Электронорезист

(71) Иркутский и кой химии СО АН (53) 621,396,64- (56) 1 Авторско 9 668281, кл. Н(57) Применение снлатранов в качест ве электронорезиста при сухой электронолитографии.Изобретение относится к электрон-ной технике и может быть использовано в производстве интегральныхсхем,Известно использование в качестве электронорезистов в методе сухой электронолитографии кремнийорганических соединений - влигоорганилсилсесквиоксанов. Метод сухойэлектронолитографии сводится к следующему: на подложку наносят с помощью вакуумного термического испарения чувствительный слой (органилсилсесквиоксан), облучают слойэлектронным лучом, удаляют необлученные участки слоя реиспарением 15в вакууме Г 11.,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. 25Цель 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 вакуумной электронолитографии используют силатраны с общей формулой НН ( 2 2Н, где Н = СНз; С Н, ОС Н , СЕСН 2, СН= СН-, СН СНГСН ) НС=С) С 6 Н у и др т 40Силатраны являются широко доступными веществами, однако до настоящего времени не было известно их применение в качестве электроночувствительных материалов. Они по лучаются с высокими выходами (90- 100) 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 условиях промышленного производства.Силатраны сублимируются в вакууме без разложения при умеренных температурах. Установлено, что эти вещества обладают способностью поли меризоваться под действием электрон-ного облучения. При этом чувствительность к действию электронного облучения определяется характером оРганического заместителя у 65 атома кремния (В) и понижается в ряду НСвС СН=СН-СН, СН=СН,С(СН-, СНЗ, ОСН , С Н.от 510 до 10 Кл/см . Обнаруженные свойства силатранов позволяют испольэовать их в качестве негативного электронорезиста в сухих способах электронолитографии.Применение в качестве электронорезиста сйпатранов позволяет осуществить следующий процесс сухой электронолитографии. На предварительно очищенную стандартным методом полупроводниковую, диэлектрическую или металлическую подложку напыляют в вакууме йри давлениях 10- 10мм рт.ст. слой силатрана при 140-170 С в зависимости от состава исходного материала. Полученные сплошные пленки толщиной 0,2- 0,3 мкм экспонируют в пучке электронов с использованием стандартного оборудования (Юео 1 - 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 под" ложку с пленкой выдерживают в том ;же вакууме в течение 10-15 минопри 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 - олигоорганилсесквиоксановП р и м е р 1. Навеску 1 г мет тилсилатрана помещают в испаритель и испаряют на кремниевые подложки диаметром 60 мм, обработанные стандартным способом, при давлении 10мм 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 геок200, ЭЛЛМС, Оптимальная доза облучения составляет 10Кл/см.1078399 Составитель А. ЯкименкоТехред Т.Дубинчак Корректор П. МускаРедактор Н. Макаревич Заказ 960/41 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий,113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5филиал ППП.ППатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Полученное изображение проявляется вакуумным термическим реиспарением при давлении 10мм рт.ст.,температуре 120 С. Время полногопроявления 14 мин. В результате напленке получено изображение с минимальным размером элементов3,5 мкм,П р и м е р 2. Аналогично,1 гклорметилсилатрана. Испарение наподложку происходит при 160 С. Толщина пленки 0,3 мкм. Оптимальная доза облучения 10- Кл/см. Реиспарение при 140 С. Время полного проявления 12 мин.П р н м е р 3, Аналогично,1 гэтилсилатрана, Испарение на .подложку происходит при 140 С. Толщинапленки 0,2 мкм. Оптимальная дозаоблучения 10 Кл/см . Реиспарениепри 110 С. Время полного проявлеония 15 мин.П р и м е р 4. Аналогично,1 гэтоксисилатрана. Испарение на подложку происходит при 170 С. Толщина пленки 0,2 мкм. Оптимальная доза облучения 5 10Кл/см 2. Реиспарение при 140 С. Время полного проявления 10 мин.П р и м е р 5. Аналогично, 1 гвинилсилатрана. Испарение на подложку происходит при 150 С. Толщинапленки 0,3 мкм, Оптимальная дозаоблучения 10 6 Кл/см. Реиспарениепри 120 С. Время полного проявлеония 12 мин. П р и м е р 6. Аналогично, 1 галлилсилатрана. 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 прооявления 10 мин.П р и м е р 7. Аналогично, 1 гэтинилсилатрана. Испарение на подложку происходит при 150 С. Толщи 1 О 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 следующимипреимуществами перед полиметилмет акрилатом:более высокой чувствительностью,по сравнению с жидкостными резистами, к действию электронного облучения. Это позволяет сократить в10-15 раз время облучения и машинное время дорогостоящего оборудованиявсе стадии литографии проводятся ввакууме без использования Органических.растворителей.