СПОСОБ ФОТОЛИТОГРАФИИ Российский патент 1995 года по МПК H01L21/312 

Описание патента на изобретение RU2036536C1

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при создании компонентов интегральных микросхем и межсоединений.

Известен способ фотолитографии [1] включающий нанесение на подложку пленки металла с коэффициентом объемного роста окисла больше единицы, например ванадия, его анодное окисление, формирование контактной маски путем селективного травления пленки металла, нанесение рабочей пленки и удаление контактной маски путем химического травления.

Недостатками данного способа являются ограниченный диапазон материалов рабочей пленки, инертных по отношению к химическому травителю, неполное удаление материала контактной маски при малых размерах, загрязнение поверхности изделий продуктами химического травителя и ограниченная разрешающая способность.

Известен способ фотолитографии (авт. св. N 1169458, 1985), включающий создание на подложке контактной маски, осаждение на нее пленки рабочего материала, удаление контактной маски травлением в селективном травителе с наложением ультразвуковых колебаний.

Недостатком данного способа является ограниченный диапазон материалов рабочей пленки, инертных по отношению к травителю для удаления контактной маски. При химическом травлении наблюдается загрязнение поверхности рабочего материала и искажение получаемого рельефа за счет дефектов переосаждения, ограниченная разрешающая способность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ фотолитографии [2] включающий нанесение на подложку слоя алюминия, слоя фоторезиста с последующим удалением части его для формирования требуемого рельефа, травление слоя алюминия, удаление слоя фоторезиста, анодирование слоя алюминия, повторное нанесение слоя алюминия, анодирование слоя алюминия и травление слоя окиси алюминия.

Недостатком данного способа является то, что проведение операции электролитического анодирования слоя алюминия после его травления приводит к необходимости подвода электрического потенциала к слою алюминия, что приводит к усложнению топологического рисунка формируемых тонкопленочных структур и, как следствие, функциональные возможности способа ограничены низкой степенью интеграции.

Целью изобретения является повышение функциональных возможностей способа за счет повышения интеграции.

Для этого на подложке формируют слой Al, частично анодируют его, формируют фоторезистивную маску, травят открытые участки Al2O3 и Al, электролитически анодируют Al, поверх фоторезистивной маски повторно наносят слой Al, удаляют фоторезистивную маску со слоями Al на ней и травят слой Al2O3.

Сущность данного изобретения заключается в том, что повторное электролитическое анодирование первой пленки Al проводят по ее торцу. Слой алюминия закрыт сверху слоем плотного Al2O3 и лежащим на нем фоторезистом. Частично анодирование Al позволяет значительно повысить адгезию ФР. Электролитическое окисление открытого торца пленки алюминия позволяет избежать необходимости применения дополнительных мер по подводу электрического потенциала и дает возможность с высокой степенью точности контролировать толщину образуемого окисла и, как следствие, ширину щели.

Существенными признаками, отличающими предлагаемое изобретение от прототипа, является то, что после нанесения слоя алюминия проводят его частичное анодирование, перед травлением травят слой Al2O3, повторное нанесение слоя алюминия проводят поверх фоторезистивной маски, фоторезистивную маску удаляют со слоями Al на ней.

Предлагаемый способ фотолитографии позволяет существенно повысить степень интеграции за счет исключения проблемы, связанной с подведением электрического потенциала к окисляемой алюминиевой пленке, что приводит к упрощению топологического рисунка формируемых тонкопленочных структур.

На фиг. 1-7 представлены различные этапы изготовления данного рельефа.

На подложку 1 (фиг. 1) осаждают слой Al 2 (фиг. 1) и проводят его частичное анодирование 3 (фиг. 1). Формируют необходимую фоторезистивную маску 4 (фиг. 2) и стравливают открытые участки Al2O3 3 (фиг. 3) и Al 2 (фиг. 3). Проводят дополнительное торцевое анодирование открытых участков пленки Al 2 (фиг. 4). Осаждают пленку Al 6 (фиг. 5) поверх фоторезистивной части и открытых участков подложки. Удаляют ФР-маску 4 (фиг. 5) со слоями Al 6 (фиг. 5). На ней (фиг. 6) селективно вытравливают участки Al2O3 5, 6 (фиг. 6). Таким образом получают рельеф с субмикронными размерами.

