CC BY
1УДК 541.183 DOI 10.52928/2070-1624-2023-41-2-42-47
ПЛЕНКИ ПОЗИТИВНОГО ДИАЗОХИНОН-НОВОЛАЧНОГО ФОТОРЕЗИСТА ФП9120, ИМПЛАНТИРОВАННЫЕ ИОНАМИ СЕРЕБРА
канд. физ.-мат. наук, доц. С. А. ВАБИЩЕВИЧ, Н. В. ВАБИЩЕВИЧ (Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой);
канд. физ.-мат. наук Д. И. БРИНКЕВИЧ, канд. физ.-мат. наук, доц. В. С. ПРОСОЛОВИЧ (Белорусский государственный университет, Минск)
Методом индентирования исследованы пленки позитивного диазохинон-новолачного фоторезиста ФП9120 толщиной 1,8 мкм, имплантированные ионами Ag+ с энергией 30 кэВ в интервале доз 2,5-1016 -1,01017 см-2 на имплантаторе ИЛУ-3. Установлено, что свежеприготовленная пленка позитивного фоторезиста ФП9120 на кремнии проявляетупругопластичные свойства и после ее индентирования наблюдается упругое восстановление отпечатка. Сформированный при ионной имплантации Ag+ дозами свыше 2,5 1016 см'2 карбонизированный слой подавляет эффект восстановления отпечатка при индентировании. После длительного хранения (более 3 лет) пленка изменяет свои прочностные свойства и ведет себя как твердое (непластичное) тело. Это обусловлено сшиванием молекул фенолформальдегидной смолы, снижающим подвижность молекул в условиях внешнего воздействия. Сплошной алмазоподобный карбонизированный слой, сформированный в области пробега ионов при имплантации ионами Ag+, способствует увеличению значений истинной микротвердости фоторезистивной пленки после длительного хранения.
Ключевые слова: диазохинон-новолачный фоторезист, имплантация, ионы серебра, микроинденти-рование, восстановленная микротвердость.
Введение. Позитивные диазохинон-новолачные фоторезисты (ФР), представляющие собой композит фенолформальдегидной смолы и светочувствительного агента (О-нафтохинондиазида), часто используются в современной микроэлектронике в качестве масок при ионной имплантации [1]. При ионной имплантации фоторезистивных пленок на кремнии радиационно-индуцированные процессы протекают не только в области пробега ионов, но и за его пределами, что приводит к существенным изменениям физико-химических свойств по всей толщине полимерных пленок и у границы раздела фоторезист/кремний [2; 3]. В последнее время был опубликован ряд работ [2; 4-7] по исследованию радиационно-индуцированных процессов в фоторезистивных пленках, имплантированных ионами В+, Р+ и Sb+ на ионно-лучевом ускорителе барабанного типа «Везувий-6». Однако прочностные свойства имплантированных ионами Ag+ пленок позитивных диазохинон-новолачных фоторезистов на пластинах монокристаллического кремния до настоящего времени не исследованы.
Цель настоящей работы - исследование методом микроиндентирования прочностных свойств имплантированных ионами Ag+ на имплантаторе ИЛУ-3 пленок диазохинон-новолачного позитивного фоторезиста марки ФП9120.
Материалы и методы измерений. Пленки позитивного фоторезиста ФП9120 толщиной 1,8 мкм наносились на поверхность пластин кремния марки КДБ-10 с ориентацией (111) методом центрифугирования при скорости вращения 1800 об/мин. Перед формированием пленки фоторезиста кремниевые пластины подвергали стандартному циклу очистки поверхности в органических и неорганических растворителях. После нанесения ФР на рабочую сторону пластины проводилась сушка в течение 50-55 мин при температуре 88 °С. Толщина пленок фоторезиста контролировалась механическим способом на профилометре «Dec-tak», при этом отклонения от среднего значения по пластине не превышали 1 %.
