DD225801A1 - POSITIVE PHOTO RESIST - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Positivfotoresist mit verbesserten Schichtbildungseigenschaften, der sich besonders gut fuer die Anwendung bei der Herstellung von Strukturen fuer mikroelektronische Bauelemente eignet. Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines neuen Positivfotoresists mit verbesserten Beschichtungseigenschaften und dessen Verwendung bei der Herstellung von Strukturen speziell fuer mikroelektronische Bauelemente. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass einem Positivfotoresist, der nach der Belichtung in einem alkalischen Medium entwickelbar ist und aus Naphthochinondiazid (1,2)-derivaten, polymeren Bindemitteln, Loesungsmitteln und weiteren Additives besteht, eine Polysiloxan-Polyether-Copolymerverbindung mit einer Konzentration von 0,0001% bis 1,0%, bezogen auf den Fotoresist, zugesetzt wird.The invention relates to a positive photoresist having improved film-forming properties, which is particularly well-suited for use in the fabrication of microelectronic device structures. The object of the invention is the development of a new positive photoresist with improved coating properties and its use in the production of structures especially for microelectronic devices. According to the invention, this is achieved by forming a positive photoresist which is developable after exposure in an alkaline medium and consists of naphthoquinonediazide (1,2) derivatives, polymeric binders, solvents and other additives, a polysiloxane-polyether copolymer compound having a concentration of 0.0001% to 1.0% based on the photoresist is added.
Description
Berlin, den 24. 4. 1982 251/4598/111Berlin, April 24, 1982 251/4598/111
Erfinderinventor
Dr. Lothar Kuhnert Dr. Lothar Weh Prof. Hartmut Linde Dr. Charlotte Rabe DC Joachim Bernikow DC Wolfgang Baumbach Dr. Jürgen Ritter „Reinhard MüllerDr. Lothar Kuhnert Lothar Weh Prof. Hartmut Linde Charlotte Rabe DC Joachim Bernikow DC Wolfgang Baumbach Jürgen Ritter "Reinhard Müller
PositivfotoresistPositive photoresist
Die Erfindung betrifft einen Positivfotoresist mit verbesserten Schichtbildungseigenschaften, der sich besonders gut für die Anwendung bei der Herstellung von Strukturen für mikroelektronische Bauelemente eignet.The invention relates to a positive photoresist with improved film-forming properties, which is particularly well suited for use in the fabrication of microelectronic device structures.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Lichtempfindliche Schichten, die nach Belichtung eine veränderte Löslichkeit aufweisen, werden zur Herstellung von Strukturen auf Unterlagen verwendet. Das Auftragen der Schichten erfolgt gewöhnlich in der Weise, daß eine Lösung des lichtempfindlichen Materials aufgetragen wird, so-daß nach Trocknung und Entfernung des Lösungsmittels eine Schicht hinterbleibt. Die Lösung des lichtempfindlichen Materials wird als Fotoresist bezeichnet. Werden die belichteten Bildteile durch die Entwicklerflüssigkeit herausgelöst, so spricht man definitions- Characteristic of the known technical solutions Photosensitive layers, which after exposure have a changed solubility, are used for the production of structures on documents. The layers are usually applied in such a way that a solution of the photosensitive material is applied so that a layer remains after drying and removal of the solvent. The solution of the photosensitive material is called a photoresist. If the exposed image parts are dissolved out by the developer liquid, this is called definitional
12JULi982*O2i96412JULi982 * O2i964
gemäß von Positivfotoresist.according to positive photoresist.
