Способ контроля качества позитивных фоторезистов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН П 9) 26 21 312; ЬОн т СССРОТКРЫТИЙ ОСУДАЕСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ОПИСАН РЕТЕН ЕТЕПЬСТВ АВТОРСКОМ) СПОСО НЫХ ФОТО делении мя отсла е по ее иста, на де % - крит врем теле ки ф Ь- врем облуч та, КОНТРОЛЯ ЕЗИСТОВ, о еличины, х вания в пр начению ка есенного н АЧЕС нова ракт явит еств подл ВАный.ризуюле,жки,2. А5804 (прото (54) (5 ПОЗИТИВ на опре щей вре и оценк фоторез свидетельство ССС 01 Й 19/04, 197 отлича с целью расш ния, одну из фоторезистом товым излуче превышающей обе подложки ке и дополни тенсивйостью чество оцени щ и й с я тем, .что, рения области применеподложек с нанесенным облучают ультрафиолеием с интенсивностью, птимальную, после чего подвергают термообработельному облучению с инниже оптимальной,а каают по величинеВ =Иерий качества,"я отслаивания в прояви- дважды облученной пленоторезися отслаиенной п та,вания однократно ,ленки фоторезисИзобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано впроизводстве полупроводниковых приборов на операциях фотолитографии.Известен метод спектрофотолитографического определения качества светочувствительных материалов, который сводится к дополнительной полнойили частичной засветке, измерениюоптической плотности полос поглощения характерных функциональных групп 10и оценке значений оптических плотностей. Оптическая плотность пропорциональна концентрации светочувствительных молекул и, периодически ихизмеряя, можно судить о доле оаэложен 15ных светочувствительных групп ЦНедостаток указанного способа заключается в том, что он связывает качество фотореэиста только с егосветочувствительностью. Практикой 20установлено, что партии фоторезиста с высокой светочувствительностью. могут обладать неудовлетворительнойадгезией к материалу подложки инизкой контрастностью, определяемойкак отношение щелочестойкости необлученной пленки и щелочестойкости облученной.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является способ контроля качества фоторезиста по З 0оценке стойкости к воздействию агрессивных факторов, заключающийся вопределении величины, пропорциональной времени отслаивания пленки фоторезиста в используемом травителе или 35проявителе 21,Для позитивных реэистов, в частности, указывается устойчивость к воздействию проявителя, которая должнабыть на порядок выше времени проявле ния. Указанный способ не дает возможности оценить стабильность эксплуатационных свойств фоторезиста во времени, которые выражаются в срокеслужбы фоторезиста при определенных 45условиях хранения и использования.Кроме того,он не позволяет дать оценкусветочувствительности фоторезиста.Цель изобретения - расширение области применения способа.Поставленная цель достигается тем, 50что согласно способу контроля качества позитивных фоторезистов основанному на определении величины, характеризующей время отслаивания впроявителе, и оценке ао ее значению 55качества фотореэиста, нанесенного наподложки, одну из подложек с нанесенным фоторезистом облучают ультрафиолетовым излучением с интенсивностью,превышающей оптимальную, после чего 60.обе подложки подвергают термообработке и дополнительному облучениюс интенсивностью ниже оптимальной,а качество оценивают по величине1=1 Н,65 где % - критерий качества,время отслаивания в проявителе дважды облученнойпленки фотЬрезиста;время отслаивания однократно облученной пленки фоторезиста,Интенсивное облучение одной изподложек в сочетании с термообработкой приводит к полному разрушениюсветочувствительных молекул нафтохинондиаэида (НХДА ) с образованиемсшитых олигомеров в пленке фотореэиста.Дополнительное облучение не изменяет растворимости в щелочных растворах пленки фоторезиста, ранее интенсивно облученной и прошедшей термообработку. Если фоторезист старыйи не пригоден. к работе, то в немв процессе хранения образуются "сшивки" подобные тем, которые образуютсяв фотореэисте, подвергнутом интенсивному облучению и термообработке.