«ФОТОРЕЗИСТЫ»

ФОТОРЕЗИСТЫ - органические материалы, чувствительные к оптическому излучению видимой и ультрафиолетовой области. Наиболее широко используются в микроэлектронике при создании искусственных спутников, запоминающих устройств и др. по методу планарной технологии для формирования заданного рельефного рисунка на поверхности полупроводника или диэлектрической основы перед ее легированием.

ФОТОРЕЗИСТЫ

- материалы органич. и неорганич. происхождения, чувствительные к оптич. излучению видимого или УФ-диапазона; применяются в фотолитографии для получения рельефного покрытия заданной топологии. Формирование в слое Ф., нанесённого на к.-л. подложку, рельефных областей заданной конфигурации происходит в результате его локального экспонирования и последующего проявления. При локальном экспонировании в Ф. идут физ.-хим. превращения с изменением размера, структуры или полярности молекул, ведущие к изменению свойств покрытий и возможности удаления при проявлении облучённых или необлучённых участков. Если в результате экспонирования хорошо растворимыми становятся облучённые участки и они удаляются в процессе проявления, то Ф. наз. п о з и т и в н ы м; если в процессе проявления удаляются необлучённые участки, Ф. наз. н ег а т и в н ы м. Полученное таким способом рельефное покрытие служит защитой нижележащего рабочего слоя от воздействия травлений.

Ф. используют в виде жидких композиций, к-рые наносят на рабочий слой с помощью центрифуг, валков или пульверизаторов и формируют плёнки толщиной от десятых долей до десятков микрон. Большей разрешающей способностью обладают т. н. вакуумные позитивные и негативные Ф., к-рые представляют собой слои мин. толщины, полученные методом вакуумного напыления. Кроме того, применяются т. <н. сухие плёночные Ф.- пластичные светочувствит. слои толщиной 10-100 мкм, заключённые между лавсановой плёнкой - основой - и защитной полиэтиленовой плёнкой. Слои наносятся на подложку накаткой.

В качестве жидких позитивных Ф. используют составы на основе светочувствит. производных о -диазокетонов и плёнкообразующих фенольных и др. смол. Из числа негативных жидких Ф.- на основе сенсибилизированного поливинилциннамата, поливинилового спирта и полиизо-преновых циклокаучуков со светочувствит. диазидами. Вакуумные Ф. представляют собой слои красителей, цин-наматов, халькогенидных стёкол и др. В сухих плёночных Ф. в качестве светочувствит. слоя применяют сенсибилизированные фотополимеризующиеся композиции с акрилат-ными мономерами и олигомерами, к-рые резко изменяют свою растворимость под действием УФ- и видимого света вследствие образования пространственно сшитой полимерной структуры.

Ф. чувствительны к излучению в широком спектральном диапазоне УФ- и видимого излучений, но особенно широко используется УФ-излучение ртутных ламп и эксимерных лазеров, что наиб. приемлемо в пром. условиях производства интегральных схем для микроэлектроники. В зависимости от типа Ф. их светочувствительность находится в пределах 2-20 см ²/Дж, а разрешающая способность - 100-1000 мм ^-1. Микродефектность (число невытравленных точек на проявленных участках после проявления) для лучших Ф. достигает 0,05 см ^-2.

Жидкие и вакуумные Ф. используют в осн. в микроэлектронике для создания интегральных схем. Кроме того, жидкие Ф. применяют в фототехнологии изготовления элементов голограммной, а также элементов и схем интегральной оптики. Сухие плёночные Ф. используют для изготовления печатных плат.

Лит.: Боков Ю. С., Фото-, электронно- и рентгенорезисты, М., 1982; Светочувствительные полимерные материалы, под ред. А. В. Ельцова, Л., 1985; "Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии", 1991, т. 36, № 3. В. А. Барачевский.

светочувствит. материалы, применяемые в фотолитографии для формирования рельефного покрытия заданной конфигурации и защиты нижележащей пов-сти от воздействия травителей.

Ф. обычно представляют собой композиции из светочувствит. орг. в-в, пленкообразователей (феноло-формальдегидные и др. смолы), орг. р-рителей и спец. добавок. Характеризуют Ф. светочувствительностью, контрастностью, разрешающей способностью и теплостойкостью (см. Репрография, Фотографические материалы). Область спектральной чувствительности Ф. определяется наличием в светочувствит. орг. в-вах хромофорных групп способных к фотохим. превращениям, и областью пропускания пленкообразователя.

По спектральной чувствительности различают Ф. для видимой области спектра, ближнего ( 320-450 нм) и дальнего (180-320 нм) УФ излучения, по характеру взаимод. с излучением делят на позитивные и негативные. Ф. могут быть жидкими, сухими и пленочными. Жидкие Ф. содержат 60-90% по массе орг. р-рителя, пленочные - менее 20%, сухие обычно состоят только из светочувствит. в-ва. Жидкие Ф. наносят на подложку (см. Планарная технология )центрифугированием, напылением или накаткой валиком, сухие -напылением и возгонкой, пленочные - накаткой. Последние имеют вид пленки, защищенной с двух сторон тонким слоем светопроницаемого полимера, напр. полиэтилена. В зависимости от метода нанесения формируют слои толщиной 0,1-10 нм; наиб. тонкие слои (0,3-3,0 мкм) формируют из жидких Ф. методом центрифугирования или из сухих Ф. методом возгонки.

При экспонировании в слое Ф. образуется скрытое изображение. При этом светочувствит. компонент претерпевает ряд фотохим. превращений, напр. подвергается фотополимеризации или структурированию либо разлагается с выделением газообразных продуктов; в зависимости от этого светочувствит. в-во закрепляется (сшивается) на экспониров. участках и не удаляется при дальнейшем проявлении (визуализации) под действием орг. или водно-щелочных р-рителей или плазмы (негативные Ф.) либо переходит в растворимое состояние и легко удаляется с экспониров. участков при проявлении (позитивные Ф.).

Из позитивных F. наиб. распространены композиции, содержащие в качестве светочувствит. компонента сульфо-эфиры о-нафгохинондиазида (5-40% по массе), а в качестве пленкообразователя - новолачные смолы (до 50%). При экспонировании сульфоэфир переходит в сульфопроизводное инденкарбоновой к-ты (ф-ла I) и при проявлении под действием водно-щелочного р-рителя удаляется с экспониров. участков пов-сти вместе со смолой:

Среди негативных F. наиб. распространены композиции на основе циклоолефиновых каучуков с диазидами в качестве сшивающих агентов, а также сенсибилизированные поливиниловый спирт, поливинилциннамат и др. Схема превращения негативного Ф. на основе каучука и диазида представлена р-цией:

Сшитый полимер закрепляется на подложке, а рельефное изображение (маска) образуется в результате вымывания Ф. с неэкспониров. участков.

Для дальнего УФ излучения применяют позитивные Ф. на основе сенсибилизиров. полиметакрилатов и арилсульфоэфи-ров с фенольными смолами, а также негативные Ф. на основе композиций галогенированных полистиролов и диазидов с феноло-формальдегидными и др. смолами. Перспективны Ф., работающие на принципе хим. усиления скрытого изображения; такие Ф. в качестве светочувствит. компонента содержат ониевые соли (напр., Ph₃S⁺X^- и Ph₂I⁺X^-, где X = AsF₆, SbF₆, PF₆, CF₃SO₃), катализирующие темновые р-ции др. компонентов Ф. (напр., эфиров нафтолов, резольных смол).

Позитивные Ф. чувствительны к экспозиции 10-250 мДж/см ², имеют разрешающую способность 0,1-2,0 мкм, контрастность 1,5-5, теплостойкость 120-140 ⁰C; негативные Ф., как правило, более чувствительны, но имеют худшую разрешающую способность.

Для получения защитных покрытий заданной конфигурации помимо Ф. используют материалы, чувствительные к воздействию пучка электронов с энергией 5-50 кэВ (элект-ронорезисты), рентгеновского излучения с 0,2-0,5 нм (рент-генорезисты) или ионов легких элементов (напр., H⁺, Не ⁺, O⁺, Ar⁺) с энергией более 50 кэВ (ионорезисты). В качестве наиб. Вaжныx позитивных электроно-, рентгено- и ионорезистов применяют композиции на основе производных полиметакрилатов (напр., галоген-, циано- и амидозамещенных), поли-алкиленкетонов и полиолефинсульфонов, в качестве негативных - гомо- и сополимеры производных метакрилата, бутадиена, изопрена, стирола, кремнийорг. соед. и др.

Лит.: Валиев К. А., Раков А. А., Физические основы субмикронной литографии в микроэлектронике, M., 1984; Светочувствительные полимерные материалы, под ред. А. В. Ельцова, Л., 1985. Г. К. Селиванов.

фоторези́сты

органические материалы, чувствительные к оптическому излучению видимой и УФ-области. Наиболее широко используются в микроэлектронике при создании интегральных схем и других устройств по методу планарной технологии.

* * *

ФОТОРЕЗИ́СТЫ, органические материалы, чувствительные к оптическому излучению видимой и ультрафиолетовой области. Наиболее широко используются в микроэлектронике при создании искусственных спутников, запоминающих устройств и др. по методу планарной технологии для формирования заданного рельефного рисунка на поверхности полупроводника или диэлектрической основы перед ее легированием.

органич. материалы, чувствительные к оптич. излучению видимой и УФ области. наиб. широко используются в микроэлектронике при создании интегральных схем и др. устройств по методу планарной технологии.