Позитивный фоторезист Советский патент 1980 года по МПК G03C1/68 

(54) ПОЗИТИВНЫЙ ФОТОРЕЗИСТ

Изобретение относится к позитивным фоторезистам, для изготовления защитных масок, которые используются в гальванических процессах и при химическрм травлении металлов в радиотехнике. Известен позитивный фоторезист для защитных масок на основе щелочерастворимой фенолформальдегидной смолы l Недостатком известного фоторезиста является то, что изготовленные из него маски обладают неудовлетворительными защитными свойствами. , . Наиболее близким к предложенному является известный позитивный фоторезист для изготовления защитных масок для гальванических процессов, включающий 1,2-нафтохинондиазид-(2)5-сульфо эфир фенолформальдегидной смо.лы, фенолформальдегидную смолу новолачного типа, бромированную новолачную смолу и органический растворитель - диоксан 2. Недостатком указанного фоторезиста является его токсичность, а также то, что изготовленные из него защитные маски обладают неудовлетворительными защитными свойствами, а именно низкой гальваностойкостью. При получении защитных масок на гальванической меди из-за глубокого проникновения фоторезиста в поры подложки затрудняются операции проявления, травления и снятия фоторезиста. Кроме того , при операции термозадубливания остатки диоксана вызывают глубокое окисление меди. Цель изобретения - сниже.ние токсичности фоторезиста, а также повышение защитных свойств изготавливаемых из . него защитных масок. Поставленная цель достигается тем, что указанный позитивный фоторезист Для изготовления защитных мас.ок для гальванических процессов, включающий производное 1,2-нафтохинондиазида, . фенолформальдегидную смолу новолачнОго типа и органический растворитель, в качестве производного 1,2-нафтохинонДиазида содержит 1,2-нафтохинондиазид-(2)5-сульфоэфир бисфенолформальдегидной смолы, в качестве органического растворители - метилцеллозольвацетат и дополнительно содержит фенолформальдегидную смолу резольного типа, сополимер бутилмалеината со стиролом или сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой, красит тель ярко-голубой для полиэфиров и

-бутанол при следующем соотношении Ьмдбнентов, вёс.%: 1, 2-Нафтохинондиазид-(2)5-сульфоэфир бисфенолформ-.:- . .

;альдегидной смолы 8,7-12,4 . Фенолформальдегидная смола новолачного типа12,0-15,О

Фенолформальдегидная смола резольного ти,па3,0-6,0

Сополимер бутилмалеината со стиролом или сополимер мётилметакрилата с метакриловой - . Кислотой .0,

Эфир 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5-сульфокислоты и бисфёнолформальдегидной сялолы (содержание азота в продук те 9,8-10,6%)

Фенолформапьдегидная смола новолачного типа

Фенолформальдегидная .смола резольного типа

Сополимер бутилмалеината со стиролом

,Сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой (ПММК) -

Краситель н-Бутанол Метилцеллозольвацетат Получение фоторезистов осуществля ется при последовательном раствореНИИ компонентов в растворителе или системе растворителей, в частности в метилцеллозольвацетате или в смеси метиЛцеллозольвацетата с Т-бутанол ом . Полученные ра створы фильтруют и испол1 уют для получения позитивно- работающего светочувствительногр сло Примёр использования фоторезиста по п. 1-7 (см. табл. 1) при получений методом фотолитографии защитных масок с применением гальванических процессов в производстве печатных плат и микросхем. Фоторезист наносят на подложки- из фольгированного диэлектрика, а, также ситгшла с напылен ной или Гсшьванически осажденной меКраситель ярко-голубой для полиэфирово,1-0,2 Н-Бутанол4,0-5,0 Метилцеллозольвацетат Ост альное.

/

Предложенный фоторезист менее токсичен по сравнению с прототипом и позволяет изготовить защитные маски, которые в гальванических процессах и при химическом травлении металлов обладают высокими защитными свойствами.

Примеры различных составов (1-7) фоторезистов приведены в табл. 1.

