|
Светочувствительные полимерные материалы - Беднарж Б.Скачать (прямая ссылка):  Экпериментально определяют стандартное отклонение конкретного элемента рельефа во время процесса [148], эта зависимость и является мерой стабильности всего литографического процесса. Требования к воспроизводимости элементов повышаются в связи с ростом точности совмещения и увеличением плотности схем на кристалле в производстве больших интегральных схем. Глава II ПОЗИТИВНЫЕ ФОТОРЕЗИСТЫ Позитивные фоторезисты можно разделить на две группы, отличающиеся по механизму образования рельефного позитивного изображения. Самую большую группу составляют материалы, у которых растворяющийся в щелочах пленкообразующий полимер совмещается с гидрофобным светочувствительным ингибитором растворения; при действии света в результате фотохимических и последующих термических реакций ингибитор разрушается или превра- 3 Зак. 554 65 щается в растворяющийся в основаниях гидрофильный продукт (например, карбоновую кислоту), в результате чего в экспонированных участках ингибирование снимается; экспонированные и защищенные от света шаблоном участки оказываются резко различающимися по растворимости в основаниях, что позволяет создавать рельеф при проявлении. В качестве пленкообразующего полимера чаще всего применяются новолачные смолы (НС), их растворимость в щелочах в большинстве случаев ингибируют эфи-рами или амидами 5-сульфокислоты 2-диазо-1-нафталинона. Поскольку эти композиции наиболее привлекательны для практики фотолитографии, их получению, свойствам и применению посвящено наибольшее число работ. Среди других вводимых в композиции позитивных резитов и растворимых в основаниях полимеров необходимо отметить гидроксиалкилцеллюлозу, сополимеры акриловой кислоты, полиамидокислоты (см. гл. VI) и др. Другая группа позитивных резистов включает материалы, в пленкообразующем полимере которых в результате ряда фотохимических, а затем термических стадий или разрушается основной скелет, или за счет превращений заместителей в цепи полимера появляются кислотные функции. В обоих случаях резко повышается растворимость экспонированных участков по сравнению с не-фотолизованными, что и приводит при проявлении к позитивному рельефу. II. 1. СИСТЕМЫ, СОДЕРЖАЩИЕ РАСТВОРИМЫЙ В ОСНОВАНИЯХ ПОЛИМЕР И СОЗДАЮЩИЕ РЕЛЬЕФ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРЕВРАЩЕНИЙ СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ ГИДРОФОБНОЙ ДОБАВКИ П. 1.1. Хинондиазидные композиции Композиции хинондиазидных фоторезистов состоят, как правило, из эфира полифенола с 5-сульфокислотой 2-диазо-1-нафта-линона, низкомолекулярной фенольной или крезольной НС с Мп = 500-7-900 или этилакрилат-стирол-метакрилатного сополимера (фирма вАР, США) и растворителя. Кроме этих основных компонентов в состав композиции могут входить промоторы адгезии, красители, индикаторы, пластификаторы, наполнители и др. Фо-торезистные пленки толщиной до 10 мкм формируют из раствора на подложках БЮг/Б!, анодированного алюминия и других материалов. Под действием дозированного света (экспонирование) нафтохинондиазидный остаток изомеризуется с выделением азота в замещенный кетен; последний быстро гидролизуется, превращаясь в производное инденкарбоновой кислоты. В отличие от исходного диазида, кислота растворима в водных щелочах, что делает возможным проявление фотолизованной пленки; при проявлении на фотолизованных участках с подложки удаляется инденовый и полимерный компонент пленки. Образующийся вы-сокоразрешенный рельеф (до 1000 линий на 1 мм) служит маской при кислотном и щелочном травлении подложки. Преимуществом этих фоторезистных систем перед другими является высокая светочувствительность и разрешающая способен ность, низкая чувствительность к кислороду воздуха фотолиза-тов, стойкость рельефа к травлению. К недостаткам следует отнести неудовлетворительную адгезию ко многим подложкам, применяемым в производстве полупроводников, нестандартность фасовок в результате воздействия условий транспортировки и хранения, плохая воспроизводимость свойств партий из-за самых незначительных нарушений в технологии производства. II. 1.1.1. Строение, тер їло- и фотопревращения нафтохинондиазидов В электронном спектре 1-диазо-2-нафталинона, 2-диазо-1-наф-талинона и его замещенных имеется ряд полос в УФ- и ближней видимой области. Спектры приводятся во многих работах (см., Рис. II. 1. Электронные спектры поглощения 2-диазо-1-нафталинона (/), 2-диазо-1-нафта-линон-5-сульфохлорнда в смеси 3-метнлпентана с метилцнклогексаиом (16 : 84) при комнатной температуре (2)и после фотолиза в течение 250 с светом ).= 340 нм (3) [4]. Рис. П. 2. Молекулярная диаграмма 2-диазо-1-нафталинона (электронные плотности на атомах углерода и длины связей рассчитаны по методу ППДП/2) [6]. например, [1—4]) (рис. 11.1), для наиболее интенсивных длинноволновых полос водных растворов 1-диазо-изомера при 385 нм 1^8 = 3,72, 2-диазоизомера при 400 нм 1§'е = 3,96, а его 5-сульфокислоты при 388 нм 1де = 3,60 [3]. Полосы на границе видимой области спектра обусловливают светочувствительность нафтохинон-дназидных производных при фотолизе ртутными лампами среднего давления. Как показывают расчеты по методу ЧПДП/С, введение электроноакцепторов в положения 4, 5 или 6, а также электронодоноров в положение 4 2-диазо-1-нафталинона сдвигает положение полосы 370 нм в «среднюю» УФ-область спектра [5]. Эти расчеты использованы для синтеза нафтохинондиазидов с заданным положением полосы в спектре, что существенно для создания резистов для средней УФ-области (313 нм и 334 нм).
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