Имплантация ионами Ag+ c энергией 30 кэВ в интервале доз Ф = 2,5 • 1016 -1 • 1017 см-2 в режиме постоянного ионного тока (плотность тока j = 4 мкА/см-2) проводилась при комнатной температуре в остаточном вакууме не хуже 10-5 Па на имплантаторе ИЛУ-3. Во избежание перегрева и деструкции образца в процессе имплантации использовалась кассета, обеспечивающая эффективный сток ионного заряда с поверхности полимера и плотный контакт с металлическим основанием, охлаждаемым водой.
Микроиндентирование проводилось на приборе ПМТ-3 по стандартной методике при комнатной температуре [8; 9]. В качестве индентора использовался алмазный наконечник в форме четырехгранной пирамиды с квадратным основанием и углом при вершине a = 136°. Нагрузка Р на индентор варьировалась в пределах 1-50 г. Длительность нагружения составляла 2 с, выдержка под нагрузкой - 5 с. При каждом измерении на поверхность образца наносилось не менее 50 отпечатков. Для обработки экспериментальных данных использовались стандартные методы математической статистики [3]. Измерения восстановленной микротвердости и фиксация отпечатков индентора выполнялись через 10-20 мин после индентирования.
Погрешность измерений восстановленной микротвердости Н составляла 5 % с доверительной вероятностью 0,95.
Значения истинной микротвердости Н фоторезистивной пленки оценивались при нагрузках 1-2 г, для которых глубина проникновения индентора составляла ~50 % толщины пленки. Этот выбор обусловлен тем, что подложка оказывает существенное влияние на величину микротвердости композиций пленка -подложка [2]. В случае «мягкой» пленки на «твердой» подложке пластическая деформация локализуется в пленке, и микротвердость композиции пленка - подложка существенно возрастает лишь при глубине проникновения индентора, равной либо большей толщины пленки [10]. При нагрузках 1-2 г подложка не оказывает существенного влияния и измеренные значения Н соответствуют истинной микротвердости фоторезистивной пленки [11].
Эксперимент. Характерные микрофотографии отпечатков индентора в имплантированных Л§+ дозой 1-1017 см-2 пленках ФП9120 представлены на рисунке 1. В центре всех отпечатков наблюдается светлое пятно - след от проникновения индентора в кремний. Отметим, что отпечатки микроиндентора в пленках ФР, сформированные непосредственно после имплантации и через 3 года хранения, различаются существенным образом (см. рисунок 1). Форма отпечатков, сделанных сразу после формирования и ионной имплантации, серьезно отличалась от квадратной формы наконечника индентора - боковые грани отпечатка были вогнуты к центру (см. рисунок 1, б). Это свидетельствует о наличии сильных сжимающих напряжений в фо-торезистивной пленке. Область деформации вокруг отпечатка невелика. Она имеет сферическую форму, диаметр которой практически совпадает с диагональю отпечатка. Для малых нагрузок (10 г и менее) становится существенным разброс величин микротвердости, что, вероятнее всего, связано с упругим восстановлением отпечатка. Причем часть отпечатков восстанавливалась полностью. Например, при нагрузке 2 г наблюдалось только 10-15 % отпечатков. Приведенные экспериментальные данные указывают на быструю и существенную релаксацию отпечатка после индентирования и позволяют утверждать, что полимерная пленка проявляет упругопластичные свойства.
а б
Рисунок 1. - Микрофотографии отпечатков индентора в имплантированных Ag+ дозой 1-1017 см-2 пленках ФП9120.
Индентирование сразу после имплантации (б) и после хранения в течении 3 лет (а). Нагрузка 50 г
При индентировании после хранения в течение 3 лет форма отпечатков была близка к квадратной, искажения боковых граней отпечатка были слабо заметны (см. рисунок 1, а). Область деформации вокруг отпечатка была заметно больше диаметра отпечатка. Вокруг отпечатка наблюдались ореолы в виде интерференционных колец (светлые области на рисунке 1, а), обусловленные интерференцией на выдавленном из-под индентора материале. Размеры ореолов возрастали с ~20 до 45 мкм при увеличении нагрузки с 2 до 50 г. Это является прямым свидетельством отсутствия релаксации при комнатной температуре упругих напряжений в пленке ФР, возникающих в процессе индентирования. Приведенные экспериментальные данные позволяют сделать вывод о том, что после хранения пленка ведет себя как твердое (непластичное) тело.
