close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4564

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4564
(13)
C1
(51)
(12)
7
C 08L 33/12
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ПОЛИМЕРНАЯ ОСНОВА ВЫРАВНИВАЮЩЕГО ФИЛЬТРА
(21) Номер заявки: 970672
(22) 1997.12.04
(46) 2002.06.30
(71) Заявитель: Белорусский
университет (BY)
государственный
(72) Авторы: Булойчик Ж.И.; Возный О.В.; Ковган Т.А.;
Лазарева А.М.; Могильный В.В.; Станкевич А.И.
(BY)
(73) Патентообладатель:
Белорусский
государственный университет (BY)
(56)
SU 1439964 A1, 1988, SU 1806152 A3,1993, GB 2221325 A, 1990, GB 2033596 A, 1980.
BY 4564 C1
(57)
Изобретение относится к амплитудным оптическим фильтрам, которые могут быть использованы в установках проекционного экспонирования фоторезистов. Изобретение решает задачу компенсации пространственно-неоднородной интенсивности проходящего света в фотолитографических процессах. Суть
изобретения состоит в изготовлении рельефного полимерного покрытия, образующего окрашенный комплекс с красителем. Базовая модификация рассчитана на спектральный диапазон 350-440 нм - близка к чувствительности ряда промышленных позитивных резистов. Верхний предел пропускания фильтра ограничен
лишь отражением от подложки, не имеет вуали, контрастность рельефа равна единице.
Изобретение относится к амплитудным оптическим фильтрам, которые могут найти применение в микроэлектронике для компенсации неоднородности освещенности в процессах экспонирования.
Известны фоточувствительные сополимеры метакрилового эфира 9-формилантрацена, позволяющие
формировать на подложках негативные полимерные рельефы, толщина которых пропорциональна освещенности при заданном времени экспонирования [1].
Известен метод получения светового пучка с постоянной интенсивностью в поперечном сечении, заключающийся в том, что на определенном расстоянии от источника света помещают фотографический слой,
экспонируют его, проявляют, а полученный негатив возвращают в положение, при котором производилось
экспонирование [2]. Используемые в известном методе фотографические слои на основе галогенидов серебра имеют после проявления максимальное пропускание, ограничиваемое оптической плотностью вуали (0,06
и более для отечественных фототехнических материалов, таблица) и отражением света на поверхностях фотопластинки (эквивалентная оптическая плотность около 0,04).
Известные галогенсеребряные фотографические материалы обладают высокой чувствительностью в широком спектральном интервале, включающем диапазон длин волн видимого света. Это создает существенные трудности при применении метода, например, на фотолитографической стадии производства элементов
микроэлектроники. Оптическое излучение, которым производится экспонирование, обычно содержит компоненты, не оказывающие активирующего действия на фоторезисты, но способные исказить распределение
оптической плотности пространственного фильтра, изготовленного из галогенсеребряного фотослоя. Ввиду
слабой спектральной селективности пропускания проявленного фотослоя образовавшаяся дополнительная
вуаль чрезмерно слабит активные компоненты светового пучка и не позволит достичь высокой степени равномерности интенсивности в его поперечном сечении.
Поскольку создание с помощью пространственного фильтра равномерной освещенности должно проводиться с наименьшими потерями света, необходимо свести их лишь к потерям на отражение в областях с
минимальной освещенностью. Это возможно достичь с помощью окрашиваемых рельефов проявления негативного типа при условии, что рабочий участок характеристической кривой с контрастностью около 1 будет
начинаться с нулевой оптической плотности.
Задачей настоящего изобретения является разработка окрашенной полимерной основы выравнивающего
фильтра с уменьшенной оптической плотностью вуали. Решение задачи достигается тем, что в качестве фоточувствительного полимерного материала использован сополимер метакрилового эфира оксима 9-
BY 4564 C1
формилантрацена (МЭОФА), метилметакрилата (ММА) и метакриловой кислоты (МАК) при следующем соотношении сомономеров, мол. %: МЭОФА - 2,8-3,2; ММА - 16,4-16,8; МАК - 80,0-80,4.
