Способ изготовления свободной маски для проекционных электронно-и ионно-лучевых систем Советский патент 1987 года по МПК G03F7/26 H01L21/312 

1

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано на литографических операциях при изготовлении шаблонов для полунроводниковых приборов и интегральных схем высокой степени интеграции.

Известен способ изготовления свободной маски для проекционных электронно- и ионно -лучевых систем, основанный на формировании первого рисунка из никеля на электропроводящей подложке, нанесении слоя резиста, литографическом формировании контактной маски, гальваническом повторном нанесении рисунка из никеля и удалении контактной маски и подложки.

Недостаток известного способа заключается в необходимости многократного повторения операций фор.мирования .маски из резиста с последующим гальваническим наранхиванием покрытия до получения заданной толщины, что усложняет процесс и делает его достаточно длительным.

Цель изобретения - повышение производительности процесса за счет, его упрощения.

Сущность изобретения заключается в формировании открытых зон в получае.мой свободной маске при по.мощи рещетки, для создания которой используется щаблон типа ядерного фильтра. Для изготовления ишблона используется высокоэнергетический луч с очень малым коэффициентом рассеивания направленности.

Пример I. На подложку преимущественно из кремния или алюминия последовательно наносят слои сухого пленочного резиста тина Riston толщиной 5-10 мкм, катодным раснылением - слой двуокиси кремния и поверх пего слой негативного электроноре- зиста. Рисунок шаблона типа ядерного фильтра (фольга типа «Нуклепор со средним расстоянием между порами порядка 2 мкм, концентрация отверстий в пределах 2-810 см , внутренний диаметр отверстий в пределах 0,8 - 1,2 мк) переносится при помощи электронно-лучевой лито1рафии в слой электронорезиста. Для экспонирования выбирается самый большой растр изображения электронно-лучевой установки (в большинстве случаев 10 мк). Рисунок сформированной маски переносится методом плазмохимического травления в слой двуокиси кремния. Далее слой резиста подвергают ионно-лучевому травлению через маску из ЗЮд, при ПОМОП.1И ионов кислорода с помощью полученного, таким образом рельефа гальванически наращивают до толщины ристоновой пленки первый слой никеля. Затем на сфор.мированный рисунок в никелевом покрытии наносят слой негативного электронорезиста толщиной 1-2 мк, в котором электронно-лучевой литографией формируют тонологический рисунок интегральной схемы. После проведения второй опера52445

2

ции по наращиванию второго тонкого слоя никеля, травления подложки и удаления сухого пленочного резиета получают готовую свободную .маску для использования в

5 проекционной литографии.

Если требуется получить рисунок с более высоким разрещением, то при формировании вспомогательной маски из двуокиси крем- ния используется ионолитография, а в ка,„ честве ионорезиста - молибден.

Пример 2. На подложку, например из кремния или алю.миния, осаждается первый слой никеля толщиной примерно 5 мк, а затем при помощи шаблона типа ядерного фильтра литографически формируют контакт15 ную маску, рисунок которой путем травления ионным лучом напряжением 1 кВ и плотностью тока 1 мА/см переносится в никелевый слой. При этом плотность тока и напряжение должны выбираться таким обра2Q зом, чтобы исключить усадку или разложение контактной маски и обеспечить соотношение скоростей травления никеля и маски 1. В данном случае достигается ;t 54 мм/мин для травления никеля. При соответствующем подборе газовых смесей для травления это

25

соотнощение можно оптимизировать с таким расчетом, чтобы сохранялись только незначительные остатки маски без существенного вытравливания поверхности подложки. После удаления остатков контактной мае.. ки методом плазменного травления или непрерывного ионно-лучевого травления на эту решетчатую (сотовую) структуру наносится фоторезист или электронный, резист и рисунок переносится на слой резиста методами фото- или ионно-лучевой литографии.

25 После обычного проявления и задублива- ния осушествляется гальваническое осаждение второго слоя никеля толщиной при- .мерно 5 мкм. После удаления резиста и подложки получают свободную .маску.

Пример 3. Описанная в примере 1 струк40

тура на подложке подвергается после наложения щаблона типа ядерного фильтра такой обработке, что созданные ядерным излучением дыры расплавляются, а на подложке остаются площадки из материала шаблона

д5 с диаметром около 1 мкм. Затем гальваническим путем наносится первый слой никеля толщиной около 5 .мкм так, что образовывается гладкая поверхность (сеть из никеля с площадками). Далее наносится фоторезист или электронный резист, причем струк

50 тура рисунков переносится по выщеуказан- ной методике. После гальванического осаждения второго слоя никеля подложка и остатки щаблона удаляются в соответствии с примеро.м 2.

55

Формула изобретения

1. Способ изготовления свободной маски для проекционных электронно- и ионнолучевых систем, включающий формирование первого рисунка из никеля на электропроводящей подложке, нанесение слоя резиста, литографическое формирование контактной маски, гальваническое нанесение второго рисунка из никеля и удаление контактной маски и подложки, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности процесса, при формировании первого рисунка из никеля используют шаблон типа ядерного фильтра со статистически распределенными порами, диаметр которых удовлетворяет соотнощение Р/М 0,05-0,2 (мкм), где М - масщтаб уменьшения проекционной системы, причем среднее расстояние между порами составляет не более 0,2 М (мкм).

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование первого рисунка из никеля осуществляют путем его гальванического осаждения на подложку через контактную маску, причем контактную маску выполняют из сухого пленочного фоторезиста.

3.Сп,особ по п. 2, отличающийся тем, что контактную маску выполняют с использованием вспомогательной маски из слоя двуокиси кремния путем ионно-лучевого травления сухого.пленочного фоторезиста ионаРедактор М. Андрушенко Заказ 5273/46

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ми кислорода, после чего вспомогательную маску удаляют.

4.Способ по п. 3, отличающийся тем, что вспомогательную маску формируют электронолитографией с использованием негативного электронорезиста путем селективного травления.

5.Способ по п. 3, отличающийся тем, что рисунок вспомогательной маски формиQ руют ионно-лучевой литографией с использованием в качестве негативного ионорезис- та молибдена.

6.Способ по п. 2, отличающийся тем. что контактную маску формируют путем наложения щаблона типа ядерного фильтра на подложку и бомбардировки его потоком ядерных частиц до образования площадок из материала шаблона со средним диаметром в пределах 0,1 -1,5 мкм.

7.Способ по п. 1, отличающийся тем, 0 что формирование первого рисунка из никеля приводят путем ионно-лучевого травления слоя через шаблон типа ядерного фильтра.

8.Способ по пп. 1,2 и 7, отличающийся тем, что первый рисунок из никеля формируют толщиной, не превышающей 10-кратной толщины второго рисунка.

5

Составитель А. Хохлов

Техред И. ВересКорректор И. Эрдейн

Тираж 421Подписное

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано на литографических операциях при изготовлении шаблонов для полупроводниковы. приборов и интегральных схем высокой степени интеграции. Цель - повышение про изводительности процесса изготовления свободной маски для электронно- и ионно-лу- чевых систем. Цель изобретения достигается тем, что формирование рисунка свободной маски осуществляют путем гальванического осаждения никеля на вспомогательную элек- тропроводяш.ую подложку через контактную маску из сухого пленочного фоторезиста, причем рисунок контактной маски получают с использованием в качестве шаблона ядерного фильтра со статически распределенными порами. Способ позволяет упростить процесс формирования рисунка свободной маски при сохранении высокого разрешения и необходимой толшины получаемой структуры. 7 з.п. ф-лы. fS (Л 00 01 to 4 сл