,4-триоксибензофенона 5--10 Органические растворителиОстальное В качестве растворителей предложенный состав может содержать диметиловый эфир диатиленгликоля, метилэтилкегои, диметилформамид или их смеси. Предложенный состав позволяет формировать на поверхности полупроводников термоустойчивые ЗПМ, допускаюпдае нагревание подложки до 670 К в процессе локального ионного и плазмохимического травления твердых тел. В табл. 1 даны примеры позитивных светочувствительных составов. Таблица 1

Поли-а-нафтол

Эфир 1,2-нафтохинондиазид- (2)-5-сульфохлорида и иодированного или неиодированного 2,4,4,-триоксибензофенона

Эфир 1,2-нафтохинондиазид- (2}-5- сульфохлорида и иодированного или неиодарованного поли-а-нафтола Диметиловый эфир дизтилг1школя

Метилэтилкетон

Диметилформамид

Слои толщины 0,3-1,5 мкм из указанных в табл. 1 светочувствительных составов формируют методом центрифугирования и сушки в течение 0,5 ч при температуре, не превышающей 363 К на окисленной полированной поверхности пластин кремния. Экспонирование через фотомаску осуществляют излуче1шем лампы марки ДРШ-500 (Е 4-10 лк). Рельеф

Средняя плотность сквозных микродефектов, мм

Температура поверхности пластины в условиях травления слоя двуокиси кремзшя h 0,46 мкм со скоростью 0,2 мкм. мин ° С

Уход трехм}п ронных размеров при ионном травлении слоя h 0,46 мкм слоя двуокиси кремния, %

12,5

15

12,5

10

7,5

Ш

7,5

2,5 50

50

30

40

40

30

проявляют 0,6%-ным водным раствором КОН в течение 1-8 мин и термоструктурируют на воздухе при постепенном подъеме температуры до 443 К со скоростью 1,5 град-мин .

В табл. 2 даны характеристики ЗПМ толндины h 1,0 мкм, сформированнь1х из составов

табл. 1.

Таблица 2

0,050,040,03

0.05

400

10

5

ЗИМ иочноияют локально травить в течение нескольких (единиц) минут слой диуокиси . кремния (h 0,46 мкм) и слой хрома (h 0,06 мкм) ионалти аргона на установке марки УВН-75Р-1 при следующих режимах амплитудное значение высокоча.стотного напряжения на поверхности подложки - 0,5-1,5 кВ; постоянный ток разряда в аргоне - 4-8 А; амплитудное значение высокочастотного тока 0,2-0,8 А; давление аргона (1-8)-l6 торр.

Локальные дефекты в слоях двуокиси кремния и хрома, защищенных ЗПМ, в упомянутых режимах травления не возникают. ЗПМ после ионного травления удаляют в плазме кислорода в течение 8 мин. Эти данные свидетельствуют о том, что применение сфорлшрованных из предложенного состава ЗПМ позволяет сущест-венно повысить производительность процесса локального ионного травления слоев твердд 1х тел.

К преимуществам предложенного состава следует отнести то, что сформированные из него ЗПМ позволяют травить в течегше десятков мин на установке марки УВП-2в плазме фреона слои (h 0,46 мкм) окисла кремния, сформированные на поверхности пластины кремния, при следующих режимах: значерше высокочастотного тока разряда в аргоне 0,2-0,8-А; давление фреона (0,1-5,0) мощность высокочастотного излучения, необходимая для поддержания разряда в фреоне, -- 0,5-1,5 кВт. К преимуществам предложенного светочувствительного состава следует также отнести повышенную, по сравнению с известным (250 периодов на мм), разрешающую способность

36

(табл. 2). чк) птволит использовать прея1ожснный светочувствительный с(ктав также при изготовлении фотоматериалов для спектроскопии. Последнее обусловлено тем, что возникающая в процессе возбуждения актиничным излучением поли-а-нафтола лю raнecцeнция не поглощается 1,2-нафтохииондиазид-(2 5-сульфогруппой.

Формула изобретения

Позитивный светочувствительный состав для формирования защитных полимерных масок ка поверхности твердых тел, включающий пленкообразующ}1Й KONfflOHeHT, светочувствительный компонент - производное 1,2-нафтохинондиазид-(2) - 5-сульфохлорида и органические растворители, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости защитных полимерных масок в условиях ионного и плазмохимического травления твердых тел, он содержит в качестве пленкообразующего компонента по ли-а-нафтол, а в качестве светочувствительного компонента - эфиры 1,2-нафтохинондиазид- (25-5-сульфохлорида и иодированных или неиодированных поли-а-нафтола и/или 2,4,4-триоксибензофенона при следующем соотнощении компонентов, вес. %:

Поли-о-нафтол10-15

Эфир 1,2-нафтохинондиазид-(2)- 5-сульфохлорида и иодированных или неиодированных поли -а-нафтола и/или 2,4,4-триоксибензофенона5 - 10 Органические растворители Остальное ,