Отметим также, что у отпечатков в области круговых навалов наблюдались небольшие радиальные трещины, причем одиночные трещины были даже у отпечатков с нагрузкой 1-2 г. Для выявления трещин в пределах отпечатка был применен известный прием выборочной фокусировки. Для определения размеров отпечатка фокусировка производилась на границах отпечатка (рисунок 2, а), а для выявления трещин фокусировка осуществлялась на поверхности (рисунок 2, б). По мере роста дозы облучения наблюдается увеличение трещинообразования при всех нагрузках. В то же время отколов пленки фоторезиста от подложки не происходило. Приведенные экспериментальные данные указывают на то, что зарождение и развитие трещин происходит в области пробега ионов Л§+. В этой приповерхностной области при дозах свыше 1-1016 см-2 происходит формирование легированного серебром сплошного карбонизированного слоя, толщина которого при внедрении Л§+ с энергией 30 кэВ составляет ~50 нм [12].
а б
Рисунок 2. - Микрофотографии отпечатков индентора в имплантированных Ag+ дозой 1-1017 см-2 пленках ФП9120 при фокусировке на границах отпечатка (а) и на поверхности пленки (б).
Индентирование после хранения в течение 3 лет. Нагрузка 50 г
Существенные различия в поведении «свежеприготовленных» и хранившихся 3 года фоторези-стивных пленок наблюдались и при измерении восстановленной микротвердости (рисунки 3 и 4). Отметим, что заметное влияние на величину восстановленной микротвердости имплантация оказывала только при нагрузках менее 5 г, когда индентор находился в ФР пленке (см. рисунки 3 и 4). Прочностные свойства кремниевой подложки после имплантации, как и после хранения, не изменялись.
Характер зависимости восстановленной микротвердости от дозы имплантации Л§+ в «свежеприготовленных» и хранившихся 3 года фоторезистивных пленках различается кардинально. Так в «свежеприготовленных» пленках ФР значения восстановленной микротвердости снижаются при увеличении дозы имплантации до 5-Ю16 см-2. В диапазоне Ф = (7,5-10)-1016 см-2 заметных изменений значений восстановленной микротвердости не наблюдалось (см. рисунок 3).
1,5 г
го С
.о I-
о о ч
СР О) ш I-
о
СР
1,2
0,9
0,6
0,3
10 15
Нагрузка, г
20
25
Рисунок 3. - Зависимости восстановленной микротвердости от нагрузки «свежеприготовленных» исходных (1) и имплантированных дозами 2,51016 (2), 51016 (3), 7,51016 (4) и 1,01017 см-2 (5) пленок фоторезиста
Длительное хранение пленок диазохинон-новолачного фоторезиста ФП9120 на кремнии приводит к снижению величины восстановленной микротвердости, наиболее выраженному в необлученных пленках. Так в неимплантированных пленках значения восстановленной микротвердости снижались почти в 3 раза
(с 0,7 до 0,25 ГПа), а в имплантированных дозой 1 -1017 см-2 образцах - всего на ~40 % (с 0,5 до 0,35 ГПа). После хранения имплантированной пленки ФР при нагрузках 1-2 г, когда индентор не достигает границы раздела ФР/Б1, наблюдалось существенное возрастание значений восстановленной микротвердости при увеличении дозы имплантации до Ф = 5,0 -1016 см-2 (см. рисунок 4). Дальнейшее увеличение Ф до 1,0 -1017 см-2 к существенным изменениям величины восстановленной микротвердости не приводило. Зависимости Н от нагрузки у этих образцов совпадали с аналогичными зависимостями для образцов с Ф = 5,0-1016 см-2.
3
4
5
0
5
га 1=
о
о ^
си ш н
о ^
1,2-
0,8-
0,4.
-Г" 0
10 15
Нагрузка, г
20
Рисунок 4. - Зависимости восстановленной микротвердости от нагрузки исходных (1) и имплантированных дозой 2,5^1016 (2) и 5,0^1016 см-2 (3) пленок фоторезиста.
