3H, 1ОH-2-Оксо- 4-тиазолино [4,5-b] [1,5]-бензодиазепин в качестве маскирующего материала для микролитографии

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ54 зн, 1 ОН-2-ОКСО-А 4-ТИАЗОЛИНО из-ь 1,5 БЕНЗОДИАЗЕПИНВ КАЧЕСТВЕ МАСКИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА для МИКРОЛИТОГРАФИИ(71) Заявитель Институт физико-органической химии АН БССР (ВУЗ,Институт физико-органической химии и углехимии АН УССР (ПА)(73) Патентообладатель Институт физикоюрганической химии АН Беларуси (ВТ),Институт физико-органической химии и углехимии АН Украины (ПА)в качестве маскирующего материала для микролитографии.2. Авторское свидетельство СССР 610375,мки сто 243/12.3. Авторское свидетельство СССР 611421,МКИ С 07 В 243/12.8. Авторское свидетельство СССР 1492690. МКИ ООЗС 1/72, 1989.9. Авторское свидетельство СССР 569573. МКИ С 07 В 243/16, 1977.10. Кочканян Р.0., Спицын Н.В., Баранов С.Н. Синтез и особенности строения бетаинальдегидов с полиядерными гетероароматическими катионами. // Химия гетероцикл. соедин. - 1983. Не 4. (1505.которое может быть использовано в качестве маскирующего материала в микролитографии.Многочисленные производные бензодиазепинов 1-7,9,10 находят применение в качестве лекарственных препаратов широкого спектра действия или исходных соединений для их получения. В частности, структурные аналоги 1,5 бензодиазепина, отличающегося от заявленного соединения заместителями,проявляют антидиабетическую 1, анальгетическую 2,3 гипотоническую и сосудорасширяющую 4 активность, используются как антигипертснзивные 5, противоэпилептические 6 и противоязвенные 7 препараты. Однако их применение в качестве маскирующих покрытий для процессов микролитографин в литературе не описано.Известно 8 использование в качестве термонапыляемого материала для вакуумной фотолитографии 8-арил-7,8-дпгг 1 дро-9 Н-бензо Е ин дено 21-схгшолин-9-онов (прототип), маски из которых позволяют достигать селективности 3,5-4,2 в процессе плазмохимического травления (ПХТ) монокристаллического кремния гексафторидом серы.В процессе испарения известною маскирующего материала для микролитографии образуется уголъный остаток до 8, что является недостатком.Задачей изобретения является синтез новою производного Ъд-бензодиазетщна, обладающего иными свойствами, чем известные структурные аналоги.Поставленная задача достигается синтезом производного ЪЗ-бензодиазепина, аименно ЗН,10 Н-2-оксо-А 4-тиазолино 4,5 Ь 1,5-бензодиазепина формулы 1. Нижеследующий пример иллюстрирует получение нового соединения.В круглодонную трехгорлую колбу на 0,25 л, снабженную мешалкой и обратным холодильником, помещают 2,78 г (10 ммоль)хинолииийщъхлор-Б-формилтиазол-2-олята в 100 мл этанола и 1,65 г (15 ммоль) о-фенилендиамина. Смесь доводят до кипения и кипятят в течение 15-20 мин. Выпавший обильный осадок отфильтровывают, промывают 225 мл диэтиловым эфиром, кристаллизуют из ледяной уксусной кислоты,промывают метанолом, сушат при 70 С. Вы ход 2,06 г (95 ). Соединение 1 представляетПри термическом вакуумном испарении соединения 1 образуются глянцевые пленки с хорошей адгезией к полупроводниковым, стеклянным, полимерным и металлическим подложкам. Толщина пленки зависит от величины испаряемой навески, расстояния от испарителя до подложки и некоторых других факторов.Под действием излучения с длиной волны 266 и 337 нм и плотностью 104-105 Вт/см 2 происходит локальное удаление пленок с подложек. В результате формируется рельефный рисунок (маска). Минимальный размер элементов рисунка, полученного с помощью лазерной вакуумной проекционной литографииИзобретение штлюстрируется примерами на испытание литографических характеристик соединения 1.Навеску 0,062 г 3 Н,10 Н-2-оксо-А 4-тиазолино 4,5-Ь 1,5 Ъбеизодиазегшна (соединение 1) помещают в испаритель закрытого типа из молибден- никелевой фольги толщиной 0,10 мм,объем которого 251010 ммз . Кремниевую подложку КДБ-0,3 (кремний дырочной проводимости, легированный бором, с удельным сопротивлением 0,3 Ом-см) диаметром 100 мм толщиной 4601 10 мкм закрепляют на верхнем срезе стакана-цилиндра высотой 120 мм(по центру нижнего среза размещается испаритель). Камеру ВУП-4 вакуумируют до 2,4 105 Торр, температуру испарителя доводят до 26010 С, открывают заслонку и в течение 6 мин напыляют пленку. Навеска испаряется полностью, остатка нет.