Наличие "сшивок" ухудшает растворимость фоторезиста в проявителе. Визуальным признаком старого фоторезиста является темно-коричневая окраска,обусловленная образованием дополнительных Т связей, й- й у сшитыхолигомеров фотореэиста.Старые фоторезисты, подвергаемыетолько дополнительному облучениюс интенсивностью ниже оптимальнойне уменьшат свою щелочестойкость,так как дополнительное облучениене окажет влияния на сшитые олигомеры таких фотореэистовСравнение щелочестойкости старыхфоторезистов, подвергнутых толькодополнительному облучению, с щелочестойкостью таких же фоторезистов,но дважды облученных, определяютвеличину Ь , которая в данном случае меньше 1Если фоторезист свежий и пригодный к работе, то в нем нет сшитыхолигомеров, и под действием толькодополнительного облучения происходитзначительный распад светочувствительных молекул в пленках фоторезиста, что значительно снижает его щелочестойкость. Отношение щелочестойкости новых фотореэистов,подверга-емых только дополнительному облучению (величина ), будет больше 1.Предлагаемый способ дает возможность проконтролировать процессы,протекающие в фоторезистах при хранении, оценить адгеэию по величинещелочестойкости.П р и м е р 1. На поверхностьшести подложек арсенида галлия наносят исследуемый фоторезист реэольно-новолачного типа ФП-РН(срокхранения 1 мес со дня изготовления )с толщиной пленки 0,8 мкм. Сушатпри 1 = 90 С 30 мин.10277.92 Составитель А.Хохлов ТехредМ.Костик Коррек тор.А. Тяско Редактор А.Лежнина Заказ 4751/57 Тираж 703 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Первые три подложки ( 1 серия подложек) облучают УФ-светом с интегральндй интенсивностью 3 360 000 лк с (оптимальная интегральная интенсивность для толщины фотореэиста 0,8 мкм . составляет 560000 лк с ) . Подвергают 5 десятиминутной термообработке в сушильном шкафу при 140 С и дополниотельному облучению УФ-светом с интегральной интенсивностью равной64500 лк с, Следующие три подложки 10 (11 серия подложек) подвергают десятиминутной термообработке при 1 =. 140 С и дополнительному .облучения УФ-светом "с интегральной интенсивностью равной 64500 лк о. Определяют средние значе ния щелочестойкости (по времени отсла. ивания пленок фоторезиста 1 и 11 серий подложек в 1%-ном растворе гидроксида калия:= 39 с, 1;= 21 с. Находят величину, равную отношению средней величины щелочестойкости 20 пленок фоторезиста 1 серии подложек к средней щелочестойкости пленок 11 серии подложек: Ъ = 1,9, Найденная величина больше 1, следовательно исследуемый фоторезист РНпригоден 25работе.П р и м е р 2. На поверхность шести подложек арсенида галлия наносят исследуемый фоторезист реэольноноволачного типа ФР-РН(срок хра нения 28 мес со дня изготовления) с толщиной пленки 0,8 мкм. Сушат при Ь = 90 фС 30 мин. 1 серию подложек облучают УФ-светом с интегральной интенсивностью 3 360 000 лк с. Подвергают десятиминутной термообработке в сушильном шкафу при 140 С и дополнительному облучению УФ-светом с интегральной интенсивностью 64500 лк с.11 серию подложек подвергают.десятиминутной термообработке при 140 С и дополнительному облучению УФ-светом с интегральной интенсивностью равной 64500 лк с. Определяют средние значения щелочестойкости пленок фоторезиста 1 и 11 серий подложек в 1-ном растворе гидроксида калия; =309 с, Ьр = 331 с. Находят величину Ь , равную отношению средней величины щелочестойкости пленок фоторезиста 1 серии подложек к средней щелочестойкости пленок 11 серии подложек: % = 0,9. Найденная величина меньше 1, следовательно иссле-. дуемый фоторезист не пригоден к работе.Таким образом., предлагаемый способ дает возможность проконтролировать процессы, протекающие в фотореэистах при хранении, оценить адгезию фоторезиста к материалу подложки; может служить методом для фвходного" контроля качества партий фоторезистовф .повысить качество проводимых фотографических операций и увеличить процент выхода выпускаемых иэделий.