Способ литографии Советский патент 1991 года по МПК G03F7/26 

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано на литографических операциях при изготовлении высокоразрешающих шаблонов для полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа еа счет регулируемой светочувствительности маскирующей структуры. Экспериментально установлена температурная зависимость скорости растворения цинка в хапькогенидном стеклообразном полупроводнике (ХСП) системы As-S (с энергией активации 1 зВ). При комнатной температуре скорость растворения цинка пренебрежимо мала, что обеспечивает возможность длительного пребывания структуры на свету во

время подготовительных операций без какого-либо ухудшения параметров. На время экспонирования температура структуры повышается до обеспечения необходимой чувствительности. После облучения структура охлаждается, светочувствительность исчезает л последующие операции также можно проводить на свету.

Для обеспечения регулируемой светочувствительности в качестве ХСП использован материал AsxSioo-x при 4 1 х 45 толщиной 0,1 di 0.3 мкм. При использовании таких составов при толщинах, удовлетворяющих условию 0. 0.3 мкм,обеспечивается селективность травления облученных и необлученных участков и реализуется возможность проведения литографического процесса.--4Ь.

XI

СА СЛ О

сх

Прм X 41 существенно понижается светочувствительность вследствие уменьшения скорости фоторастворенмя цмнка в ХСП, что не обеспечивает получение селективного травления,

При X 45 наблюдается склонность к кристаллизации, что приводит к снижению разрешающей способности м светочувстЕи- тельности.

При di 0,1 мкм в пленке ХСП образуются микропоры, что не обеспечивает селективность травления.

При di 0,3 мкм суидественно портится paapeojaraiMafl способность,

Также обнаружено, что (/.спользование 8 качестве металлического слоя цинка обеспечивает регулируемую светочувствительность. Использование других металлов регулируемую светочувствительность не дает. Экспериментально установлено, что для реализации дан ноге фотолитографического процесса с целью обеспечения селективности травления соотношение толщин пленки ХСП и слоя цинка должно находиться в пределах 5-60, При таком соотношении толщин обеспечивается необходимая для проведения литографического процесса селективность травления облученных и необлученных участков.

При соотношении толщины менее 5 фо- тостиг улированное изменение скорости растворения области ХСП, легированной цинком, крайни мало, по не обеспечивает реализацию фотолитографического процесса.

При соотношении толщин более 60 время, необходимое для растворения цинка в ХСП, очень велико у; за это время проходит темновая дибфузмя, что резко ухудшает селективность травленил.

Для реализации данного литографического процесса зкспонирование проводят прм температуре в течение време- нм io, ор.рздеяяемого из выражения 60 -о 500 / IT , где 1 - интенсивность зкспонируюа его света, Вт/см ; Т - температура по,ц 1ожки, °С; - коэффициент, С Вттрад/сн,

При Т 60°С существенно уменьшается скорость фсторастворений цинка в ХСП, что оривод /1т к снижению светочувствительности.

При наряду с .фотодиффуз-ь яей оказывается существенным влияние термической диффузий цинка, что приводит к снижению светочувствительности литографического процесса,

Экспонмровзнме Е течение времени to и GOO/IT обеспечивает селективность травления облученных и необлученных участков, что позволяет реализовать литографический процесс.

При to 60/3/IT селективность травле- 5 ния не обеспечивается, так как очень мала скорость растворения цинка.