На подложке образуется зеркальная пленка толщиной 1,19 мкм темно-зеленого цвета с хорошей адгезией к кремниевой подложке. Толщину пленки измеряют на микроинтерферометре МИИ-4, микродефектность анализируют на телевизионном микроскопе дляна 1 см 2 приходится не более 0,8 дефектов с размерами, превышающими 0,5 мкм. Рассчитанная скорость роста пленки 980 А/ мин.подложку с пленкой соединения 1 помещают в макет установки для лазерной вакуумной проекционной литографии (ЛВПЛ). При остаточном давлении в камере 0,1 Торр обрабатывают участок пленки размером 313 мм 2 сканирующим лучом лазера ЛТИ-70 З длина волны излучения 266 нм, средняя мощность 120 мВт, длительность импульса 100 нс, частота следования импульсов 9 кГц, проекционный масштаб 110, пропускание оптической системы 20. Под действием лазерного луча происходит локальное удаление пленки с кремниевой подложки и формируется рельефный рисунок. Удельная энергия удаления пленки с подложки (Е), рассчитанная по формуле Е 1 тпРгде к - коэффициент пропускания оптической системы (0,2) 1 - время сканирования одного чипа (1,5 с) п - число проходов лаверного луча (3) Р - средняя мощность лазерною излучения (120 мВт) 5 - площадь одною чипа (9 106 мкм 2) 11 - толщина пленки (1,19 шщ), равна 1108 Дж/шсмз.Полученная с помощью копированной миры маска содержит элементы с минимальным размером 0,6 мкм.Отличается от примера 1 тем, что испаряют 0,0582 г соединения 1, а пленку формируют на подложке КЦБ-ОЗ, содержащей поверхностный слой (0,29 мкм) диоксида кремнияПоскольку в прототипе 8 не приводятся данные по величине образующегося остатка,то выполнен настоящий пример, Испаряют 0,0580 г З-(З-бромфенил)-7,8-дигидро-9 Нбензоиндено 2,1-с хинолин-9 она (прототип)при 2 ЗОШ 1 ОС и давлении 2,4105 Торр в течение 10 мин. Получают пленку толщиной 1,08 мкм. Угольный остаток в лодочке 0,004 б г или 7,9 А.подложки КДБ-0,3 с масками из соединения 1 помещают в установку ОЗ-ПХО-ЮОТ-ООЗ и обрабатывают в течение 6 мин в плазме гексафторида серы при условиях остаточное давление в камере 0,01 Торр, ускоряющее напряжение плазмы 200 В, мощность 0,6 кВт,скорость расходования 175 9 л/ ч. В этих условиях монокристаллический кремний травится со скоростью 1300 А/мии, скорость травления маски 133 ь/ мин. Рассчитанное значение селективности равно 6,6.подложку КДБ-0,3 с поверхностным слоем диоксида кремния, на котором сформирована маска из соединения 1, помещают в установку 08-ПХ 0-100 Т-004 и в течение 3 мин травят в плазме СзРв при условиях ускоряющее напряжение 200 В, ВЧ-мощности 1,2 кВт, остаточное давление 1 Торр, скорость расходования хладона 10 л/ ч. В этих условиях диоксид кремния травится на глубину 0,29 мкм, а маска на глубину 0,05 мкм. Рассчитанное значение скорости травления соединения 1 равно 167 А/ мин, что соответствует селективности 5,8.подложки с масками из соединегшя 1 после плазмохимической обработки загружают в камеру для удаления резистов 08-ПХ 010 ОТ-001 и травят в течение 5 ьшн кислородной плазмой при давлении 2,5-30 Торр, ВЧ-мощности плазмы 800 Вт и скорости подачи кислорода 18 л/ ч. Маски удаляются полностью.На основании данных сводных табл. 1 и 2 можно сделать заключение, что фотолитографичесше маски из нового соединения (3 Н,10 Н-2окоо-А 4-тиазодшно 4,5-Ь 3 1,5 Ъбензодиазешжхна) обеспечивают в процессе плазмохимического травления кремния селективность 10, что в 2,4 раза выше селективности масок из известною аналога по действию (прототип 8).Условия формирования и характеристики пленок из ЗН, ЮН-Ъоксо-У-тиазолгшо 45 Ь 1,5 ЪбензодиааепинаГосударственное патентное ведомство Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.Навеска Темпера- Осгаток Толщина Скорость единения меров ложек вещества, тура ис- после ис- пленки,г дарителя парения, мкм 1110 С