П р и м е р 1. На кремниевую подложку со слоем SiO2 осаждают электронно-лучевым методом тонкую пленку алюминия толщиной 0,25 мкм. Проводят частичное анодирование Al в 0,1%-ном водном растворе лимонной кислоты при линейной развертке потенциала со скоростью 1 В/с до рабочего напряжения 35 В. При этом формируется слой Al2O3 толщиной 50,0 мм. Формируют фоторезистивную маску, стравливают открытые участки Al2O3 и Al под ними. Травитель для Al2O3 и Al: (H3PO4:H2O=1:1, to=70oC).

Проводят анодирование открытых торцов пленки Al в 0,1%-ном водном растворе лимонной кислоты при линейной развертке потенциала со скоростью 1 В/с до рабочего напряжения 150 В. При этом глубина анодирования составляет 200 нм. Затем осаждают пленку Al толщиной 0,2 мкм. Удаляют ФР-маску со слоями Al на ней. Селективно вытравливают участки Al2O3. Травитель для селективного травления Al2O3:(H3PO4:CrO3:H2O=35 г/л 20 г/л до 1 л, to=95oC).

Минимальный размер линии на сформированном рельефе составляет 0,2 мкм.

П р и м е р 2. На кремниевую подложку со слоем SiO2 осаждают электронно-лучевым методом тонкую пленку алюминия толщиной 0,25 мкм. Проводят частичное анодирование Al в 0,1%-ном водном растворе винной кислоты при линейной разверте потенциала со скоростью 1 В/с до рабочего напряжения 35 В. При этом формируется слой Al2O3 толщиной 50,0 нм. Формируют фоторезистивную маску, стравливают открытые участки Al2O3 и Al под ними. Травитель для Al2O3 и Al:(H3PO4:H2O=1:1, to=70oC).

Проводят анодирование открытых торцов пленки Al в 0,1%-ном водном растворе винной кислоты при линейной развертке потенциала со скоростью 1 В/с до рабочего напряжения 250 В. При этом глубина анодирования составляет ≈ 350 нм. Затем осаждают пленку Al толщиной 0,2 мкм. Удаляют ФР-маску со слоями алюминия на ней. Селективно вытравливают участки Al2O3. Травитель для селективного травления Al2O3:(H3PO4:CrO3:H2O=35 г/л 20 г/л до 1 л, to=95oC).

Минимальный размер линии на сформированном рельефе составляет 0,35 мкм.

П р и м е р 3. На кремниевую подложку со слоем SiO2 осаждают электронно-лучевым методом тонкую пленку алюминия толщиной 0,25 мкм. Проводят частичное анодирование Al в 0,5%-ном водном растворе винной кислоты при линейной развертке потенциала со скоростью 1 В/с до рабочего напряжения 35 В. При этом формируется слой Al2O3 толщиной 50,0 нм. Формируют фоторезистивную маску, стравливают открытые участки Al2O3 и Al под ними. Травитель для Al2O3 и Al:(H3PO4:H2O=1:1, to=70oC).

Проводят анодирование открытых торцов пленки Al в 0,5%-ном водном растворе винной кислоты при линейной развертки потенциала со скоростью 1 В/с до рабочего напряжения 100 В. При этом глубина анодирования составляет ≈ 150 нм. Затем осаждают пленку Al толщиной 0,2 мкм. Удаляют ФР-маску со слоями алюминия на ней. Селективно вытравливают участки Al2O3. Травитель для селективного травления Al2O3:(H3PO4:CrO3:H2O=35 г/л 20 г/л до 1 л, to=95oC).

Минимальный размер линии при сформированном рельефе составляет 0,15 мкм.

Таким образом, предлагаемым способом были изготовлены рельефы пленки Al с упрощенной топологией рисунка для обеспечения подвода потенциала анодирования, что практически невозможно известным способом. При этом получены субмикронные рельефы конфигурации пленки алюминия, линейные размеры которых сравнимы с линейными размерами рабочих пленок, формируемых известным способом.

