Электронорезист

 

Применение сйлатранов в качестве электррнорезиста при сухой электронолитографии .

СОЮЗ G08ETCHHX

ОСЦМЛВЪН

РЕСПУБЛИК

O% <И> цд) G 03 F 7/26 (21) 3480748/18-21 (22) 05.08.82 ,(46) 02.03.84. Бал. В 9 (72) P.Ã. Мирсков, С. В. Васенко, В.И. Рахлин, В.П. Корчков, Т.Н. Мартынова, В.С. Данилович и М.Р. Воронков (71) Иркутский институт органической химии СО АН СССР

-(53) 621 396.64-181.48(088.8) (56) 1..АвторскОе свидетельство СССР

В 668281, кл. Н 01 С 7/00, 1978. (54) ЭЛЕКТРОНОРЕЗИСТ. (57) Применение силатранов в качест ве электронорезиста при сухой электронолитографии.

1078399

Изобретение относятся к электрон- ной технике и может быть использовано в производстве интегральных схем, Известно использование в качестве электронорезистов в методе сухой электронолитографии кремнийорганических соединений — влигоорганилсилсесквиоксанов. Метод сухой электронолитографии сводится к следующему: на подложку наносят с помощью вакуумного термического испарения чувствительный слой (органилсилсесквиоксан), облучают слой электронным лучом, удаляют необлученные участки слоя реиспарением 15 в вакууме 513., Недостатком указанных веществ, используемых в качестве чувствительного слоя, является их крайняя труднодоступность и сложность получения продуктов достаточной чистоты.

Это обусловлено особенностью процесса гидролиза, с помощью которого получаются данные летучие кремнийорганические вещества. 25

Цель изобретения - реализация метода сухой вакуумной электронолитографии с использованием легко доступных кремнийорганических соединений, что приводит к снижению стоимости процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве электроночувствительного матеРиала при сухой ваку". умной электронолитографии используют силатраны с общей формулой

RS (g 2 И, где R = СНз, С2Н, ОС Н „, СЕСН2, CH -- СН-, СН

СНгСН, НС=С; С6 Н 5 и др, 40 .Силатраны являются широко доступными веществами, однако до настоящего времени не было известно их применение в качестве электроночувствительных материалов. Они по- 45 лучаются с высокими выходами (90100%) при взаимодействии триэтаноламина с соответствующими органилтриалкоксисиланами и полиорганилсилоксанами. В отличие от известных кремнийорганических материалов, используемых в сухой электронолитографии (органилсилсесквиоксанов), они не требуют очистки вакуумной сублимацией, которая является сложной технологической стадией в ус.ловиях промышленного производства.

Силатраны сублимируются в вакууме без разложения при умеренных температурах. Установлено, что эти вещества обладают способностью поли- 60 меризоваться под действием электрон- ного облучения. При этом чувствительность к действию электронного облучения определяется характером оРганического заместителя у 65 атома кремния (R) и понижается в ряду HC=С CH =СН-СН« CHg=CH,С(СН-, )т 5 10 до

10 Кл/см . Обнаруженные свойства силатранов позволяют испольэовать их в качестве негативного электронорезиста в сухих способах электронолитографии.

Применение в качестве электронорезиста сйлчатранов позволяет осуществить следующий процесс сухой электронолитографии. На предварительно очищенную стандартным методом полупроводниковую, диэлектрическую или металлическую подложку напыляют в вакууме йри давлениях

10 - 10 мм рт.ст. слой силатрана при 140-170 С в зависимости от сос-. тава исходного материала. Полученные сплошные пленки толщиной 0,20,3 мкм экспонируют в пучке электронов с использованием стандартного оборудования (JeoI — Т 200, ЭЛЛИС).

В результате воздействия электронов на полученный таким образом слой в нем формируется скрытое изображение за счет способности предлагаемых материалов полимеризоваться под воздействием электронного облучения.

Экспериментально установлено, что наиболее чувствительными к действию облучения являются слои на основе аллил- и винилсилатранов. Изображение проявляют путем вакуумного термического реиспарения, для чего подложку с пленкой выдерживают в том

;же вакууме в течение 10-15 мин о при 110-140 С. При этом не подвергшиеся воздействию облучения участки чувствительного слоя реиспаряются с поверхности подложки.

В результате проведенных экспериментов установлено, что рельеф, полученный на пленках метил- и хлорметилсилатрана является более контрастным.

Основным преимуществом изобретения является получение элементов субмикронных размеров с помощью электронолитографии без использования дорогостоящих негативных вакуумных электронорезистов — олигоорганилсесквиоксанов °

Пример 1. Навеску 1 г мет тилсилатрана помещают в испаритель и испаряют на кремниевые подложки диаметром 60 мм, обработанные стандартным способом, при давлении

10 мм рт.ст. и температуре 140 С.

Время напыления одной подложки 45 с.

Толщина пленки, определенная эллипсеметрически составляет 0,2 мкм.

Подложку с напыленной пленкой экспонируют на установке zeoz

g 200, ЭЛЛМС. Оптимальная доза облучения составляет 10 Кл/см .

1078399

Составитель A. Якименко

Техред T.Äóáèí÷àê Корректор П. Муска

Редактор Н. Макаревич

Заказ 960/41 Тираж 464 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП. "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученное изображение проявляется вакуумным термическим реиспарением при давлении 10 мм рт.ст., температуре 120 С. Время полного проявления 14 мин. B результате на пленке получено изображение с минимальным размером элементов

Э,5 мкм.

Пример 2. Аналогично,1 г хлорметилсилатрана. Испарение на подложку происходит при 160 С. Толщина пленки 0,3 мкм. Оптимальная доза облучения 10 Кл/см . Реиспарение при 140ОC. Время полного проявления 12 мин.

П р н м е р 3. Аналогично,1 г этилсилатрана. Испарение на .подложку происходит при 140 С. Толщина пленки 0,2 мкм. Оптимальная доза облучения 10 Кл/cM . Реиспарение при 110 С. Время полного проявлео ния 15 мин.

Пример 4. Аналогично,1 г этоксисилатрана. Испарение на подложку происходит при 170 С. Толщина пленки 0,2 мкм. Оптимальная доза облучения 5 10 Кл/см2. Реиспарение при 140 С. Время полного проявления 10 мин.

Пример 5. Аналогично,. 1 r винилсилатрана. Испарение на подложку происходит при 150 С. Толщина пленки 0,3 мкм. Оптимальная доза облучения 10 6 Кл/см . Реиспарение при 120 С. Время полного проявлео ния 12 мин.

Пример 6. Аналогично, 1 r аллилсилатрана. Испарение на подложку происходит при 160 С. Толщина пленки 0,3 мкм. Оптимальная доза облучения 5 10 7 Кл/см . Реиспа; рение при 130 С. Время полного проо явления 10 мин.

Пример 7. Аналогично, 1 r этинилсилатрана. Испарение на подложку происходит при 150 С. Толщи ма пленки 0,2 мкм. Оптимальная доза облучения 5 10 7 Кл/см . Реиспарение при 130 С. Время полного проявления 12 мин.

15 В настоящее время в качестве базового объекта — электронорезиста принят йолиметилметакрилат, используемый в жидкостных способах электронолитографии, с чувствительностью к действию электронного облучения

10 - Кл/см .

Силатраны обладают следующими преимуществами перед полиметилмет25 акрилатом: более высокой чувствительностью, по сравнению с жидкостными резистами, к действию электронного облучения. Это позволяет сократить в

10-15 раз время облучения и машинное время дорогостоящего оборудования все стадии литографии проводятся в (вакууме без использования Органических.растворителей.