Срок хранения 3 года
Полученные экспериментальные результаты могут быть объяснены с учетом следующих обстоятельств. Как показано ранее методом нарушенного полного внутреннего отражения [2; 13], при хранении фоточувствительный компонент фоторезиста (диазохинон) подвергается разложению с образованием ке-тена. В отсутствие ингибитора молекулы фенолформальдегидной смолы (основа фоторезиста) склонны к сшиванию, что снижает их подвижность в условиях внешних воздействий, и пленка ведет себя как твердое (непластичное) тело. Отметим, что сшивка молекул фенолформальдегидной смолы отмечалась ранее в работах [14; 15].
Вместе с тем при имплантации фоторезистивной диазохинон-новолачной пленки ионами Л§+ в области пробега ионов Яр наблюдается формирование сплошного аморфного карбонизированного слоя,
практически лишенного атомов водорода [16]. Оно интенсивно происходит при Ф > 1,0• 1016 см-2 и заканчивается при Ф = 5,0• 1016 см-2. Микротвердость такого слоя во многом определяется наличием 8р3-связей
и при доле 8р3-связей около 50 % достигает значений 30-50 ГПа [17; 18], что более чем на 2 порядка выше, чем микротвердость необлученных полимерных пленок. В проведенных нами экспериментах при нагрузках 1-2 г глубина проникновения индентора составляла 1,0-1,5 мкм, что меньше толщины пленки ФР, но значительно больше проецированного пробега ионов Л§+ (Яр = 40 нм) [12]. Поскольку вклад в измеряемую
микротвердость дает не только созданный имплантацией карбонизированный слой, но и область полимера за слоем внедрения ионов, экспериментально полученные значения микротвердости существенно ниже значений, характерных для аморфных углеродных пленок.
Свежеприготовленные пленки ведут себя как упругопластичные материалы. В них наблюдается упругое восстановление отпечатка, что приводит к увеличению значений восстановленной микротвердости. Сформированный при ионной имплантации карбонизированный слой подавляет эффект восстановления отпечатка, поэтому в свежеприготовленных имплантированных образцах значения восстановленной микротвердости ниже, чем в неимплантированных.
Заключение. Установлено, что свежеприготовленная пленка позитивного фоторезиста ФП9120 на кремнии проявляет упругопластичные свойства и после ее индентирования наблюдается упругое восстановление отпечатка. Сформированный при ионной имплантации Л§+ дозами свыше 2,5 -1016 см-2 карбонизированный слой подавляет эффект восстановления отпечатка при индентировании. После длительного хранения (более 3 лет) пленка изменяет свои прочностные свойства и ведет себя как твердое (непластичное) тело, что обусловлено сшиванием молекул фенолформальдегидной смолы, снижающим подвижность молекул в условиях внешнего воздействия. Кроме того, длительное хранение пленок диазохинон-новолач-ного фоторезиста ФП9120 на кремнии приводит к снижению величины восстановленной микротвердости пленки. Сплошной алмазоподобный карбонизированный слой, сформированный в области пробега ионов при имплантации ионами Л§+ с энергией 30 кэВ дозами > 2,5х1016 см-2, способствует увеличению значений истинной микротвердости фоторезистивной пленки.
0
5
ЛИТЕРАТУРА
1. Моро, У. Микролитография. Принципы, методы, материалы: в 2-х ч.: пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - Ч. 2. - 632 с.
2. Brinkevich S., Grinyuk, E., Brinkevich, D. et al. Modification of Diazoquinone-Novolac Photoresist Films beyond the Region of Implantation of B + Ions // High Energy Chemistry. - 2020 - Vol. 54, iss. 5. - P. 342-351. - DOI: 10.1134/S0018143920050045.
3. Vabishchevich S. A., Brinkevich S. D., Vabishchevich N. V. et al. Adhesion of Irradiated Diazoquinone-Novolac Photoresist Films to Single-Crystal Silicon // High Energy Chemistry. - 2021. - Vol. 55, iss. 6 - P. 495-501. DOI: 10.1134/S0018143921060151.
4. Vabishchevich S., Brinkevich S., Prosolovich V. et al. Effect of Ion Implantation on the Adhesion of Positive Diazoqui-none-Novolak Photoresist Films to Single-Crystal Silicon // J. of Surface Investigation. X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. - 2020. - Vol. 14, iss. 6. - P. 1352-1357. - DOI: 10.1134/S1027451020060476.