Von den verschiedenen Möglichkeiten Positivfotoresists herzustellen, haben sich technisch vor allem Materialien durchgesetzt, die als lichtempfindliche Verbindungen ein Uaphthochinondiazid(1,2)derivat, Bindemittel und Lösungsmittel enthalten. Durch die Einwirkung des Lichts wird das üTaphthochinondiazidderivat in eine Indencarbonsäure umgewandelt, die in alkalischen Medien löslich ist. Nach Belichtung und Entwicklung hinterbleibt damit ein Reliefbild an den unbelichteten Bildteilen, während in den belichteten Bildteilen die Unterlage freigelegt wird. An den ungeschützten Stellen kann eine Bearbeitung der Unterlagematerialien erfolgen. Auf diese Weise können beispielsweise Druckplatten hergestellt werden, wenn die Unterlage aus Aluminium oder Zink besteht. Auf die gleiche fotolithographische Weise erfolgt die Herstellung von Mikrostrukturen für Halbleiterbauelemente, wobei als Unterlagematerialien vor allem Aluminium für Leitungsbahnen, Chrom auf Glas aufgedampft zur Herstellung von Fotomasken und Siliciumdioxid auf Silicium zur Herstellung von Schaltkreisen Verwendung finden. Zur Herstellung von Positivfotoresists für die genannten Anwendungszwecke werden Naphthochinondiazid (1,2)-derivate verschiedener Struktur und unterschiedliche Bindemittel und Lösungsmittel verwendet. So wird nach DE-OS-1 904 764 2,3,4-Trihydroxybenzophenon-tris[naphthochinondiazid(i ,2)-5*"SulfonatJ oder 2,4-Dihydro3:ybenzophenon-bis£naphthochinpnd»2)diazid-5-sulfonatJ eingesetzt. Als Bindemittel werden in der gleichen Schrift alkalilösliche Novolake und/ oder andere Harze verwendet, die Carboxylgruppen enthalten, wie Celluloseacetathydrogenphth alat, Alkydharz oder PoIyvinylhydrogenphthalat. Als Lösungsmittel wird 2-Sthoxyethanol verwendet.From the various possibilities of producing positive photoresists, it is primarily materials that have been used which, as light-sensitive compounds, contain a uaphthoquinonediazide (1,2) derivative, binder and solvent. By the action of the light, the taphthoquinonediazide derivative is converted to an indenecarboxylic acid which is soluble in alkaline media. After exposure and development leaves a relief image of the unexposed image parts, while exposed in the exposed parts of the image the document is exposed. At the unprotected places a processing of the pad materials can take place. In this way, for example, printing plates can be produced if the substrate is made of aluminum or zinc. In the same photolithographic manner, the production of microstructures for semiconductor devices takes place, being used as underlay materials especially aluminum for conduction paths, vapor-deposited chromium on glass for the production of photomasks and silicon dioxide on silicon for the production of circuits. For the preparation of positive photoresists for the applications mentioned naphthoquinonediazide (1,2) derivatives of various structures and different binders and solvents are used. Thus, according to DE-OS-1 904 764, 2,3,4-trihydroxybenzophenone tris [naphthoquinonediazide (i, 2) -5 * "sulfonate J or 2,4-dihydro 3: ybenzophenone to naphthoquinone [2] diazide-5 As binders, alkali-soluble novolaks and / or other resins containing carboxyl groups, such as cellulose acetate hydrogen phthalate, alkyd resin or polyvinyl hydrogen phthalate, are used in the same specification, and 2-sthoxyethanol is used as the solvent.
Bekannt sind weiterhin Positivfotoresists, die nach US-Patent 4 009 003 ein Veresterungsprodukt aus 2,3,4-Trihydroxybenzophenon und Naphthochinone 1,2)-5-sulfonsäure und ein m-Kresol-Formaldehyd-Harz als Bindungsmittel enthalten. Zur Verbesserung der anwendungstechnischen Eigenschaften können Fotoresists weitere Additivs wie Farbstoffe, Substanzen zur Erhöhung der Lichtempfindlichkeit, Plastifizierungsmittel oderAlso known are positive photoresists which according to US Pat. No. 4,009,003 contain an esterification product of 2,3,4-trihydroxybenzophenone and naphthoquinones 1,2) -5-sulfonic acid and an m-cresol-formaldehyde resin as binding agent. To improve the performance properties of photoresists other additives such as dyes, photosensitizers, plasticizers or
Haftvermittler zugesetzt werden« Als Haftvermittler werden oft siliciumorganische Verbindungen wie Vinylchlorsilan,^- Aminopropyltriethoxysilan oder ß-(3,4-Spozycyclohexyl) ethyltrimethoxysilan verwendet.Adhesion promoters may be added. "As adhesion promoters, organosilicon compounds such as vinylchlorosilane, .alpha.-aminopropyltriethoxysilane or .beta .- (3,4-spycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane are often used.
Die Anwendung von Positivfotoresists für die Herstellung'von mikroelektronis.chen Bauelementen erfordert eine besonders hohe Qualität der Beschichtungseigenschaften der Fotoresists. Gründe hierfür sind vor allem:The use of positive photoresists for the production of microelectronic components requires a particularly high quality of the coating properties of the photoresists. Reasons for this are above all:
- Anwendung von Projektionsbelichtungen- Application of projection exposures
- Vergrößerung der Durchmesser der Siliciumscheiben- Increasing the diameter of the silicon wafers
- Verkleinerung der Strukturgeometrien.- Reduction of the structural geometries.
Bei der Verwendung von herkömmlichen Positivfotoresists treten bei der üblichen Zentrifugenbeschichtung für Halbleitermaterialien Beschichtungsfehler, wie z. B. Streifenstrukturen oder Krater auf, womit eine beträchtliche Verminderung der Biidqualität und damit Erhöhung der Ausschußquote einhergeht.When using conventional positive photoresists occur in the conventional centrifuge coating for semiconductor materials coating defects such. As strip structures or craters, which is accompanied by a considerable reduction in Biidqualität and thus increasing the reject rate.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines neuen Positivfotoresists mit verbesserten Beschichtungseigenschaften und dessen Versendung bei der Herstellung von Strukturen speziell für mikroelektronische Bauelemente.The object of the invention is the development of a new positive photoresist with improved coating properties and its delivery in the production of structures especially for microelectronic devices.