Кривая спектральной чувствительности предлагаемого сополимера в диапазоне 350-440 нм близка кривой чувствительности ряда промышленных позитивных фоторезистов, что исключает дополнительное вуалирующее действие не поглощаемого позитивными фоторезистами света на полимерную основу
пространственного фильтра на стадии ее экспонирования, т.е. обеспечивает использование данного сополимера в качестве выравнивающего фильтра в процессе экспонирования материалов.
Заявляемый материал иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Смесь 1,72 г (0,006 моля) МЭОФА, 2,76 г (0,032 моля) МАК, 0,20 г (0,002 моля) ММА, 0,117 г динитрила2,2′-азоизомасляной кислоты (ДАК) в 6 мл диоксана помещают в реактор, обезгаживают продувкой чистым
азотом в течение 10-12 мин. Смесь полимеризуют при постоянном перемешивании при температуре 70 °С в
течение 1 ч. Затем реактор охлаждают, сополимер растворяют в 40 мл диоксана, высаждают в 7-8-кратный
избыток диэтилового эфира. Сополимер очищают повторным переосаждением и сушат до постоянного веса.
Выход сополимера 59-60 %. Характеристическая вязкость в диметилформамиде (ДМФА) [η] = 0,37 дл/г,
средневязкостная 80 000. Сополимер содержит 6,5 мол. % МЭОФА, 80,4 мол. % МАК, 13,1 мол. % ММА.
Пример 2.
Готовят смесь 0,87 г (0,003 моля) МЭОФА, 2,06 г (0,024 моля) МАК, 0,30 г (0,003 моля) ММА, 0,081 г
ДАК в 3,5 мл диоксана. Реакцию полимеризации проводят аналогично описанному в примере 1. Время полимеризации 1 ч. Реакционную смесь растворяют в 50 мл диоксана, высаждают и переосаждают в 7-8-кратный
избыток диэтилового эфира. Выход сополимера 62-63 %. Характеристическая вязкость в ДМФА [η] = 0,74,
средневязкостная молекулярная масса 140 000. Сополимер содержит 4,2 мол. % МЭОФА, 80,2 мол. % МАК,
15,6 мол. % ММА.
Пример 3.
Готовят смесь 0,73 г (0,0025 моля) МЭОФА, 3,44 г (0,04 моля) МАК, 0,75 г (0,0075 моля) ММА, 0,134 г
ДАК в 5,5 мл диокасана. Реакцию полимеризации проводят аналогично описанному в примере 1. Время полимеризации 1 ч. Реакционную смесь растворяют в 60 мл диоксана или в таком же объеме смеси его с метанолом в соотношении 1:3, высаждают и переосаждают в 7-8-кратный избыток диэтилового эфира. Выход
сополимера 68-69 %. Характеристическая вязкость в ДМФА [η] = 0,91, средневязкостная молекулярная масса 180 000. Сополимер содержит 3,0 мол. % МЭОФА, 80,2 мол. % МАК, 16,8 мол. % ММА.
Пример 4.
Для изготовления предлагаемого светофильтра готовят пленки, растворяя 1,5 г сополимера из примера 1
в 8,5 мл ДМФА. Слой наносят на стеклянную подложку методом центрифугирования, сушат при 20 °С в вакууме при давлении 1 мм рт.ст. в течение 20 мин, при скорости центрифугирования 2000-2500 об/мин. Получают пленки толщиной 1,0-1,3 мкм. Затем слои облучают необходимое время со стороны подложки светом
лампы ДРШ-350, например, через интерференционный светофильтр λ = 405 нм. Плотность мощности светового потока, измеренная с помощью ИМО-2М, составляет 9,1 · 10-5 Вт/см2. Проявление осуществляют методом окунания пластинки на 40-50 с в проявитель, состоящий из смеси этилового спирта и ДМФА (объемное
соотношение 4:1). Далее при изготовлении окрашенного пленочного светофильтра для λ = 405 нм слой негативного фоторезиста окрашивают. Для этого пленки фоторезиста помещают на 5-7 минут в 2,5 %-ный раствор пропионата никеля в метаноле, промывают метанолом, затем погружают их на 2-3 мин в 0,25 %-ный
раствор азометинового красителя (АМК) в метаноле, промывают метанолом и высушивают центрифугированием. Остаток светочувствительных групп МЭОФА удаляют облучением фильтра светом лампы ДРШ-350
в течение 1 ч. Изменяя на спектрофотометре SPECORD М40 оптическую плотность экспонированных и окрашенных полей для λ = 405 нм, строят характеристическую кривую в координатах D-lnH и определяют светочувствительность при значении D = 0,20 и контрастность на участке от D = 0,00 до D = 0,30.
