Способ формирования рисунка Советский патент 1991 года по МПК G03F7/26 H01L21/312 

Изобретение относится к технологии микроэлектроники и может быть использовано при создании устройств на основе сверхпроводящих материалов.

Цель изобретения - расширение области применения способа.

В соответствии с предложенным способом пленка высокотемпературного оксидного сверхпроводящего материала не соприкасается с резистом или каким-либо растворителем. Она соприкасается лишь с неорганическим маскирующим слоем SiO или э при температурах настолько низких, что диффузий алюминия или кремния в сверхпроводящий слой не может иметь места. Таким образом, предложенный способ позволяет формировать рисунок с элементами микронных размеров в пленках высокотемпературных оксидных сверхпроводящих материалов без ухудшения их сверхпроводящих свойств, например снижения критической температуры. Использование для плазменного травления высокотемпературных оксидных сверхпроводящих материалов плазмы, содержащей по крайней мере одно из соединений НС1 или С1г, обусловлено тем, что различия в скорости травления в плазме указанного

О5

с& to

оэ

ОЭ

ы

состава неорганических макирующих слоев SiO или A120 и высокотемпературных оксидных сверхпроводников являются достаточно большими для формирования рисунка селективным травлением без использования дополнительных останавливающих травление слоев.

По предложенному способу могут использ оваться высокотемпературные оксидные сверхпроводящие материалы общей формулы

YBazCu307 tfflFtf,

где tf. 0...1, 8 0,1...О,5

Частичная замена в указанной композиционной формуле кислорода фтором вплоть до одного атома приводит к увеличению критической температуры. Кроме того, иттрий может быть замещен одним или несколькими редкоземельными металлами, а барий может быть замещен другим щелочно-зе- мельным металлом, например, стронцием. Резистивная маска может быть получена любым известным способом, в том числе, с помощью трафаретной печати, фото- , электроне- и рент- генолитографии. Использование для переноса рисунка из слоя резиста в неорганический маскирующий слой плазмы смеси фтороформа и аргона обусловлено тем, что скорость травления резиста в плазме указанного состава значительно меньше скорости травления неорганического маскирующего слоя SiO или .

Удаление резиста в кислородной плазме также позволяет избежать контакта сверхпроводящей пленки с органическими растворителями или другими жидкими реактивами, приводящего к ухудшению сверхпроводящих свойств используемого материала. Реализация способа возможна с использованием как позитивного, так и негативного резистов.

Пример 1.На подложку из SrTiO,Ј с площадью поверхности 5 смг с помощью триодного распыления наносят слой 8 -толщиной 0,3 мкм и подвергают его обрабоке в кислороде при температуре 850и Полученный слой является высокотемпературным оксидным сверхпроводящим слоем с критической температурой v93 К. Затем наносят слой оксида ал0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

миния э толщиной 0,3 мкм методом высокочастотного ионного распыления. После этого методом иентрифугирова- / ния наносят слой ПОЗУ ГИБКОГО фоторезиста на основе новолака и хиноидиа- зида AZ-1350J. Слой резиста сушат при температуре 80°С в течение 20 мин и экспонируют через фотошаблон ультрафиолетовым излучением в течение 45 с. Затем слой резиста нагревают в течение 5 мин до температуры 120°С.После этого проявляют рисунок в слое резиста в 0,1 N растворе гид- роксида натрия в воде, промывают, сушат и выдерживают при температуре 120°С в течение 15 мин.

Слой подвергают травлению в плазме смеси фтороформа CHFo и аргона в объемном соотношении 1:4 через резистивную маску. Травление осуществляют при температуре 50°С, давлении 1 Па и плотности мощности 1 Вт/см . При этом скорость травления в 8 раз превышает скорость травления материала сверхпроводящего слоя. После этого осуществляют нагрев подложки до температуры 180°С в азотной плазме при давлении 100 Па и плотности мощности 6 Вт/см2, и удаляют слой резиста в кислородной плазме при том же давлении и плотности мощности 2 Вт/см2- в течение 25 мин. Затем слой высокотемпературного оксидного сверхпроводящего материала подвергают травлению в плазме НС1 при температуре 50 С, давлении / 1 Па-и плотности мощности 2 Вт/см2 в течение 10-12 мин. При этом скорость травления сверхпроводящего материала составляет 1,8 мкм/ч, а скорость травления А 1.2.0з - 0,6 мкм/ч. Оставшийся слой удаляют травлением в плазме смеси фтороформа и аргона при указанных режимах в течение л 6 мин.

В результате в пленке высокотемпературного оксидного сверхпроводящего материала получен рисунок с шириной линий менее 2,0 мкм без снижения критической температуры и ухудшения сверхпроводящих свойств используемого материала.

Пример 2. Аналогичен примеру 1, однако в качестве неорганического маскирующего слоя вместо используют слой толщиной 0,5 мкм, полученный путем распыления или химического осаждения из паровой фазы при температуре 300°С.

Результат аналогичен примеру 1. Формула изобретения

1. Способ формирования рисунка, включающий нанесение на электрически изолированную подложку функционального слоя, нанесение неорганического маскирующего слоя оксида кремния или/и оксида алюминия, формирование резистивной маски путем нанесения слоя резиста, его селективного экспонирования и проявления, перенос рисунка резистивной маски в неорганический маскирующий слой путем его травления в плазме смеси фтороформа и аргона через резистив- ную маску, удаление слоя резиста травлением в кислородной плазме,

5

0

селективное плазменное травление функционального слоя и удаление неорганического маскирующего слоя травлением в плазме смеси фтороформа и аргона, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения способа, в качестве материала функционального слоя используют высокотемпературный оксидный сверхпроводящий материал общей формулы tf&F. где ot 0. ..1, Ј 0,1...0,5, а плазменное травление функционального слоя осуществляют в хлорсо- держащей плазме.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что хлорсодержащая плазма содержит по крайней мере одно из соединений НС1 или С1

Изобретение относится к технологии микроэлектроники и может быть использовано при создании устройств на основе сверхпроводящих материалов. Цель изобретения - расширение области применения способа. На подложку наносят слой высокотемпературного оксидного сверхпроводящего материала (ВОС) и неорганический маскирующий слой (МС) SIO₂ и/или AL₂O₃. Формируют резистивную маску, через которую травят МС в плазме (П) смеси фтороформа и аргона. Резистивную маску удаляют в кислородной П. Через МС травят ВОС в П, содержащей HCL или CL₂. МС удаляют травлением в П смеси фтороформа и аргона. В процессе обработки ВОС контактирует только с МС при достаточно низких температурах, что позволяет предотвратить ухудшение сверхпроводящих свойств ВОС. Без критической температуры ВОС в слое ВОС получен рисунок с шириной линии менее 2,0 мкм. 1 з.п. ф-лы.