5. Kharchenko A. A., Brinkevich D. I., Prosolovich V. S. et al. Radiation-Stimulated Transformation of the Reflectance Spectra of Diazoquinone-Novolac Photoresist Films Implanted with Antimony Ions // J. of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. - 2020. - Vol. 14, iss. 3. - Р. 558-561. - DOI: 10.1134/S1027451020030283.
6. Brinkevich S. D., Brinkevich D. I., Prosolovich V. S. Modification of Diazoquinone-Novolac Photoresist Films by the Implantation of Antimony Ions // Russian Microelectronics. - 2021. - Vol. 50, iss. 1 - P. 33-38. DOI: 10.1134/S1063739720060025.
7. Brinkevich D. I., Brinkevich S. D., Prosolovich V. S. Ion Implantation in Diazoquinone-Novolac Photoresist // High Energy Chemistry. - 2022. - Vol. 56, iss. 4. - P. 270-276. - DOI: 10.1134/S0018143922040051.
8. Бринкевич Д. И., Вабищевич Н. В., Вабищевич С. А. Физико-механические свойства эпитаксиальных слоев фосфида галлия // Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. С, Фундам. науки. - 2010. - № 9. - C. 92-97.
9. Вабищевич С. А., Вабищевич Н. В., Бринкевич Д. И. и др. Физико-механические свойства облученных пленок диазохинон-новолачного фоторезиста на кремнии // Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. С, Фундам. науки. - 2020. -№ 12. - C. 60-64.
10. Шугуров А. Р., Панин А. В., Оскомов К. В. Особенности определения механических характеристик тонких пленок методом наноиндентирования // Физика твердого тела. - 2008. - Т. 50, № 6. - С. 1007-1012.
11. Вабищевич С. А., Вабищевич Н. В., Бринкевич Д. И. и др. Микротвердость пленок сополимеров на основе метил-метакрилата, облученных у-квантами // Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. С, Фундам. науки. - 2016. - № 12. - C. 51-57.
12. Бринкевич Д. И., Харченко А. А., Бринкевич С. Д. и др. Радиационно-стимулированная модификация спектров отражения за областью пробега ионов в пленках полиимида // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. -2017. - № 8. - С. 25-30. - DOI: 10.7868/S0207352817080029.
13. Вабищевич С. А., Вабищевич Н. В., Эспиноза де лос Монтеро Г. А. и др. Радиационно-индуцированные процессы в пленках диазохинон-новолачного резиста на кремнии при имплантации ионов Ag+ // Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. С, Фундам. науки. - 2020. - № 4. - C. 43-47.
14. Debmalya R., Basu P. K., Raghunathan P. et al. DNQ-novolac photoresist revisited: 1H and 13C NMR evidence for a novel photoreaction mechanism // Magnetic resonance in chemistry. - 2003. - Vol. 41, iss 2. - P. 84-90. DOI: 10.1002/mrc.1134.
15. Бринкевич Д. И., Бринкевич С. Д., Вабищевич Н. В. и др. Ионная имплантация позитивных фоторезистов // Микроэлектроника. - 2014. - Т. 43, № 3. - C. 193-199. - DOI: 10.7868/S0544126914010037.
16. Харченко А. А., Бринкевич Д. И., Бринкевич С. Д. и др. Радиационно-индуцированная модификация спектров отражения пленок диазохинонноволачного фоторезиста при имплантации ионов Ag+ // Химия высоких энергий. -2023. - T. 57, № 6. - С. 456-471. - DOI: 10.31857/S0023119323060062.
17. Островский В. С. Твердость углеродных материалов // Химия твердого топлива. - 2009. - № 5. - С. 56-60.
18. Коршунов С. Н., Лебедев А. М., Мартыненко Ю. В. и др. Изменение структуры осаждаемых углеродных пленок при электронном ассистировании // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. - 2019. - № 4. - С. 56-64.