Таблица 1

12,38,79,7

13,414,214,0

,3,13,23,2

--.1,70,80,5

0,10,10,1

4,24,24,2 дью методом погружения или центрофугирования. Полученную пленку сушат в течение 20-30 мин при 18-22°С, а затем в течение 30 мин при 80-90°С. В зависимости 6т метода и условий нанесения фоторезиста на подложку получают пленки толщиной от 0,7 до 3,5 мкм. Высушенные пленки экспонируют через соответствующий фотошаблон любь1ми ртутно-кварц ыми источниками облучения и проявляют в О,51,0%-ном водном растворе едкого калия в течение 15-30 с. После проявления полученный защитный рельеф подвергают дополнительной термообработке при 110-120°С в течение 30-60. мин, Подложки с полученными защитными маскг1ми обрабатывают в стандартных гальванических ваннах меднения, никелирования или осаждения сплава олово - свинец. За характеристику гальваностойкости принимают количество образовавшихся пор на площади 1 см маски.

В табл. 2 приведены значения гальваностойкости для защитных масок из фоторезистов по примерам 1-7 (табл. 1) и для маски из фоторезиста

2т - означает: Т - в ванне меднения и Т - в ванне осаждения, с

В табл.3 приведены значения галъйа-не меднения (рН-1,5 Il.2,5-3,0 А/дм,

нестойкости для защитных масок из фо-время 30 мин) и в ванне никелироваторезистов № 4 и № 7 (табл.1) и для 45 (рН-4,5-5,0, А/дм , время

фоторезиста ФП-383 в сернокислой ван-30 мин, температура 55-60°С).

: ч.. . .

..Таблица 3

0,75

№-383 (прототип) в борфтористоводородной ванне меднения (медь бор фтористоводородная 230-250 г/л, кислота борфтористоводоро ая 5-15 г/л, кислота борная 15-40 г/л, D 2-4 А/дм, температура 18-25 С, время 30 .мин) и ванне обаждения .сплава олово - свинец (олово металлическое 40-60 г/л, свинец металлический 25-40 г/л, клей мездровый 1-2 г/л, pHXl, DK 1 А/дм, температура 18-25 С, время 45 мин).

Таблица 2

30

1,5

110 Использование предложенного фото резиста позволяет повысить защитные свойства масок в гальванических про цессах. Гальваностойкость возрастае в ваннах меднения в 3-5 раз для масзок толщиной 2,5-4,0 мим и в 2 раза для MaicoK толщиной 0,75-0,78 мкм в ,в аннах. осаждения олово-свин.ец в раза для масок толщиной 2,5 4,0 мкм и в ваннах никелирования в 2-3 раза для тонких масок 0,75 - 0,78 мкм.. Зё1мена растворителя диоксана на Мётилцеллозольвацетат снижает токсичность и пожароопасность фоторезиста. Использование предложенного фото резиста позволяет упростить техноло гический процесс изготовления микро сзхем ни подложках из сйталла с галь вМйчёски осажденной медью, предусм тривающий использование фоторезиста ФП-383: снижается критичность пленки фоторезиста к передержкам в проявителе ; сокращается в 1,5-2 раза продолжительность операций проявления пленки фоторезиста, вытравливания пробельных элементов подложки, удал ния защитного гельефа с микросхемы; а также снижаются в несколько раз трудозатраты на опёрсщию ретуширования защитного рельефа. Формула изобретения Позитивный фоторезист для изготовления защитных масок для гёшьва.нич еских процессгов, включающий производное 1,2-нафтохинондиазида, фенол формальдегидную смолу новолачного типа и органический раствори-. тель, отличающийся тем, что, с целью снижения токсичности и повышения защитных свойств масок, в качестве производного 1,2-нафтохинондиазида он содержит 1,2-нафтохинондиазид- (2) -5- сульфоэфир бисфенолформаЛьдегидной смолы,IB качестве органического растворителя - Мётилцеллозольвацетат и дополнительно содержит фенолформальдегидную смолу резольного типа, сополимер бутилмалеината со стиролом или сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой, краситель ярко-голубой для полиэфиров и н-бутанол при следующем соотношении компонентов, вес.% 1,2-Йафтохинондиазид-(2)-5-сульфоэфир бисфенолформальдегид ной смолы 8,7-12,4 Фенолформальдегидная смола новолачного типа 12,0-15,0 Фенолформальдегидная смола резоЛьного типа 3,0-6,0 Сополимер бутилмалеината со стиролом или сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой0,5-1,9 Краситель ярко-го- . лубой для полиэфиров0,1-0,2 Н-Бутанол 4,0-5,0 Метилцеллозольв-, ацетат . ., Остальное. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 213576, кл. G 03 С 1/00, опублик. 966. 2.ТУ 6-14-632-72 на фоторезист П-383 (прототип).