Способ изготовления фотошаблона Советский патент 1992 года по МПК G03F1/00 

ся

с

Изобретение относится к области микроэлектроники. Цель изрбретения - расширение технологических возможностей способа и увеличение износостойкости фотошаблона. На стеклянную подложку в вакууме наносят двухслойное маскирующее покрытие на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников (ХСП). Первый слой формируют из ХСП системы GexS4. я где 39 Ј х & Ы, при скорости конденса- ции 60-80 А/мин по получения толщины слоя 300-600 А. В качестве ХСП второго слоя используют материал системы As-Se. Использование Ge-S в качестве материала первого слоя и его формирование при предложенных режимах позволяют получать покрытия на подложках размером более чем 100x100 мм с высокой адгезией.

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

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа и повышение износостойкости фотошаблона.

,Выбранный халькогенидный стеклообразный полупроводник (ХСП) для нанесения первого слоя маскирующего покрытия фотошаблона срстава Ge,S,.x, где 39 Ј х 41, стеклообразной структуры обеспечивает формирование стеклообразной структуры и второго слоя из AsSe, которая ответственна за максимальную светочувствительность этого материала, высокие значения адгезионной прочности двухслойной композиции фотошаблона и быстрое растворение и том же тра- вителе, что и материал второго слоя.

Кроме того, достигается существенное упрощение процесса изготовления фотошаблона за счет того, что напыление осуществляют в едином технологическом цикле термическим напылением в вакууме, позволяющим наносить равномерные слои ХСП на большие подложки, т.е. тем самым увеличивать рабочую площадь фотошаблона до размеров более чем мм.

При нанесении первого слоя, прилегающего к подложке.из материала GexS4-x где х 39, появляющаяся- в этих ХСП склонность к кристаллизации приводит к рыхлости слоя, что в свою очередь снижает как адгезию к подложке, так и межспоевую адгезию,

ел

00

о

О

а также снижает и разрешающую способность Лотошаблона, При х 41 происходит изменение структуры материала таким образом, что он перестает растворяться в моноэтаноламине, способствуя тем самым возникновению вуали на фотошаблоне, т.е. не обеспечивается получение фотошаблона высокого разрешения с большим рабочим полем.

Выбранные интервалы скорости конденсации 60 А/мин 6 v Ј 80оХ/мин и толщины 300 А 6 d 6 600 А обеспечивают равномерное нанесение тонкого слоя на большой площади в едином тех- нологическом цикле с вторым слоем, что позволяет существенно упростить технологический процесс изготовления фотошаблона.

При скорости конденсации v

«Ј 60 А/мин слой осаждается неравномерно, что приводит к нарушению его сплошности. Второй слой, повторяя структуру нижнего слоя, становится дефектным, что приводит к невозмож- ности получения фотошаблона высокого разрешения с большим рабочим nongM. При скорости конденсации v 80 А/мин структура первого слоя изменяется таким образом, что она перестает тра- виться в том же травителе, что и верхний слой, а именно в моноэтаноламине. Подобное обстоятельство приводят к появлению вуали и снижению контраст- ности полученного изображения.

При толщине первого слоя меньше 300 А нарушается сплошность слоя, что вызывает рост дефектов при нанесении второго светочувствительного слоя. При увеличении толщины первого слоя более 600 А происходит уменьшение светопропускания проявленной подложки и появление вуали из-за невозмож ности полного удаления слоя, т.е. снижается контрастность полученного изображения.

Пример. Фотошаблон, состоящий из двухслойного маскирующего и фото- ре эистивного покрытия из ХСП, изготавливав следующим образом. .

Материалы маскирующего покрытия, а именно сульфид германия и селенид , мышьяка, синтезируют из исходных компонентов S, As, Se и Ge марок СВЧ-5 методом сплавления в вакууме в кварцевых ампулах при следующих режимах. Селенид мышьяка синтезируют при 700°С в течение 10 ч, охлаждение производят в режиме выключенной печи

j

0

5 0

5

0

5

0

5

в течение 10-11 ч. Сульфид германия синтезируют при 960 С в течение 40 ч. Для получения стеклообрачной структуры осуществляют резкое охлаждение расплава от 700 до О С (погружая раскаленную ампулу в воду со льдом) с заданной величиной х (39 Ј х ; 41).

Напыление слоев маскирующего и фоторезистивного покрытия производят в одном технологическом цикле на установке типа УВР-1 на стеклянные пластины размером 120x120 мм, очищенные горячим перекисно-аммиачным раствором с последующей промывкой проточной деионизованной водой. Подложку располагают в кассете держателя под испарителем на расстоянии 300 мм. Испарение производят из танталового тигля методом термического испарения в вакууме при давлении паров остаточных газов 2-3-10 мм рт.ст. Испарители изолированы друг от друга.

Сначала на стеклянную подложку наносят слой материала стеклообразной структуры при токе на испарителе 8 А со скоростью конденсации 60 А/мин в течение 5 мин. Толщина пленок определяется в процессе напыле- ,4 ния прибором КИТ-1, а время - секундомером. Толщина слоя 300 А.

После напыления этого слоя подлож- кодержатель автоматически-перемещается к другому танталовому испарителю с материалом AsSe. Слой осаждается при скорости конденсации 400 А/мин в течение 6 мин, т.е. до толщины- 0,24 мкм.

Экспонирование изображения проводят ртутной лампой ДРШ-350 через эта- лонный шаблон типа Мира в течение 1 мин. Проявление изображения одновременно в двух слоях проводят в моно- этаноламине в течение 5-6 мин с последующей промывкой в спирте и дистиллированной воде.

Полученное рельефное изображение шаблона Мира показало разрешение элементов с размерами 0,8-1,0 мкм по всей площади фотошаблона размером 120x120 мм. Фотошаблон подвергался испытаниям на адгезионную прочность по методу царапания.

В ходе испытаний установлено, что адгезионная прочность предлагаемогр фотошаблона составляет Н 300+5 Гр, а у фотошаблона по прототипу Н ц« в 90tO,5 Гр. Таким образом, сравни515493666

тельные испытания показали, что пред- изображения путем экспонирования и латаемый фотошаблон имеет более высо- проявление скрытого изображения, о т- кие значения адгезионной прочностиличающийся тем, что, с

на большей площади.целью расширения технологических

Формула изобретения возможностей способа и увеличения из-1

носостойкости фотошаблона, в качестСпособ изготовления фотошаблона,ве халькогенидного стеклообразного

включающий нанесение в вакууме наполупроводника первого слоя испольэуподложку первого слоя халькогенидного 10 т материал системы , где стеклообразного полупроводника, нане- 39 Ј х & 41, причем его нанесение сение второго слоя халькогенидногоосуществляют термическим напылением

стеклообразного полупроводника напри скорости конденсации 6О-80 А/мин

основе As - Se, получение скрытогодо получения толщины слоя 300-600 А.