Способ сушки слоя фоторезиста на подложке и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК H01L21/312 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано на фотолитографических операциях при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Целью изобретения является улучшение качества слоя фоторезиста и повышение воспроизводимости процесса за счет более точного определения момента полного удаления растворителя из фоторезиста

Слои фоторезиста, не содержащие растворителей, находятся в стеклообразном состоянии и имеют диэлектрическую проницаемость (в зависимости от типа фоторезиста) от 1,5 до 2,1. Фоторезистивные слои после их нанесения до завершения сушки можно рассматривать как пластифицированные растворителями полимеры. Наличие растворителей в слое фоторезиста вызывает увеличение диэлектрической проницаемости материала слоя вследствие того, что величина диэлектрической проницаемости используемых в фоторезистах растворителей

(Сдиметилформамида - 37,6, Јметилэтилкетона - 18,50; Јацетона 20,74; Ацетатов 8...40, и т.п.) много больше величины диэлектрической проницаемости слоев фоторезиста, не содержащих растворителей (покрытий 1,5...2,1). По мере удаления растворителей величина диэлектрической проницаемости материала слоя будет уменьшаться, и при полном удалении растворителей она становится равной величине диэлектрической проницаемости покрытия из фоторезиста, находящегося в стеклообразном состоянии. Прекращение дальнейшей термообработки исключает возможность термолиза светочувствительной компоненты фоторезиста.

В процессе термообработки слоя фоторезиста, нанесенного на подложку со сформированным на ее поверхности тонкопленочным гребенчатым.конденсатором, за счет испарения растворителей из слоя фоторезиста происходит уменьшение емкости гребенчатого конденсатора, и при полном удалении

М Ю

ы со J

растворителей величина с знсзит- ся минимальной

Со АС,

где Смин - минимальное знэчег«т емкости гребенчатого конденсатора, достигаемое при полном удалении растворителей из слоя фоторезиста,

Со - значение емкости грьбе жатого конденсатора, покрытого слоем фоторезиста, в начальный момент термообработки;

АС - изменение емкости гребенчатою конденсатора з процессе термообработка слоя фоторезиста, происходящее за оиет уменьшения диэлектрической проимцз емости материала слоя, так и тол шины слоя, в результате испарения растворителей. Та как происходящее в процессе термообработки в результате удаления рителей из слоя фоторезиста относи ельнов изменение диэлектрической проницаемости материала слоя много бопьше относительного изменения толщины слоя, то зависимость изменения емкости АС от изменен ;) диэлектрической проницаемости материала слоя имеет линейный характер. Поэтому уменьшение емкости тонкопленочного гребенчатого конденсатора в процессе термообработки пропорционально уменьшению диэлектрической проницаемости материала слоя, что позволяет использовать емкост- ный метод для измерения изменения диэлектрической проницаемости материала слоя. В этом случае определение времени термообработки, требуемого для воспроизводимого получения высококачеслтенных покрытий из фоторезиста, осуществляют измерением времени изменения значений диэлектрической проницаемости материала слоя емкостным методом,

CyaiHocib изобретения поясняется чертежом, где изображено устройство для реализации предложенного способа.

Устройство содержит камеру i гоуппо- вой обработки, состоящую из корпуса 2 с уплотнением 3, и крышки 4 и снабженную нагревателем 5, кассету 6с подложками 7 со слоями 8 фоторезиста, размещенную Р камере 1, блока контроля параметров слоя фоторезиста, состоящего из датчика 9 с; нанесенным на него слоем фоторезиста, установленного в кассете 5 вместе с подложками 7 и диэлектрически соединенного посредством пружинных контактов 10 и проводников 11 с измерительным устройством 12, например цифровым измерителем параметров конденсаторов Е7-8. Да чик 9 выполнен в виде тонкопленочного ггебен- чатого конденсатора 13, расположенного на подложке.

