Позитивный фоторезист Советский патент 1980 года по МПК G03C1/68 

Изобретение относится к позитивным фоторезистам, которые используются в фотолитографических процессах при изготовлении интегргшьных схем в микроэлектронике, радиотехнике и других областях промышленности. Известен позитивный фоторезист, включающий двухзамещенный эфир 2,4,4-триоксибензофенона и 1,2-нафтохинондиазид-(2)-сульфокислоты, фенолформальдегидную смолу и растворитель диметиловый эфир диэтиленгликоля l Однако он обладает невысокой адгезией к ряду технологических подложек (фосфорсиликатное стекло, плазмохимический окисел кремния), требуется специальная тщательная подготовка кремниевых подложек перед нанесением Кроме того технология его получения сложная, стабильность фоторезистивного раствора во времени незначитель , - до 3 месяцев. Наиболее близким к предлагаемому является позитивный фоторезист,вклю чакЛций нитровератровый альдегид, новолачную фенолформальдегидную смолу и органический растворитель, наприме диоксан Г2}. Недостатком указанного фоторезиста является его малый коэффициент контрастности (не более 8 отн. ед.), высокая микродефектность (10 деф./см и более), а также то, что его растворы имеют большую тенденцию к осадкообразованию, т.е. нестабильны во временк. Цель изобретения - повышение контрастности , стабильности свойств во времени и снижение микродефектности фоторезиста. Поставленная цель достигается тем, что позитивный фоторезист дополнительно содержит эфир 1,2-нафтохинондиаэид-(2)-5-сульфокислоты и 2,4,4-триоксибензофенона или зфир 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5-сульфокислоты и йодированного дифенилпропана, или зфир 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5-сульфокйслоты и оксибензальдегида при следующем соотношении компонентов, вес.,%: Нитровератровый альдегид7,5-10 Новолачная фенолформальдегидная смола 15-20 Эфир 1,;2-нафтохинондиазид-(2)-5-сульфокчслоты и 2,2,4-триоксибенэофенонаили эфир 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5-сульфокислоты и йодированМЬгб дйфенилпропана или эфир 1,2-нафтохинондиазид-{2)-5-сульфо7 Кислоты и оксибенэальдегида7,5-10 Органический растворитель Остальное Введение в предложенный фоторезис эфира 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5-сул фокислоты позволяет заметно снизить тенденцию раствора фоторезиста к оса кообразованию, что способствует повы шению стабильности фоторезистивной композиции во времени. Так как молекула эфира 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5-сульфокислоты обладает большей ги рофобностью и значительно повышает эадйтные свойства пленкообразующих компонентов, то смесь его с ортонитр бензальдегидом способствует повышени контрастности проявления фоторезистивной пленки до 30 отн. ед, против 8 отн. ед. для известного фоторезист Повышение стойкости пленки фоторези та в щелочном проявителе приводит к снижению до минимума величины микро дефектности . Пример 1. Готовят состав по зитивного фоторезиста, содержащий вес.%: Эфир 1,2-нафтохинондиазид- ( 2 ) -5-сульфокислоты и йодированного дифенилпропана7,5 Нитровератровый альд;егид 7,5 Новолачная фенолформальдегидная смола15 ДИоксан70 П РИМ ё р 2. Готовят состав позитивного фоторезиста, содержащий вёс.%: Эфир 1,2-нафтохинондиазид- ( 2) -5-сульфокислоты и 2,4,4-триоксибензофенона 8,5 Нитровератровый альдегид 8,5 Новолачная фенолформальдегидная смола17 Диметиловый эфир диэтиленгликоля66Примерз. Готовят состав позитивного фоторезиста, содержащий, вес.%: Эфир 1,2-нафтохинондиаэид(2)-5-сульфокислоты и оксибенз альдегида10 Нитровератровый альдегид 10 Новолачная фенолформальдегидная смола 20 Монометиловый эфир ацетатзтиленгликоля60П р и м е р 4. Готовят позитивный фоторезист по известному составу, содержащий,вес.%: Нитровератровый альдегид 15 Новолачная фенолфсрмальдегидная смола 15 Диоксан70 Позитивные фоторезисты по примерам 1-4 готовят растворением фенолформальдегидной смолы новолачного типа и светочувствительных составляющих в органическом растворителе с последующей фильтрацией раствора через фильтр с размфом пор 0,5 мкм. Раствор наносят методом центрифугирования на технологическую подложку (окисел кремния). После сушки на воздухе в течение 20 мин, термообработки при 90-5°С в течение 20 мин, слой фоторезиста облучают УФ-светом через фотошаблон с последующим проявлением изображения 0,4%-ным водным раствором едкого калия в течение 40 с. Полученный защитный рельеф с размером элементов до 1 мкм после термообработки при 140°С используют для создания микросхем. Свойства составов фоторезистов по примерам 1-3 сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что фоторезисты, приготовленные по примерам 1-3, обладают минимальным уходом размеров элементов изображения после травления, считающегося косвенной оценкой адгезии фоторезиста. Использование предлагаемого позитивного фоторезиста обеспечивает по сравнению с известным высокую адгезию к материалу подложки без специальных методов подготовки кремниевых пластин, лучшую растворимость светочувствительных составляющих, обеспечивающую повышенную стабильность фоторезистивного раствора во времени, а также достаточный контраст проявления, позволякщий использование предлагаемого фоторезиста в фотолитографических процессах. Кроме того он обладает низкой никродефектностью. Формула изобретения Позитивный фоторезист, включающий нитровератровый альдегид, новолачную фенолформальдегидную смолу и органический растворитель, отличаю- 20 щ и и с я тем, что, с целью повышения контрастности, стабильности свойств во времени и снижения микродефектности, он дополнительно содержит эфир 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5- 25 сульфокислоты и 2,4,4-триоксибензофенона или эфир 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5-сульфокислоты и йодированного д н б н пр № 19 № 19 фенилпропана, или эфир 1,2-нафтохиндиазид-(2)-5-сульфокислоты и оксйнзальдегида при следующем соотношеи компонентов, вес.%: Нитровератровый альде.гид7,5-10 Новолачная фенолформальдегидная смола 15-20 Эфир 1,2-нафтохинондиазид- (2) -5.-сульфокислоты и 2,4,4-триоксибензофенона или эфир 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5-сульфокислоты и йодированного дифенилпропана, или эфир 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5-сульфокислоты и оксибензальдегида 7,5-10 Органический растворительОстальноеИсточники информации, инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 530568, кл, G 03 С 1/68, опублик. 78. 2.Авторское свидетельство СССР 357547, кл. G 03 F 7/08, опублик. 72 (прототип).