zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-730Research ArticleСтатьиСпектры нарушенного полного внутреннего отражения пленок диазохинон-новолачного фоторезистаFrustrated total internal reflection spectra of diazoquinone-novolac photoresist filmsБринкевичС. Д.BrinkevichS. D.

220030, Минск.

Minsk, 220030.

brinkevichsd@bsu.byБринкевичД. И.BrinkevichD. I.

220030, Минск.

Minsk, 220030.

ПросоловичВ. С.ProsolovichV. S.

220030, Минск.

Minsk, 220030.

ЛастовскийС. Б.LastovskiiS. B.

Минск.

Minsk.

lastov@ifttp.bas-net.byПетлицкийА. Н.PyatlitskiA. N.

Минск.

Minsk.

petan@tut.byБелорусский государственный университетBelarusian State UniversityНаучно-практический центр НАН Беларуси по материаловедениюScientific-Practical Materials Research Centre of the National Academy of Sciences of BelarusОАО “ИНТЕГРАЛ” - управляющая компания холдинга “ИНТЕГРАЛ”JSC “INTEGRAL” - Holding Management Company202027112020876941948Copyright © Бринкевич С.Д., Бринкевич Д.И., Просолович В.С., Ластовский С.Б., Петлицкий А.Н., 20202020Бринкевич С.Д., Бринкевич Д.И., Просолович В.С., Ластовский С.Б., Петлицкий А.Н.Brinkevich S.D., Brinkevich D.I., Prosolovich V.S., Lastovskii S.B., Pyatlitski A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/730

Методом ИК-Фурье-спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) исследованы радиационно-индуцированные эффекты в тонких пленках диазохинон-новолачных фоторезистов на кремнии, облученных высокоэнергетическими ~5 МэВ электронами. Установлено, что облучение электронами дозой >3 • 1015 см-2 приводит к снижению интегрального поглощения в диапазоне волновых чисел 3700—400 см-1. При электронном облучении наиболее сильно снижается интенсивность полос, обусловленных колебаниями -О-Н- и особенно алифатических -С-Н-связей. При дозе Ф = 1 • 1017 см-2 интенсивность полос, связанных с метиленовыми (-СН2-) и метильными (-СН3) группами, сравнима с уровнем шума. Интенсивность полосы ~1600 см-1, обусловленной валентными колебаниями ароматического кольца, не изменяется в диапазоне доз облучения 3 • 1014— 1 • 1017 см-2. Полученные экспериментальные данные указывают на интенсивную сшивку полимерных компонент фоторезистов при облучении электронами. Установлено, что радиационно-индуцированные изменения спектров НПВО зависят от типа фоторезистов (ФП9120 и S1813 G2 SP15). Экспериментальные закономерности изменения оптических характеристик тонких пленок фоторезистов, облученных электронами, объяснены с учетом особенностей радиационной химии диазохинон-новолачных смол.

Using the method of IR-Fourier spectroscopy of attenuated total internal reflection (ATR) we studied the radiation-induced effects in thin films of diazoquinon-novoloc photoresists on the silicon substrate under the irradiation with 5 МeV electrons. It is established that electron irradiation in a dose above 3·1015 cm-2 leads to a decrease in the integral absorption in the wave numbers range 3700-400 cm-1. The intensity of the bands associated with -O-H oscillation and especially aliphatic -C-H bonds decreases the most. At a dose of 1·1017 cm-2, the intensity of the bands related to methylene (-CH2-) and methyl (~CH3) groups is comparable to the noise level. The intensity of the band ~ 1600 cm-1, caused by stretching oscillations of the aromatic ring, does not change in the entire dose range 3 • 1014 cm-1 • 1017 cm-2. The experimental data obtained indicate intense crosslinking of the polymer components ofphotoresists upon electron irradiation. It is found that the radiation-induced changes in ATR spectra depend on the type of photoresist (FP9120, S1813 G2SP15). The experimental regularities of changes in the optical characteristics of thin photoresist films irradiated with electrons are explained with respect to the peculiarities of the radiation chemistry of diazoquinon-novolac resins.