При to 500 /iT селективность травления не обеспечивается вследствие наличие темновой диффу,-эии,

iO П р и м а р 1, На подложку методом термического испарения в вакууме 2-3 Па наносилась пленка толщиной 0,3 мкм на вакуумной установке типа АВП-0,5, Вещество As45S55 получено из исходных ма5 териалов S-OC4 16-5 и As-ОСЧ 21-5 в лабораторных условиях. В качестве испарителя использовалась танталовая лодочка толщиной 0,2 мм, длина лодочки 4 см, высота 0,5 см. Подложка помещалась на стеклянном

0 стакане над испарителем на расстоянии 20 см от лодочки. Через испаритель пропускался ток 18А, Вещество AsAsSss напылялось в течение времени ,5 мин. При этом толщина пленки составила 0,3 мкм. Контроль за

5 толщиной пленки осуществлялся с помощью кварцевого измерителя толщины КИТ-1,

На пленку наносился слой цинка толщиной 0,02 мкм на той же вакуумной

0 установке. Подложка помещалась на стеклянном стакане над испарител-ем на расстоянии 15 см от лодочки. Цинк помещался в лодочке в виде,гранул. Через испаритель пропуск.-пся ток 12 А. При этом образовы5 вался слой цинка толщиной ,02 мкм. Толщина слоя цинка измерялась в процессе напыления с помощью кварцевого измерителя толщины КИТ-1,

Полученная после напыления структура

0 была извлечена из вакуумной установки на свет (комнатный). При комнатном освещении структура была приведена в тесный контакте массой, обеспечивающей получение требуе- vioro литографического изображений,

5Затем структура была нагрета до и

было проведено экспонирование, В качестве источника света использовался проектор Свитязь, Расстояние от проектора до экспонируемой структуры составляло 15 см,

0 Экспонирование данной системы проводилось в течение времени to 60 с, В результате экспонирования на данной структуре образуются участки ХСП. легированные и нелегированные цинком,

5Непрореагировавший слой металла

удаляют в 0,5% растворе HN03 в течение 10 с, а травление проводится в травителе состава: диметияформамид -- 99,5% и этилен- диамин (ЭДА)-0.5%,

Полученное литографическое изображение характеризуется разрешающей способностью 3000 ЛИН/ММ. Светочувствительность была установлена за счет терморегулируемости на уровне 10 .

По методике, подобной описанной в примере, были реализованы литографические процессы при различных режимах, которые показали, что использовгн е предложенного способа позволяет проводить все подготоаительные операции при комнатном осеещен Н , ffpsi этом параметры полученных литографических структур не ухудшаются по сравнению с прототипом.

П р м м е р2. Приготовление литографи- ческой структуры, ее экспонировзние и удаление непрореагировавшего слоя металла Г5рсводились так же, как в npiiMepe 1, Травление проводилось в плазме CF4.

Формула / зо5ретений Способ литографии, включающий последовательное нанесение на подложку в вакууме nnai- км неорганг/гческого резиста их

5

10

5

0

халькогенидного стеклообразного проводника и слоя металла, формирование скрытого изображения путем селективного экспонирования и проявление скрытого изображения, отличаю щийся тем, что. с целью расширения технологических возможностей способа, а качестве халькогенидного стеклообразного полупроводника используют материал состава AsxSioo-x. где 41 х :2 45 толщиной 0,1-0,3 мкм, а в качестве металла - цинк при соотношении толщин, пленки полупроводника и слоя цинка 5-60, причем экспонирование проводят при температуре подложки 60-80°С в течение времени to, определяемого из выражения

60 уб/1 Т to 500 /5/i Т ,

где - интенсивность экспонирующего света, Вт/см ;

Т-температура подложки при экспонировании, °С;

/5-коэффициент, с Вт- гpaд/cм.

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано на литографических операциях при изготовлении высокоразрешающих шаблонов для полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа. На подложку испарением в вакууме наносят пленку халькогенидного стеклообразного полупроводника (ХСП) системы AsxS 100-х. где 41 X 45,толщиной 0.1-0.3 мкм и слой Zn. Соотношение толщин пленки ХСП и слоя Zn выбирают в пределах 5-60. Экспонирование проводят при температуре подложки 60-80°С в течение времени, определяемого предложенным расчетным выражением. Использование неорганического резиста ХСП-Zn предложенного состава за счет имеющей место регулируемой светочувствительности позволяет проводить все подготовительные операции на свету без ухудшения параметров формируемых структур. (Л с