Краситель АМК общей формулы
CH
N
OH
HO
получают конденсацией салицилового альдегида с о-аминофенолом.
Пример 5.
Готовят пленки, растворяя 1,1 г сополимера из примера 2 в 8,9 мл ДМФА. Экспонирование, проявление и
окрашивание проводят аналогично описанному в примере 4.
Пример 6.
Готовят пленки, растворяя 0,8 г сополимера из примера 3 в 9,2 мл ДМФА. Экспонирование, окрашивание
и обработку результатов проводят аналогично описанному в примере 4.
Полученные данные приведены в таблице.
2
BY 4564 C1
Таблица
№№
п/п
1
2
3
4
5
6
Материал*
Микрат 200
Микрат 300
Микрат 900
Фильтр из
примера 4
Фильтр из
примера 5
Фильтр из
примера 6
Область спектральной чувствительности, нм
250-565
270-665
420-650
Светочувствительность,
см2/Дж
9,6 · 106
1,4 · 107
1,4 · 105
Оптическая
плотность
вуали
0,12
0,06
0,06
Контрастность начального участка характеристической кривой
не линеен
не линеен
-
350-440
2,4 · 103
0,00
0,9
350-440
1,6 · 103
0,00
0,7
350-440
6,7 · 102
0,00
1,0
*- данные по фотоматериалам Микрат 200 и Микрат 300 взяты из [3], Микрат 900 из [4]. Микрат 900 аналог Кодак 649GH согласно [5].
Из результатов, приведенных в таблице, видно, что заявляемый сополимер позволяет изготовить выравнивающий светофильтр для λ = 405 нм с верхним пределом пропускания, ограниченным лишь отражением
подложки, без вуали и требуемой единичной контрастностью. Такой фильтр создает светопотери в 2,5-4 раза
меньше, чем фильтр из галогенсеребряного фотоматериала.
Указанные в формуле содержания МЭОФА обеспечивают достаточную светочувствительность и необходимую контрастность выравнивающего фильтра. Образцы сополимеров с содержанием фоточувствительных
групп МЭОФА ниже 3,0 мол. % имеют низкую светочувствительность, не формируют стабильный негативный рельеф и обладают низкой контрастностью.
Область и распределение спектральной чувствительности заявленных сополимеров, близкие к аналогичным характеристикам распространенных позитивных фоторезистов, позволяют при применении в фотолитографических системах экспонирования избежать дополнительного вуалирования компонентами светового
пучка, не поглощаемыми позитивным фоторезистом.
Светофильтры необходимых размеров на основе заявляемого сополимера легко изготовить в условиях
любого фотолитографического производства непосредственно перед применением. Все операции по изготовлению можно проводить при обычном освещении. При широком применении заявляемого сополимера
для изготовления светофильтров существенно уменьшается расход серебра на технические цели.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1439964, МПК С07 С 131/00, G03 С 1/68, 1988.
2. РСТ, W 0 85/00667, МПК G02 В 5/20, 1985.
3. Гороховский Ю.Н., Баранова B.П. Свойства черно-белых фотографических пластинок. - М.: Наука,
1970. - С. 388.
4. Пленка особовысокоразрешающая Микрат 900.-ТУ 6-17-742-75.
5. Иванов А.П., Лойко В.Д. Оптика фотографического слоя. - Мн.: Наука и техника, 1983. - С. 217.
Полимерная основа выравнивающего фильтра, содержащая фоточувствительный сополимер метакрилового эфира оксима 9-формилантрацена и метилметакрилата, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сомономер - метакриловую кислоту при следующем соотношении сомономеров, мол. %:
метакриловая кислота
80,0-80,4
метилметакрилат
16,4-16,8
метакриловый эфир оксима 9-формилантрацена
2,8-3,2.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
158 Кб
Теги
by4564, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа