СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОШАБЛОНА Советский патент 1998 года по МПК G03C5/00 G03F1/00 

Изобретение относится к микроэлектротехнике и может быть использовано при изготовлении фотошаблонов для полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Одним из основных показателей качества эмульсионных и металлизированных фотошаблонов является степень чистоты фотографического слоя, так как определенное количество загрязнений, размеры которых соизмеримы с минимальными размерами элементов изображения, делают фотошаблоны непригодными для дальнейшего использования.

Известен способ изготовления фотошаблона, включающий очистку поверхности фотопластин перед экспонированием сжатым воздухом, экспонирование фотопластины, химико-фотографическую обработку, промывку водой и сушку [1].

Основным недостатком данного способа получения фотошаблонов является то, что этот способ не обеспечивает получения фотошаблонов с чистотой поверхности, необходимой при изготовлении интегральных схем повышенной степени интеграции.

В результате этого увеличивается уровень дефектности фотошаблона, что приводит к снижению выхода годных фотошаблонов.

Целью изобретения является повышение выхода годных изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления фотошаблона, включающем экспонирование фотопластины, химико-фотографическую обработку, промывку и сушку, перед экспонированием и после химико-фотографической обработки фотопластину обрабатывают в растворе следующего состава, мас.%:
Поверхностно-активное вещество (ПАВ) - 5 - 8
Мочевина или ее производные - 1 - 2,0
Трилон Б - 0,10 - 0,2
Изопропиловый спирт - 20 - 30
Вода - Остальное
Сущность изобретения заключается в том, что в процессе очистки фотослоя перед экспонированием с поверхности фотослоя удаляют стеклянную пыль, следы рук, пылинки и другие инородные загрязнения. Кроме того, благодаря наличию в составе изопропилового спирта фотослой обезжиривается, что способствует получению однородного изображения по всей поверхности фотопластин. После химико-фотографической обработки с фотослоя удаляют загрязнения, внесенные с проявляюще-обрабатывающими растворами, кусочки прилипшего эмульсионного слоя, загрязнения, образующиеся в процессе химико-фотографической обработки и другие.

Вода в моющем растворе является основным компонентом и выполняет роль растворителя и дисперсионной среды для образования мицелл примесей.

Поверхностно-активные вещества изменяют сорбционную способность поверхности фотопластины и примесей.

Изопропиловый спирт, являющийся хорошим растворителем, служит пеногасителем и обезжиривающим агентом.

Мочевина и трилон Б (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) являются эффективными комплексообразователями и служат для связывания катионов металлов в устойчивые растворимые комплексы. Трилон Б образует комплексы с небольшими многозарядными катионами (кальция, магния, железа), мочевина - с большими малозарядными катионами (меди, серебра и т.д.). Присутствие комплексообразующих веществ в моющем растворе уменьшает вероятность осаждения соединений металлов и других примесей на фотопластинах.

Уменьшение количества компонентов моющей композиции приводит к ухудшению фотографических показателей. Увеличение количества компонентов моющей композиции приводит к увеличению дефектов типа "следы ПАВ".

Пример 1. Фотопластинки ВР-П извлекают из заводской тары в помещении I класса чистоты, обдувают со всех сторон сжатым воздухом (азотом) : давление 200 - 250 кПа, относительная влажность 50 ± 10%, концентрация аэрозолей не более 4 штук размером более 0,5 мкм в 1 л газа, затем проводят экспонирование. Экспонирование пластинок проводят с помощью сенситометра ФСР-41 при цветовой температуре источника света 2850 К.

Экспонирование проводят так, чтобы пластинки находились в области минимальных плотностей клина. Время экспонирования 30 с. Химико-фотографическую обработку пластинок проводят в течение всего времени при неактиничном освещении, исключающем засветку. Рекомендуется использовать светофильтры Р-7 или N 107 по ТУ 6-17-648-75.

Химико-фотографическую обработку проводят в негативном режиме или в режиме с обращением.

В качестве исходного раствора для приготовления рабочего проявляющего раствора обоих видов обработки используют проявитель жидкий для химико-фотографической обработки фотопластин типа ВР-П (концентрированный).

Для приготовления рабочего фиксирующего раствора используют набор химреактивов фиксажа для химико-фотографической обработки пластинок фотографических ВР-П. Для приготовления всех обрабатывающих растворов и для промывки фотопластинок используют воду дистиллированную.

Обработанные фотопластины (фотошаблоны) сушат на воздухе при температуре 20 ± 5^oC до полного удаления воды с поверхности фотошаблона. Затем подвергают контролю на дефектность, уход размеров и т.д.

Пример 2. Отличается от примера 1 тем, что фотопластины до экспонирования и после проведения процесса химико-фотографической обработки дополнительно промывают в растворе моющей композиции состава, мас.%:
Поверхностно-активное вещество - 5
Мочевина - 1
Трилон Б - 0,1
Изопропиловый спирт - 20,0
Вода - Остальное до 100
Моющий раствор готовят следующим образом. Навеску поверхностно-активного вещества (сульфанола в количестве 50 г) растворяют в 500 мл дистиллированной воды, затем последовательно вводят навески мочевины в количестве 10 г и трилона Б в количестве 1 г, раствор перемешивают до полного растворения всех компонентов в течение 10 - 12 мин при температуре 40 ± 2^oC, после растворения всех компонентов вводят 200 мл изопропилового спирта и раствор доводят до объема 1000 мл дистиллированной или обессоленной водой.

Моющий раствор фильтруют через фильтр с размером пор не более 0,5 мкм и вливают в кюветы.

Фотопластинки ВР-П извлекают из заводской тары в помещении 2 - 3 класса чистоты, обдувают со всех сторон сжатым воздухом, помещают в ванну с моющим раствором и покачивают фотопластины в растворе (180 - 200 покачиваний в 1 мин) в течение 1 мин. Затем подставку с пластинками переносят в ванну с проточной дистиллированной водой и промывают, покачивая пластинки, в течение 5 - 7 мин.

Пластины извлекают из воды и помещают в воздушную сушилку, где сушат при температуре 30 ± 5^oC для удаления избытка воды, а окончательную сушку проводят в инфракрасной сушилке при температуре 80 - 90^oC. Фотопластинки экспонируют и проводят химико-фотографическую обработку в режиме обращения, как в примере 1. По окончании процесса обработки с обращением пластинки вновь подвергают очистке и сушке (как и до экспонирования) и подвергают контролю по параметрам, "дефектность" и "уход размеров". Минимальное количество дефектов, их размер и максимальный уход размеров зависят от сложности микросхем и указываются в технологических картах изготовления данной схемы.

После разбраковки по указанным параметрам определяют выход годных фотошаблонов.

Пример 3. Отличается от примеров 1 и 2 тем, что отмывку фотопластин и готовых фотошаблонов проводят в моющем растворе состава, мас.%:
ПАВ (додецилбензолсульфонат) - 8,0
Мочевина - 2,0
Трилон Б - 0,2
Изопропиловый спирт - 30,0
Вода - Остальное до 100
Пример 4. Отличается от примеров 1, 2 и 3 тем, что обе операции очистки проводят в моющем растворе состава, мас.%:
ПАВ (аминобензолсульфонат) - 6,0
Тиомочевина - 1,5
Трилон Б - 0,15
Изопропиловый спирт - 25,0
Вода - Остальное до 100
Пример 5. Отличается от примеров 1 - 4 тем, что процесс очистки фотопластинок и фотошаблонов проводят в моющем растворе состава, мас.%:
ПАВ (диэтаноламид) - 7,0
Тиомочевина - 1,8
Трилон Б - 0,18
Изопропиловый спирт - 25,0
Вода - Остальное до 100
Пример 6. Отличается от примеров 1 - 5 тем, что процесс очистки фотопластинок и фотошаблонов проводят в моющем растворе состава, мас.%:
ПАВ (СВ-133) - 6,5
Мочевина - 1,3
Трилон Б - 0,12
Изопропиловый спирт - 30,0
Вода - Остальное до 100
Пример 7. Отличается от примеров 1 - 6 тем, что процесс очистки фотопластинок и фотошаблонов проводят в моющем растворе состава, мас.%:
ПАВ (СВ-81) - 3,0
Мочевина - 0,8
Трилон Б - 0,1
Изопропиловый спирт - 20
Вода - Остальное до 100
Пример 8. Отличается от примеров 1 - 7 тем, что процесс очистки фотопластинок и фотошаблонов проводят в моющем растворе состава, мас.%:
ПАВ (СВ-81) - 9,0
Мочевина - 2,3
Трилон Б - 0,2
Изопропиловый спирт - 30,0
Вода - Остальное до 100
Применение моющей композиции (ПАВ меньше 5%, см. пример 7) снижает фотографические показатели и не позволяет отмыть фотопластинки и фотошаблоны до требуемого результата.

Моющая композиция (см. пример 8), содержащая ПАВ больше 8% в своем составе, снижает выход годных фотошаблонов, так как дефектность "следы ПАВ" увеличивается вдвое.

В табл. 1 - 4 представлены результаты использования моющих композиций, описанных в примерах 1 - 8.

Данные таблиц показывают, что предлагаемый способ изготовления фотошаблонов обеспечивает удаление инородных загрязнений с поверхности фотослоя, что повышает чистоту фотослоя и увеличивает выход годных фотошаблонов на 10 - 15% без снижения фотографических и физико-механических показателей фотопластин.

Определение дефектности проводили в лабораторных условиях при скорости сканирования 20 мм/мин.

Способ изготовления фотошаблона, включающий экспонирование фотопластины, химико-фотографическую обработку, промывку и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных изделий, перед экспонированием и после химико-фотографической обработки фотопластину обрабатывают в растворе следующего состава, мас.%:
Поверхностно-активное вещество - 5 - 8
Мочевина или ее производные - 1 - 2
Трилон Б - 0,1 - 0,2
Изопропиловый спирт - 20 - 30
Вода - Остальное

Способ изготовления фотошаблона, включающий экспонирование фотопластины, химико-фотографическую обработку, промывку и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных изделий, перед экспонированием и после химико-фотографической обработки фотопластину обрабатывают в растворе следующего состава, мас.%:
Поверхностно-активное вещество - 5 - 8
Мочевина или ее производные - 1 - 2
Трилон Б - 0,1 - 0,2
Изопропиловый спирт - 20 - 30
Вода - ОстальноеГ