спектр нарушенного полного внутреннего отражениядиазохинон-новолачный фоторезистоблучениеэлектронкремнийfrustrated total internal reflection spectrumdiazoquinon-novoloc photoresistirradiationelectronsiliconReferencesУ. Моро. Микролитография. Принципы, методы, материалы, Москва, Мир (1990) [W. M. Moreau. Semiconductor Lithography. Principles, Practices and Materials, New York, London, Plenum Press (1988)]У. Моро. Микролитография. Принципы, методы, материалы, Москва, Мир (1990) [W. M. Moreau. Semiconductor Lithography. Principles, Practices and Materials, New York, London, Plenum Press (1988)]J. Marques-Hueso, R. Abargues, J. L. Valdes, J. P. Martinez-Pastor. J. Mater. Chem., 20 (2010) 7436—7443J. Marques-Hueso, R. Abargues, J. L. Valdes, J. P. Martinez-Pastor. J. Mater. Chem., 20 (2010) 7436—7443M. Sharma, A. A. Naik, P. Raghunathan, S. V. Eswaran. J. Chem. Sci., 124, N 2 (2012) 395—401M. Sharma, A. A. Naik, P. Raghunathan, S. V. Eswaran. J. Chem. Sci., 124, N 2 (2012) 395—401J. S. Martins, D. G. A. L. Borges, R. C. Machado, A. G. Carpanez, R. M. Grazul, F. Zappa, W. S. Melo, M. L. M. Rocco, R. R. Pinho, C. R. A. Lima. Europ. Polym. J., 59 (2014) 1—7J. S. Martins, D. G. A. L. Borges, R. C. Machado, A. G. Carpanez, R. M. Grazul, F. Zappa, W. S. Melo, M. L. M. Rocco, R. R. Pinho, C. R. A. Lima. Europ. Polym. J., 59 (2014) 1—7B.-H. Kim, Y. H. Kim, D. C. Moon. J. Chromatogr. Sci., 51 (2013) 161—165B.-H. Kim, Y. H. Kim, D. C. Moon. J. Chromatogr. Sci., 51 (2013) 161—165Debmalya Roy, P.K. Basu, P. Raghunathan, S. V. Eswaran. Magn. Res. Chem., 41 (2003) 84—90Debmalya Roy, P.K. Basu, P. Raghunathan, S. V. Eswaran. Magn. Res. Chem., 41 (2003) 84—90Ю. Беккер. Спектроскопия, Москва, Техносфера (2009) [J. Bocker. Spektroskopie. Vogel Industrie Medien GmbH & Co KG, Wurzburg (1997)]Ю. Беккер. Спектроскопия, Москва, Техносфера (2009) [J. Bocker. Spektroskopie. Vogel Industrie Medien GmbH & Co KG, Wurzburg (1997)]Д. И. Бринкевич, А. А. Харченко, В. С. Просолович, В. Б. Оджаев, С. Д. Бринкевич, Ю. Н. Янковский. Микроэлектроника, 48, № 3 (2019) 235—239 [D. I. Brinkevich, A. A. Kharchenko, V. S. Prosolovich, V. B. Odzhaev, S. D. Brinkevich, Yu. N. Yankovski. Russ. Microelectron., 48, N 3 (2019) 197—201]Д. И. Бринкевич, А. А. Харченко, В. С. Просолович, В. Б. Оджаев, С. Д. Бринкевич, Ю. Н. Янковский. Микроэлектроника, 48, № 3 (2019) 235—239 [D. I. Brinkevich, A. A. Kharchenko, V. S. Prosolovich, V. B. Odzhaev, S. D. Brinkevich, Yu. N. Yankovski. Russ. Microelectron., 48, N 3 (2019) 197—201]С. Д. Бринкевич, Е. В. Гринюк, Д. И. Бринкевич, В. С. Просолович. Химия высоких энергий, 54, № 5 (2020) 377—386 [S. D. Brinkevich, E. V. Grinyuk, D. I. Brinkevich, V. S. Prosolovich. High Energy Chem., 54, N 5 (2020) 342—351]С. Д. Бринкевич, Е. В. Гринюк, Д. И. Бринкевич, В. С. Просолович. Химия высоких энергий, 54, № 5 (2020) 377—386 [S. D. Brinkevich, E. V. Grinyuk, D. I. Brinkevich, V. S. Prosolovich. High Energy Chem., 54, N 5 (2020) 342—351]Э. Преч, Ф. Бюльманн, К. Аффольтер. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных, Москва, Мир, Бином (2006) [E. Pretsch, P.Bullmann, C.Affolter. Structure Determination of Organic Compounds. Tables of Spectral Data, Springer-Verlag, Berlin Heideberg (2000)]Э. Преч, Ф. Бюльманн, К. Аффольтер. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных, Москва, Мир, Бином (2006) [E. Pretsch, P.Bullmann, C.Affolter. Structure Determination of Organic Compounds. Tables of Spectral Data, Springer-Verlag, Berlin Heideberg (2000)]Д. И. Бринкевич, В. С. Просолович, Ю. Н. Янковский. Журн. Бел. гос. ун-та. Физика, № 2 (2020) 24-34 [D. I. Brinkevich, U. S. Prasalovich, Y. M. Yankouski. J. Belarus. State Univ. Physics, N 2 (2020) 24—34]Д. И. Бринкевич, В. С. Просолович, Ю. Н. Янковский. Журн. Бел. гос. ун-та. Физика, № 2 (2020) 24-34 [D. I. Brinkevich, U. S. Prasalovich, Y. M. Yankouski. J. Belarus. State Univ. Physics, N 2 (2020) 24—34]Б. Н. Тарасевич. ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы, Москва, МГУ (2012)Б. Н. Тарасевич. ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы, Москва, МГУ (2012)I. Poljansek, U. Sebenik, M. Krajnc. J. Appl. Polym. Sci., 99, N 5 (2006) 2016—2028I. Poljansek, U. Sebenik, M. Krajnc. J. Appl. Polym. Sci., 99, N 5 (2006) 2016—2028М. В. Бельков, С. Д. Бринкевич, С. Н. Самович, И. В. Скорняков, Г. Б. Толсторожев, О. И. Шадыро. Журн. прикл. спектр., 78, № 6 (2011) 851—858 [M. V. Belkov, S. D. Brinkevich, S. N. Samovich, I. V. Skornyakov, G. B. Tolstorozhev, O. I. Shadyro. J. Appl. Spectr., 78, N 6 (2012) 794—801]М. В. Бельков, С. Д. Бринкевич, С. Н. Самович, И. В. Скорняков, Г. Б. Толсторожев, О. И. Шадыро. Журн. прикл. спектр., 78, № 6 (2011) 851—858 [M. V. Belkov, S. D. Brinkevich, S. N. Samovich, I. V. Skornyakov, G. B. Tolstorozhev, O. I. Shadyro. J. Appl. Spectr., 78, N 6 (2012) 794—801]Г. Б. Толсторожев, И. В. Скорняков, М. В. Бельков, О. И. Шадыро, С. Д. Бринкевич, С. Н. Самович. Опт. и спектр., 113, № 2 (2012) 202—207 [G. B. Tolstorozhev, I. V. Skornyakov, M. V. Bel'kov, O. I. Shadyro, S. D. Brinkevich, S. N. Samovich. Opt. Spectr., 113, N 2 (2012) 179—183]Г. Б. Толсторожев, И. В. Скорняков, М. В. Бельков, О. И. Шадыро, С. Д. Бринкевич, С. Н. Самович. Опт. и спектр., 113, № 2 (2012) 202—207 [G. B. Tolstorozhev, I. V. Skornyakov, M. V. Bel'kov, O. I. Shadyro, S. D. Brinkevich, S. N. Samovich. Opt. Spectr., 113, N 2 (2012) 179—183]А. Н. Олешкевич, Н. М. Лапчук, В. Б. Оджаев, И. А. Карпович, В. С. Просолович, Д. И. Бринкевич, С. Д. Бринкевич. Микроэлектроника, 49, № 1 (2020) 58—65 [A. N. Oleshkevich, N. M. Lapchuk, V. B. Odzhaev, I. A. Karpovich, V. S. Prosolovich, D. I. Brinkevich, S. D. Brinkevich. Russ. Microelectronics, 49, N 1 (2020) 55—61]А. Н. Олешкевич, Н. М. Лапчук, В. Б. Оджаев, И. А. Карпович, В. С. Просолович, Д. И. Бринкевич, С. Д. Бринкевич. Микроэлектроника, 49, № 1 (2020) 58—65 [A. N. Oleshkevich, N. M. Lapchuk, V. B. Odzhaev, I. A. Karpovich, V. S. Prosolovich, D. I. Brinkevich, S. D. Brinkevich. Russ. Microelectronics, 49, N 1 (2020) 55—61]Д. И. Бринкевич, С. Д. Бринкевич, Н. В. Вабищевич, В. Б. Оджаев, В. С. Просолович. Микроэлектроника, 43, № 3 (2014) 193—199 [D. I. Brinkevich, S. D. Brinkevich, N. V. Vabishchevich, V. B. Odzhaev, V. S. Prosolovich. Russ. Microelectronics, 43, N 3 (2014) 194—200]Д. И. Бринкевич, С. Д. Бринкевич, Н. В. Вабищевич, В. Б. Оджаев, В. С. Просолович. Микроэлектроника, 43, № 3 (2014) 193—199 [D. I. Brinkevich, S. D. Brinkevich, N. V. Vabishchevich, V. B. Odzhaev, V. S. Prosolovich. Russ. Microelectronics, 43, N 3 (2014) 194—200]С. А. Вабищевич, Н. В. Вабищевич, Д. И. Бринкевич, В. С. Просолович, С. Д. Бринкевич. Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. С. Фундамент. науки. Физика, № 12 (2016) 51—57С. А. Вабищевич, Н. В. Вабищевич, Д. И. Бринкевич, В. С. Просолович, С. Д. Бринкевич. Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. С. Фундамент. науки. Физика, № 12 (2016) 51—57С. Н. Гапанькова, С. Д. Бринкевич, И. П. Едимечева, В. П. Курченко, О. И. Шадыро. Химия высоких энергий, 45, № 3 (2011) 227—232 [S. N. Gapan'kova, S. D. Brinkevich, I. P. Edimecheva, V. P. Kurchenko, O. I. Shadyro. High Energy Chem., 45, N 3 (2011) 196—201]С. Н. Гапанькова, С. Д. Бринкевич, И. П. Едимечева, В. П. Курченко, О. И. Шадыро. Химия высоких энергий, 45, № 3 (2011) 227—232 [S. N. Gapan'kova, S. D. Brinkevich, I. P. Edimecheva, V. P. Kurchenko, O. I. Shadyro. High Energy Chem., 45, N 3 (2011) 196—201]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.