STABILIZING PROCESSING OF NEGATIVE PHOTORESIST FILMS OF THE AZ nLOF20XX SERIES ON SILICON

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Films of negative photoresists (PR) AZ nLOF2020 and AZ nLOF2070 with a thickness of ~ 6.0 microns deposited on the surface of silicon wafers by centrifugation have been studied using microindentation and IR Fourier spectroscopy methods. It is shown that after irradiation with light with λ = 404 nm for 106 s and subsequent drying at 115 °C for a duration of 60 s, a shift to the high-energy region of interference bands maxima is observed in the reflective- absorption spectra of photoresistive films. It is caused by a decrease in the thickness of the FR film due to evaporation of the solvent during the drying process. These processes occur more intensively in AZ nLOF2020 films, in which the interference bands shift was ~ 9%, while in AZ nLOF2070 films it did not reach 1%. It is shown that the absorption bands with maxima at 1070 and 1100 cm−1, due to asymmetric and symmetrical valence vibrations of C-O-C bonds in aliphatic esters, and at 2940 cm−1, due to asymmetric valence vibrations of CH3 bonds, are associated with a solvent. It was found that the microhardness of the AZ nLOF20XX series films increases after stabilizing drying, which is due to the crosslinking of phenol-formaldehyde resin molecules – the basis of the photoresist. The resulting experimental data is explained taking into account the ordering of the structure of the photoresistive film near the PR/silicon interface due to the orientation of the molecules and the presence of AZ nLOF2020 films with a higher concentration of residual solvent.

About the authors

V. S. Prosolovich

Belarusian State University; Research Institute for Physical Chemical Problems of the Belarusian State University

Email: prosolovich@bsu.by
Minsk, Belarus; Minsk, Belarus

D. I. Brinkevich

Belarusian State University

Minsk, Belarus

E. V. Grinyuk

Belarusian State University; Research Institute for Physical Chemical Problems of the Belarusian State University

Minsk, Belarus; Minsk, Belarus

Yu. N. Yankouski

Belarusian State University

Minsk, Belarus

O. A. Zubova

JSC "INTEGRAL" – "INTEGRAL" Holding Managing Company

Minsk, Belarus

S. D. Brinkevich

LLC "My Medical Center – High Technologies"

Vsevolozhsk, Russia

S. A. Vabishchevich

Euphrosyne Polotskaya State University of Polotsk

Novopolotsk, Belarus

References

  1. Лапшинов Б.А. Технология литографических процессов. Учебное пособие. М., 2011. 95 с.
  2. AZ nLOF 20xx negative resist // www.microchemicals.com/products/photoresists
  3. Бринкевич Д.И., Гринюк Е.В., Просолович В.С., Колос В.В., Зубова О.А., Бринкевич С.Д., Вабищевич С.А. Пленки фоторезистов серии AZ nLOF на монокристаллическом кремнии // Микроэлектроника. 2025. Т. 54, № 1. С. 55–63. doi: 10.31857/S0544126925010068
  4. Бринкевич Д.И., Гринюк Е.В., Просолович В.С., Бринкевич С.Д., Колос В.В., Зубова О.А. Отражательно-абсорбционная ИК Фурье-спектроскопия фоторезистивных пленок на кремнии // Приборы и методы измерений. 2025. Т. 16, № 1. С. 242–250. doi: 10.21122/2220-9506-2025-16-1-242-250
  5. Проценко С.В., Воропай Е.С., Белкин В.Г. Определение возможности измерения следовых концентраций воды в обезвоженном осадке сточных вод по спектрам диффузионного отражения в инфракрасной области // Журнал прикладной спектроскопии. 2017. Т. 84, № 6. С. 1009–1012.
  6. Бринкевич Д.И., Просолович В.С., Колос В.В., Зубова О.А., Вабищевич С.А. Инфракрасная Фурьеспектроскопия диффузного отражения пленок негативных фоторезистов серии AZ nLOF на монокристаллическом кремнии // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия С. Фундаментальные науки. Физика. 2024. № 2(43). C. 34–40. doi: 10.52928/2070-1624-2024-43-2-34-40
  7. Бринкевич С.Д., Гринюк Е.В., Бринкевич Д.И., Просолович В.С. Модификация пленок диазохинонноволачного фоторезиста за областью внедрения ионов В+ // Химия высоких энергий. 2020. T. 54, № 5. С. 377–386. doi: 10.31857/S0023119320050046
  8. Vabishchevich S.A., Vabishchevich N.V., Brinkevich D.I. Microhardness of silicon sheets, subjected to gettering treatment // J. Advansed Materials. 2005. V. 12, № 2. P. 125–128.
  9. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы. М.: МГУ, 2012. 55 с.
  10. Бринкевич Д.И., Гринюк Е.В., Бринкевич С.Д., Просолович В.С., Колос В.В., Зубова О.А., Ластовский С.Б. Инфракрасная Фурье-спектроскопия структур фоторезист/кремний, используемых для обратной литографии // Журнал прикладной спектроскопии. 2023. T. 90, № 6. С. 863–869.
  11. Poljansek I., Sebenik U., Krajnc M. Characterization of Phenol–Urea–Formaldehyde Resin by Inline FTIR Spectroscopy // Journal of Applied Polymer Science. 2006.V. 99, N5. 2016–2028. doi: 10.1002/app.22161
  12. Бринкевич Д.И., Просолович В.С., Янковский Ю.Н. Модификация пленок диазохинонноволачного фоторезиста имплантацией ионов бора // Журнал Белорусского государственного университета. 2020. № 2. С. 62–69. doi: 10.33581/2520-2243-2020-2-62-69
  13. Garcia I.T.S., Zawislak F.C., Samios D. The effects of nuclear and electronic stopping powers on ion irradiated novolac-diazoquinone films // Applied Surface Science. 2004. V. 228, N1–4. P. 63–76. doi: 10.1016/j.apsusc.2003.12.027
  14. Бринкевич Д.И., Бринкевич С.Д., Петлицкий А.Н., Просолович В.С. Трансформация спектров нарушенного полного внутреннего отражения в процессе сушки диазохинон-новолачного фоторезиста // Микроэлектроника. 2021. Т. 50, № 4. С. 274–280. doi: 10.31857/S0544126921040037
  15. Шугуров А.Р., Панин А.В., Осколков А.Р. Особенности определения механических характеристик тонких пленок методом // Физика твердого тела. 2008. Т. 50, № 6. С. 1007–1012.
  16. Власов С.В., Кулизнев В.Н. Ориентированное состояние полимеров. М.: «Знание», 1987. 48 с.
  17. Бринкевич С.Д., Гринюк Е.В., Свердлов Р.Л., Бринкевич Д.И., Просолович В.С., Петлицкий А.Н. Механизм адгезионного взаимодействия пленок диазохинон-новолачного фоторезиста с монокристаллическим кремнием // Журнал прикладной спектроскопии. 2020. T. 87, № 4. С. 589–594.
  18. Александров О.В., Дусь А.И. Эффект ориентации поверхности кремния в модели объемного термического окисления // Физика и техника полупроводников. 2009. Т. 43, № 10. С. 1413–1418.
  19. Zhang X.G. Electrochemistry of Silicon and Its Oxide. N.Y.: Kluwer Acad. – Plenum Publ., 2001. 510 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).