Der Erfindung liegt,die Aufgabe zugrunde, die Schichtbildungseigenschaften von Positivfotoresists durch Anwendung von speziellen in organischen Medien wirksamen grenzflächenaktiven Substanzen zu verbessern.It is an object of the present invention to improve the film-forming properties of positive photoresists by using surface-active substances effective in organic media.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß einem Positivfotoresists, der nach der Belichtung in einem alkalischen. Medium entwickelbar sind und aus mindestens einem Naphthochinondiazidd,2)-derivat, polymeren Bindemitteln, Lösungsmitteln und weiteren Additives besteht, eine Polysil-oxan-Polyether-Copolymer-Verbindung mit einer Konzentration von ο,οοοΐ % bis 1,0 %, bezogen auf den Fotoresist, zugesetzt wird.According to the invention, this object is achieved in that a positive photoresist, after exposure in an alkaline. Medium are developable and consists of at least one Naphthochinondiazidd, 2) derivative, polymeric binders, solvents and other additives, a polysiloxane-polyether copolymer compound having a concentration of ο, οοοΐ % to 1.0 %, based on the Photoresist, added.
Das Polysiloxan-Polyether-Copolymeres besitzt hierbei folgende Struktur: r -,The polysiloxane-polyether copolymer has the following structure: r -,
RJ-SiO-[R' -SiOj ffl-LR2-Si0i n-SiH3: und/oderRJ-SiO- [R '-SiOj ffl -L R 2 -SiO i n -SiH 3: and / or
PE RJ-SiO-[RV-SiO] m-JRJ-SipJa-SiRJPE RJ-SiO- [RV-SiO] m -JRJ-SipJ a -SiRJ
2 und/oder 2 and / or
PEPE
' -Si0] m-fR· -SiOj - /It' -Sio] fi-SiRJ'-Si0] m -fR • -SiOj - / It' -Sio] fi -SiRJ
Γι?« Sioi^ 2 I 3Γι? Sioi ^ 2 I 3
1V| Jn PE1V | In PE
fR'-Sio)2I ~ SL fR'-Sio) 2 I ~ SL
ρε 1ρε 1
ffobei: PE = -(CH0)O-(OE)-(OP)n-R" m = 1bis1 2,Vorzugs«.ffo: PE = - (CH 0 ) O- (OE) - (OP) n -R " m = 1 to 1 2, preferred".
^ J p q 2 bis 8^ J pq 2 to 8
OE = -0-CH0-CH9- η = 5bis250,vorzugsw.OE = -O-CH 0 -CH 9 - η = 5 to 250, preferably.
* 10 bis 120* 10 to 120
OP = -0-CH-CH0- p = 4bis5OOP = -O-CH-CH 0 - p = 4 to 50
ί ^ί ^
CH, q = 4bis5OCH, q = 4 to 50
R' = Alkyl-, vorzugsweise MethylR '= alkyl, preferably methyl
Rlf β Acetozy-, Methoxy-, Butoxy-, Cyanethozy-, oder UreatR lf β aceto, methoxy, butoxy, cyanoethocyl, or urea
(-0-C=O-HHR"*) Rf" = Alkyl- oder Arylbedeuten.(-O-C = O-HHR "*) R f " = alkyl or aryl meaning.
