Рентгенорезисты
Существует симбатность между чувствительностью резистов при электронной и рентгеновской литографии (рис. VII. 27). Рентгеновские спектры поглощения могут быть рассчитаны из табличных значений атомных коэффициентов поглощения и эмпирическим
методом определена плотность полимеров по отношению к этому излучению [132]. Различия в способах переноса энергии между электронным и рентгеновским излучением привели, однако, к получению специальных резистов, предназначенных прежде всего для рентгеновской литографии [пат. ФРГ 2520147]. К таким полимерам в первую очередь относятся сополимеры метилметакрилата с метакриловой кислотой, нейтрализованные подходящим основанием, а в некоторых случаях — сополимеры метилметакрилата с солями метакриловой кислоты, полученные прямой сополимериза - цией [133].
6 70 |
В большинстве случаев резисты, созданные для электронной литографии, не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к резистам для рентгеновской литографии. В 1977 г. Тейлор описал [пат. США 4061829] хлор- и бромсодержащие полимерные негативные ре - ю4L
зисты для рентгеновской литографии. %
Резисты такого типа проявляют хоро - чЗ/03-
So
с^!02 |
4о
Jo
2о /о |
TOC o "1-5" h z Рис. VII. 27. Чувствительность резистов к электронно - му (20 кВ) и рентгеновскому излучению: > 10
/ — ЭПБ; 2 — сополимер глицидилметакрилата с этил - ^
акрилатом; 3 — полиглицидилметакрилат; 4 — поли-
1-бутен-сульфон; 5 — поли-2,2,3,3-тетрафторпропилмет - JЮ~^ ' КГ^ ' Ю"4
акрилат (FBM-D), 6 — сополимер метилметакрилата - п и / 2~
с метакриловой кислотой; 7 — ПММА. пЛ/СМ
шую чувствительность к рентгеновскому излучению, так как атомы галогенов имеют большую атомную массу и высокий коэффициент поглощения рентгеновских лучей.
В группе полихлоралкилакрилатов лучшую чувствительность показал ПДХПА. Однако он имеет низкую адгезию, недостаточную для использования в литографии. Улучшить адгезию и разрешение удалось, в частности, при смешении ПДХА с резистом СОР, при содержании последнего 1—20% (масс.) [пат. США 4225664]. Для улучшения совместимости обоих компонентов ДХПА готовят в виде сополимера с малым содержанием [ниже 2 % (масс.)] глицидилметакрилата или глицидилакрилата. Рентгеновское поглощение атомов хлора лежит вблизи 0,44 нм, что соответствует излучению линии La палладия — 0,437 нм, в большинстве случаев используемой в экспозиционных устройствах [пат. США 4061829, 3892973]. Чувствительность этого резиста 8-10-3 Дж/см2. Стойкость к плазменному травлению (C2F6: CHF3 = 60 :40) относительно хорошая (27 нм/мин). Известны и другие композиции на основе ПДХПА. Наибольший интерес представляют смеси ПДХПА с сополимерами глицидилметакрилата с этилакрилатом, аллилметакрилата с гид - роксиэтилметакрилатом. Подробно изучена в качестве рентгеноре - зиста смесь 92,5% ПДХПА и 7,5% бис(акрилоилксибутилтетра - метилдисилоксана) [134], который проявляется плазмой. Выявлено существенное влияние термического доотверждения слоя резиста на разрешение и чувствительность. Описаны [европ. пат. 0016679, франц пат. 2461967] тройные сополимеры 2-фтор-, 2-хлор - и
2-бромметилметакрилатов или сополимеры двух из приведенных мономеров, а также тройные сополимеры этил-1-(а-галоген) метакрилата (где галоген —F, С1 или Вг), являющиеся хорошими рентгенорезистами.
Чувствительность ПММА к рентгеновскому излучению может быть увеличена по крайней мере на 3 порядка — до 10~3 Дж/см2, если проводить полимеризацию на подложке. Например, слой ПММА облучают малой дозой, вводят в контакт с парами мономера (акриловой кислоты) и получают после проявления хорошо разрешенный негативный рельеф, образованный новым сополимером. Аналогичный прием возможен и для электронной литографии [135].
В качестве отличного рентгенорезиста описан [пат. США 4330671] сополимер S02 с азиридином, чувствительность которого к электронному излучению 10~б Кл/см2.
Полихлорметилстирол с Mw = 3-105, применяемый в качестве негативного резиста, позволяет достичь высокого разрешения из-за малого рассеяния электронов, а также равномерного распределения поглощенной энергии по глубине. Его термостойкость и стойкость к сухому травлению на уровне соответствующих характеристик позитивных новолачных фоторезистов AZ. Постэкспозиционное фотоотверждение резко уменьшает уход размеров рельефа вплоть до 300 °С. Свойства резиста сопоставимы со свойствами хлормети - лированного полистирола [136].
Для усовершенствованной рентгеновской литографии описано применение высокочувствительных новолачных резистов с использованием тех же средств проявления, что и для оптической и электроннолучевой литографии [137].