Похожие патенты RU2036536C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ СОЗДАНИЯ КОНФИГУРАЦИИ ТОНКИХ ПЛЕНОК ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ 1991
  • Лыньков Леонид Михайлович[By]
  • Карелин Юрий Кириллович[By]
  • Мочальник Наталья Анатольевна[By]
RU2045114C1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ КОНФИГУРАЦИИ ТОНКИХ ПЛЕНОК ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ 1990
  • Лыньков Леонид Михайлович[By]
  • Карелин Юрий Кириллович[By]
  • Глудкин Олег Павлович[Ru]
  • Гуров Александр Иванович[Ru]
  • Захаров Владимир Иванович[By]
RU2070351C1
СИСТЕМА УПРАВЛЯЮЩИХ И ОТОБРАЖАЮЩИХ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ЭКРАНА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1991
  • Высоцкий В.А.
  • Моисеева О.Г.
  • Смирнов А.Г.
  • Усенок А.Б.
RU2019863C1
Способ изготовления магниторезистивного элемента магнитной головки 1980
  • Лабунов Владимир Архипович
  • Назаренко Ритта Никифоровна
  • Пристрем Алексей Михайлович
  • Шух Александр Михайлович
SU959150A1
Способ создания термопечатающей головки 1981
  • Лабунов Владимир Архипович
  • Сокол Виталий Александрович
  • Паркун Владимир Михайлович
SU1071456A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНОГО ВАКУУМНОГО МИКРОПРИБОРА 1988
  • Татаренко Н.И.
SU1729243A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ УПРАВЛЕНИЯ МАТРИЧНОГО ЖК-ЭКРАНА (ЕГО ВАРИАНТЫ) 1991
  • Высоцкий В.А.
  • Моисеева О.Г.
  • Смирнов А.Г.
  • Усенок А.Б.
RU2019864C1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ СГЛАЖЕННОГО РЕЛЬЕФА В ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ 1990
  • Лезгян Э.М.
  • Валеев А.С.
  • Железнов Ф.К.
  • Красников Г.Я.
  • Наливайко А.П.
  • Кузнецов В.О.
SU1766214A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ 2013
  • Корж Иван Александрович
  • Косарев Борис Андреевич
  • Тихонов Игорь Анатольевич
  • Солодовникова Ольга Ивановна
RU2540784C2
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ РАЗВОДКИ 1992
  • Самсоненко Б.Н.
  • Стрельцов В.С.
RU2054745C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 036 536 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ФОТОЛИТОГРАФИИ

Использование: в микроэлектронике, при создании компонентов интегральных микросхем и межсоединений. Сущность изобретения: повторное электролитическое анодирование первой пленки алюминия проводят по ее торцу. Слой алюминия закрыт сверху слоем плотного оксида и лежащим на нем фоторезистом. Частичное анодирование алюминия позволяет значительно повысить адгезию фоторезиста. Электролитическое окисление открытого торца пленки алюминия позволяет избежать необходимости применения дополнительных мер по подводу электрического потенциала и дает возможность с высокой степенью точности контролировать толщину образуемого окисла, и, как следствие, ширину щели. 7 ил.

Формула изобретения RU 2 036 536 C1

СПОСОБ ФОТОЛИТОГРАФИИ, включающий нанесение на подложку слоя алюминия, формирование на нем маски из фоторезиста, селективное травление алюминия, удаление маски, анодирование алюминия, повторное нанесение слоя алюминия и травление анодированного алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности процесса, после нанесения слоя алюминия проводят его поверхностное анодирование, перед селективным травлением алюминия удаляют участки анодированного слоя в окнах маски, а удаление маски из фоторезиста осуществляют после повторного нанесения слоя алюминия.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2036536C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Электронная техника
Серия Микроэлектроника, вып.4(126), 1988, с.20-24.

RU 2 036 536 C1

Авторы

Лыньков Леонид Михайлович[By]

Семеняков Леонид Васильевич[By]

Даты

1995-05-27Публикация

1991-02-15Подача