REFERENCES
1. Moreau, W. M. (1988). Semiconductor Lithography: Principles, Practices, and Materials. N.Y.; London: Plenum Press.
2. Brinkevich, S. D., Grinyuk, E. V., Brinkevich, D. I., & Prosolovich, V. S. (2020). Modification of Diazoquinone-Novolac Photoresist Films beyond the Region of Implantation of B+ Ions. High energy chemistry, 54(5), 342-351. DOI: 10.1134/S0018143920050045.
3. Vabishchevich, S. A., Brinkevich, S. D., Vabishchevich, N. V., Brinkevich, D. I., & Prosolovich, V. S. (2021). Adhesion of Irradiated Diazoquinone-Novolac Photoresist Films to Single-Crystal Silicon. High Energy Chemistry, 55(6), 495-501. DOI: 10.1134/S0018143921060151.
4. Vabishchevich, S., Brinkevich, S., Prosolovich, V., Vabishchevich, N., & Brinkevich, D. (2020). Effect of Ion Implantation on the Adhesion of Positive Diazoquinone-Novolak Photoresist Films to Single-Crystal Silicon. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 14(6), 1352-1357. DOI: 10.1134/S1027451020060476.
5. Kharchenko, A. A., Brinkevich, D. I., Prosolovich, V. S., Brinkevich, S. D., Odzaev, V. B., & Yankovski, Yu. N. (2020). Kharchenko, A. A. Radiation-Stimulated Transformation of the Reflectance Spectra of Diazoquinone-Novolac Photoresist Films Implanted with Antimony Ions. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 14(3), 558-561. DOI: 10.1134/S1027451020030283.
6. Brinkevich, S. D., Brinkevich, D. I., & Prosolovich, V. S. (2021). Modification of Diazoquinone-Novolac Photoresist Films by the Implantation of Antimony Ions. Russian Microelectronics, 50(1), 33-38. DOI: 10.1134/S1063739720060025.
7. Brinkevich, D. I., Brinkevich, S. D., & Prosolovich, V. S. (2022). Ion Implantation in Diazoquinone-Novolac Photoresist High Energy Chemistry, 56(4), 270-276. DOI: 10.1134/S0018143922040051.
8. Brinkevich, D. I., Vabishchevich, N. V., & Vabishchevich, S. A. (2010). Fiziko-mekhanicheskie svoistva epitaksial'nykh sloev fosfida galliya [Physicomechanical Properties of Epitaxial Layers Gallium Phosphide]. Vestnik Polotskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya C, Fundamental'nye nauki [Herald of Polotsk State University. Series С. Fundamental sciences], (9), 92-97. (In Russ., abstr. in Engl.).
9. Vabishchevich, S. A., Vabishchevich, N. V., Brinkevich, D. I., & Prosolovich, V. S. (2020). Fiziko-mekhanicheskie svoistva obluchennykh plenok diazokhinon-novolachnogo fotorezista na kremnii [Physical and Mechanical Properties of Irradiated Films of Diazoquinone-Novolach Photoresist on Silicon]. Vestnik Polotskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya C, Fundamental'nye nauki [Herald of Polotsk State University. Series С. Fundamental sciences], (12), 60-64. (In Russ., abstr. in Engl.).
10. Shugurov, A. R., Panin, A. V., & Oskomov, K. V. (2008). Osobennosti opredelenija mehanicheskih harakteristik tonkih plenok metodom nanoindentirovanija. Fizika tverdogo tela [Physics of the Solid State], 50(6), 1007-1012. (In Russ.).
11. Vabishchevich, S. A., Vabishchevich, N. V., Brinkevich, D. I., Brinkevich, S. D., & Prosolovich, V. S. (2016). Mikrotverdost' plenok sopolimerov na osnove metilmetakrilata, obluchennykh y-kvantami [Microhardness of y-Irradiated Films of Copolymers Based on Methyl Methacrylate]. Vestnik Polotskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya C, Fundamental'nye nauki [Herald of Polotsk State University. Series С. Fundamental sciences], (12), 51-57. (In Russ., abstr. in Engl.).
