СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОШАБЛОНОВ Советский патент 1996 года по МПК G03F1/00 G03F7/26 

Изобретение относится к технологии микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении фотошаблонов методом электронолитографии.

Цель изобретения повышение выхода годных фотошаблонов за счет улучшения адгезии электронорезиста к металлическому маскирующему слою.

Использование СВЧ-излучения при изготовлении фотошаблонов связано с особенностями распространения и поглощения этого излучения в различных материалах. Часть энергии переменного электрического поля СВЧ-излучения расходуется на нагрев являющегося диэлектриком электронорезиста. Поглощение СВЧ-энергии в проводящем маскирующем слое (например, хрома) обусловлено проникновением магнитного поля на некоторую глубину, что вызывает в поверхностном слое вихревые токи, разогревающие проводящий материал. Положительный эффект при этом достигается за счет повышения адгезии резиста к металлическому слою, металлического слоя к подложке, равномерного прогрева всего слоя резиста, снятия механических напряжений и направленного изменения структуры резиста.

Дополнительная СВЧ-обработка необходима лишь при изготовлении фотошаблонов с использованием электронолитографии и электронорезистов на основе полиметилметакрилата, что связано с невысокой стойкостью таких резистов при травлении маскирующего металлического покрытия. Для других типов резистов (например, AZ 1415 и др.) характерна высокая адгезия к хромовому покрытию, и дополнительной СВЧ-обработки не требуется.

Положительный эффект от дополнительной обработки в СВЧ-поле достигается только в диапазоне удельной мощности излучения 0,2-0,8 Вт/см² при длительности обработки 10-60 с. Снижение удельной мощности до ниже 0,2 Вт/см² даже при длительности обработки 5-10 мин лишь слабо изменяет свойства электронорезиста, его адгезию к слою металла, устойчивость при химических и плазмохимических обработках и, в конечном итоге, выход годных. Повышение удельной мощности СВЧ-обработки до выше 0,8 Вт/см² приводит к невоспроизводимым результатам и даже к получению отрицательного результата, т.е. к резкому снижению выхода годных (даже по сравнению со способом-прототипом). Такое повышение удельной мощности так же, как и увеличение длительности обработки до свыше 60 с, приводит к слишком большим и резким выделениям тепловой мощности в маскирующем металлическом слое, что вызывает высокие механические напряжения в системе за счет разных коэффициентов теплового расширения маскирующего покрытия и стеклянной или кварцевой заготовки. Это, в свою очередь, приводит к растрескиванию резистивного покрытия и даже к разрушению фотошаблона.

Положительный результат дает только использование двухстадийной термообработки с удалением основных количеств растворителя и влаги традиционным методом и последующей обработкой в СВЧ-поле с удалением оставшейся части растворителя и следов влаги и воздействием на структуру электронорезиста и границу раздела электронорезист маскирующий слой хрома.

П р и м е р. Изготовление эталонных фотошаблонов размером 102 х 102 мм² с шириной линий рисунка 1 мкм с хромовым маскирующим слоем, поверх которого нанесен позитивный электронорезист толщиной 0,4-0,5 мкм, проводили методом электронолитографии с использованием установки электронно-лучевого экспонирования ZBA. Полученные результаты приведены в таблице.

Проявление экспонированного слоя проводили в смесях метилэтилкетона с толуолом или изопропиловым спиртом в зависимости от типа электронного резиста. Температура проявителя комнатная, типичное время проявления 40 с.

Первую термообработку (сушку) проявленного резиста проводили в воздушном термостате при 110^оС в течение 30 мин.

СВЧ-обработку шаблона проводили на установке "Электроника-502", модернизированной для обработки фотошаблонов. Пластины располагали перпендикулярно направленности поля при различных режимах обработки (см. таблицу).

Травление маскирующего слоя хрома проводили в двух различных вариантах:
при двухэтапном жидкостном химическом травлении (методика, принятая в отрасли в настоящее время) с использованием цериевого травителя (50 мг H₂SO₄, 150 г CeNO₃ и 750 мл Н₂О), на первом этапе удаляли основную часть хрома, а на втором оставшуюся часть (до полного удаления хрома на открытых участках), между двумя этапами травления шаблоны промывали в течение 2 мин в 2%-ном растворе соляной кислоты (примеры 1-4 в таблице);
плазмохимическое одноэтапное травление хрома в смеси 10% CCl₄ и 90% О₂ на установке плазмохимического травления типа "Корона" с реактором диодного типа, частота 13,56 МГц, мощность 0,4 Вт/см² (примеры 5 и 6).

Отмывку шаблона от электронорезиста проводили в горячем (50^оС) растворе диметилформамида.

В таблице примеры 1-6 соответствуют предлагаемым режимам, примеры 7-10 соответствуют режимам, выходящим за рамки предлагаемых, примеры 11-12 соответствуют способу-прототипу, а пример 13 обработке в СВЧ-поле без предварительной термообработки.

Из приведенных в таблице результатов видно, что использование изобретения обеспечивает увеличение процента выхода годных фотошаблонов за счет повышения качества топологического рисунка, экономию дорогостоящих кварцевых и стеклянных фотошаблонных заготовок, а также сокращение времени технологического цикла изготовления комплектов фотошаблонов.

Изобретение относится к технологии микроэлектроники. Цель изобретения - повышение выхода годных фотошаблонов за счет улучшения адгезии электронорезистора (ЭР) на основе полиметилметакрилата к металлическому маскирующему покрытию (МП). На стеклянную или кварцевую подложку наносят слой МП (например, хрома) и слой ЭР. ЭР экспонируют электронным лучом, проявляют и задубливают в термостате. Затем подложку обрабатывают в СВЧ-поле с удельной мощностью 0,2 - 0,8 Вт/см² в течение 10 - 60 с. После этого осуществляют травление МП. Использование СВЧ-обработки после термообработки в термостате позволяет осуществить равномерный прогрев всего слоя ЭР, удалить оставшуюся часть растворителя и влаги, снять механические напряжения и тем самым повысить адгезию ЭР к МП. 1 табл.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОШАБЛОНОВ, включающий нанесение на подложку металлического маскирующего слоя, нанесение слоя электронорезиста на основе полиметилметакрилата, его сушку, экспонирование, проявление, термическое задубливание и селективное травление маскирующего слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных за счет улучшения адгезии электронорезиста к металлическому маскирующему слою, перед травлением проводят обработку подложки в СВЧ-поле с удельной мощностью 0,2 - 0,8 Вт/см² в течение 10 - 60 с.