Beispiele für derartige erfindungsgemäße einsetzbare Verbindungen sind:Examples of such useful compounds of the invention are:
Verbindung mn ρ q R1 R'' R*'f Compound mn ρ q R 1 R "R * ' f
Dia erfindungsgemäßen Verbindungen zeichnen sich durch gute Verträglichkeit mit den üblicherweise verwendeten Bindemitteln für Positivfotoresists aus und verbessern die Schichtbildung der Fotoresists, indem Streifen- und Kraterbildung bei der Beschichtung vermieden werden. Die Anwendung kann mit allen üblicherweise verwendeten Naphthochinondiazid(1,2)~ derivate, Bindemitteln und Lösungsmitteln erfolgen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch kommerziellen Positivfotoresists zugesetzt werden, die weitere Additivs zur Verbesserung der Haftfestigkeit, der Lichtempfindlichkeit oder Weichmacher enthalten, und damit deren anwendungstechnische Eigenschaften verbessern. Die Anwandung des neuen Fotoresists erfolgt vor allem vorteilhaft bei der Herstellung feinster Strukturgeometrien im m-Bereich wie sie bei Bauelementen der Mikroelektronik auftreten· Die Anwendung schließt alle für diese Zwecke relevanten ünterlagematerialien, wie z. B. Aluminium, Chrom oder Siliciumdioxid verschiedenster Herstellungsweisen ein und kann sowohl bei der Herstellung von Leitungsbahnen auf Halbleitermaterialien als auch bei der Produktion von Schablonen erfolgen. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen führt zu einer Verbesserung der Beschichtungseigenschaften von Fotoresists bei allen bekannten ^ Beschichtungsverfahren wie Spray-, Zentrifugen- oder Tauchbeschichtung.Dia compounds according to the invention are distinguished by good compatibility with the customary binders for positive photoresists and improve the layer formation of the photoresists by avoiding streaking and cratering during the coating. The application can be carried out with all commonly used naphthoquinonediazide (1,2) derivatives, binders and solvents. The compounds according to the invention can also be added to commercial positive photoresists which contain further additives for improving the adhesion, photosensitivity or plasticizer and thus improve their performance properties. The application of the new photoresist is particularly advantageous in the production of finest structural geometries in the m-range as they occur in microelectronics components. The application includes all relevant for these purposes ünterlagematerialien such. As aluminum, chromium or silica of various manufacturing methods and can be done both in the production of conductive paths on semiconductor materials as well as in the production of stencils. The use of the compounds according to the invention leads to an improvement in the coating properties of photoresists in all known coating methods such as spray, centrifuge or dip coating.
Ausführungsbeispiel Beispiel 1:Embodiment Example 1
Es wird ein Positivfotoresist folgender Zusammensetzung hergestellt:A positive photoresist of the following composition is prepared:
10 g 2,4-Dihydroxbenzophenon-bis naphthochinondiazid(1,2)-5-sulfonat10 g of 2,4-dihydroxbenzophenone to naphthoquinonediazide (1,2) -5-sulfonate
22 g Uovolakharz Alnovol22 g of Uovolak resin Alnovol
100 ml Lösungsmittelgemisch aus Ethylglycolacetat und Methylglycol (zweckmäßigerweise in einem Verhältnis von 80 : 20). Nach dem Auflösen der Substanzen wird die Lösung in üblicher Weise filtriert (Lösung 1) und in einer Beschichtungszentrifuge werden-Siliciumscheiben mit einem Durchmesser von 100 mm bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 8000 U/min beschichtet. Der gleichen Stammlösung werden 0,01 % der Verbindungen 1 bis zugesetzt und nach Beschichtung wird die Oberflächengüte der100 ml of solvent mixture of ethyl glycol acetate and methyl glycol (conveniently in a ratio of 80:20). After dissolving the substances, the solution is filtered in a conventional manner (solution 1) and coated in a coating centrifuge silicon wafers with a diameter of 100 mm at a rotational speed of 8000 U / min. 0.01 % of compounds 1 to are added to the same stock solution and, after coating, the surface finish of the
Fotoresistschicht beurteilt.Photoresist layer assessed.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Tabelle 1: BeSchichtungsgüteThe results are summarized in Table 1. Table 1: Coating quality
Beschichtungs- StreifenstrukturenCoating strip structures
ansätζ ausansätζ out
Lösung 1Solution 1
Lösung 1 +0,01 % Verbindung 1 Lösung 1+0,02% " 5Solution 1 + 0.01 % Compound 1 Solution 1 + 0.02% "5
Lösung 1 + 0,02 % " .7Solution 1 + 0.02 % ".7
Poaitivfotoresist AZ 1370 H wird mit den in der Tabelle 2 angegebenen Mengen versetzt und unter gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 verarbeitet und beurteilt.Poaitivfotoresist AZ 1370 H is added to the amounts shown in Table 2 and processed and evaluated under the same conditions as in Example 1.
Tabelle 2; Beschichtungsgüte Table 2; coating quality
Beschichtungsansatz aus StreifenstrukturenCoating approach of strip structures
AZ 1370 H . vorhandenAZ 1370 H. available
" + 0,01 % Verbindung 2 nicht vorhanden"+ 0.01% Compound 2 not available
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24156982A DD225801A1 (en) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | POSITIVE PHOTO RESIST |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24156982A DD225801A1 (en) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | POSITIVE PHOTO RESIST |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD225801A1 true DD225801A1 (en) | 1985-08-07 |
Family
ID=5539922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD24156982A DD225801A1 (en) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | POSITIVE PHOTO RESIST |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD225801A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4865945A (en) * | 1986-08-13 | 1989-09-12 | Sony Corporation | Positive photoresist material with o-quinone diazide and polymer containing silicon atoms |
-
1982
- 1982-07-12 DD DD24156982A patent/DD225801A1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4865945A (en) * | 1986-08-13 | 1989-09-12 | Sony Corporation | Positive photoresist material with o-quinone diazide and polymer containing silicon atoms |
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