П р и м е р. На подложки 7 из ситаллэ наносили напылением в вакууме танкопле- чочную структуру V-Cu- NI суммарной тсл- щиьой 1,0±0,1 мкм. На одной из таких

подложек методами фотолитографии изго- а вливался токнопленочный гребенчатый кжденсатор 13, который использоватся в дальнейшем в качестве датчика Я. Емкость гребенчатого конденсатора 13, не покрытогс слоем 3 фоторезиста, измерялась цифро- РЫМ измерителем Е7-8 и составила 17,24 пФ.

Датчик 9 устанавливался в кассету 6 вместе с группой одновременно обоабатываемых подложек 7. при этом электроды тонкогыенгчного гребенчатого конденсатора 13 электрически соединялись пружинными контактами 10 и проводниками 11 с цифровым измерителем Е7- У

Нанесение слоя 8 фоторезиста ФП-383 осуществлялось методом вытягивания с замедлением одновременно на все подложки, размещенные в кассете, с использованием приспособления, исключающего испарение

растворителей в процессе нанесения слоя Затем кассета б с подложками 7 с нанесенными на них слоями 8 Фоторезиста помещалась в камеру 1 ть мокомпрессионной обраГчккн, тзмперат ра в которой состдвляла 95±5°С. После этого камера 1 герметично закрывалась крышкой 4, в ней создавалось давление газооЬразного азота (3...6) 105 Па и с помощью измерителя 12 Е7-8 фиксировалась величина емкости тонкопленочною

гребенчатого конденсатора 13, похрь того слоем 8 фоторезиста, которая составляла 22,81 пФ в начэльный момент термообработки. В процессе термообработки происходило изменение состава слоя 8 фоторезиста в результате испарения из него растворителей, вызывающее изменение диэлектрической проницаемости материала слоя 8 и приводящее за счет этого к постепенному уменьшению емкости гребенчатого конденсатора 13.

После термообработки в течение 3 мин 20 с емкость тонкопленочного гребенчатого конденсатора Остановилась равной 19,67 пФ, it ее дальнейшего изменения не происходило, что указывало на прекращение изменения диэлектрической проницаемости чзтесиала слоя и свидетельствовало о завершении процесса удаления растворителей из слоя 0 фоторезиста.

Затем в камере 1 термокомпрессорной

обработки создавалось давление, равное атмосферному, открывалась крышка 4, кас- esrs 6 с подложками 7 извлекалась из камеры.

После удаленил с датчика 9 с тонкопленочным гребенчатым конденсатором 13 слоя 8 из фоторезиста эта подложка вновь могла использоваться в качестве датчика Формула изобретения 1 Способ сушки слоя фоторезиста на подложке, включающий термообработку слоя фоторезиста с одновременным контролем процесса путем измерения одного из параметров слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слоя и воспроизводимости процесса за счет повышения точности определения момента его окончания, при контроле в качестве измеря0

емого параметра слоя используют его диэлектрическую проницаемость.

2. Устройство для сушки слоя фоторезиста на подложке, содержащее камеру термообработки с блоком контроля, отличающееся тем, что, с целью повышения качества слоя и воспроизводимости процесса за счет повышения точности определения момента его окончания, блок контроле содержит измеритель параметров конденсаторов и электрически соединенный с ним емкостный датчик, выполненный в виде гребенчатого конденсатора, расположенного на диэлектрической подложке

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Цель изобретения - улучшение качества покрытия. Подложки с нанесенным слоем фоторезиста подвергают сушке в камере групповой обработки. Контроль процесса осуществляют путем измерения диэлектрической проницаемости материала слоя емкостным метопом. Процесс прекращают при достижении диэлектрической проницаемости постоянного значения. В качестве датчика используется тонкопленочный гребенчатый конденсатор. Способ позволяет более точно определить момент окончания процесса сушки, что исключает возможность термолиза светочувствительной компоненты. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

777/7/77777: 7777777ZZZZZZ/y ZZZ ZZZZ ZZZZZ 7877.