12. Brinkevich, D. I., Kharchenko, A. A., Brinkevich, S. D., Lukashevich, M. G., Odzhaev, V. B., Valeev, V. F., ... Khai-bullin, R. I. (2017). Radiation-induced modification of reflection spectra beyond the ion path region in polyimide films. Journal of Surface Investigation. X-ray, synchrotron and neutron techniques, 11(4), 801-806. DOI: 10.1134/S1027451017040188.
13. Vabishchevich, S.A., Vabishchevich, N.V., Espinoza de los Monteros, Brinkevich, D. I., & Prosolovich, V. S. (2020). Radiaczionno-induczirovannye proczessy v plenkakh diazokhinon-novolachnogo rezista na kremnii pri implantaczii ionov Ag+ [Radiation-induced processes in films of diazoquinone-novolac resist on silicon during implantation of Ag+ ions]. Vestnik Polotskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya C, Fundamental'nye nauki [Herald of Polotsk State University. Series С. Fundamental sciences], (4), 43-47.
14. Debmalya, R., Basu, P. K., Raghunathan, P., & Eswaran, S. V. (2003). DNQ-novolac photoresist revisited: 1H and 13C NMR evidence for a novel photoreaction mechanism. Magnetic resonance in chemistry, 41(2), 84-90. DOI: 10.1002/mrc.1134.
15. Brinkevich D. I., Brinkevich S. D., Vabishchevich N. V., Odzhaev V. B., & Prosolovich V. S. (2014). Ionnaya implantatsiya pozitivnykh fotorezistov [Ion implantation of positive photoresists]. [Russian Microelectronics], 43(3), 194-200. DOI: 10.1134/S106373971401003X. (In Russ.).
16. Kharchenko, A. A., Brinkevich, D. I., Brinkevich, S. D., & Prosolovich, V. S. (2023). Radiaczionno-induczirovannaya modifikacziya spektrov otrazheniya plenok diazokhinonno-volachnogo fotorezista pri implantaczii ionov Ag+. Khimiya vysokikh energij [High energy chemistry], 57(6), 456-471. DOI: 10.31857/S0023119323060062. (In Russ.).
17. Ostrovskii, V. S. (2009). Hardness of Carbon Materials. Solid Fuel Chemistry, 43(5), 314-317. DOI: 10.3103/S0361521909050103.
18. Korshunov, S. N., Lebedev, A. M., Martynenko. Yu. V., Svechnikov, N. Yu., & Skorlupkin, I. D. (2019). Izmenenie struktury osazhdaemykh uglerodnykh plenok pri elektronnom assistirovanii [Structure Changes in Carbon Films Obtained by Electron-Beam Assisted Deposition]. Poverkhnost. Rentgenovskie, sinhrotronnye i neitronnye issledovamiya [Journal of Surface Investigation. X-ray, synchrotron and neutron techniques], (4), 56-64.
Поступила 15.09.2023
FILMS OF POSITIVE DIAZOQUINONE-NOVOLAC PHOTORESIST FP9120 IMPLANTED WITH SILVER IONS
S. VABISHCHEVICH, N. VABISHCHEVICH (Euphrosyne Polotskaya State University of Polotsk); D. BRINKEVICH, V. PROSOLOVICH (Belarusian State University, Minsk)
Films of positive diazoquinone-novolac photoresist FP9120 1,8 fim thick, implanted with Ag+ ions with an energy of 30 keV in the dose range of 2,51016 - 1,01017 cm-2, were studied by indentation using an ILU-3 implanter. It has been established that a freshly prepared film of the positive photoresist FP9120 on silicon exhibits elastic-plastic properties and, after its indentation, an elastic recovery of the imprint is observed. The carbonized layer formed during ion implantation of Ag+ with doses above 2,51016 cm-2 suppresses the effect of imprint restoration during indentation. After long-term storage (more than 3 years), the film changes its strength properties and behaves like a solid (non-plastic) body. This is due to the cross-linking of phenol-formaldehyde resin molecules, which reduces the mobility of molecules under external influence. A continuous diamond-like carbonized layer formed in the range of ions. when implanted with Ag+ ions, it contributes to an increase in the values of the true micro-hardness of the photoresistive film after long-term storage.
Keywords: diazoquinone-novolac resist, implantation, silver ions, microindentation, restored microhardness.
