Фотошаблон Советский патент 1976 года по МПК H05K3/06 G03B27/02 

1

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к конструкциям вспомогательных приспособлений, используемых при производстве интегральных микросхем и полупроводниковых приборов.

Известен фотошаблон, содержащий стеклянную подложку, па поверхности которой выполнен двухслойный рисунок из маскирующих материалов.

Однако известный фотошаблон с утолщенными Краями по периметру копируемого рисунка обладает следующими недостатками: край копируемого рисунка в процессе эксплуатации фотошаблона подвергается трению о контактируемую поверхность микросхемы; низкая разрешающая способность, обусловленная диффузным краем копируемого рисунка, образованного в процессе диффузии меди в стеклянную основу фотошаблона; повышенная концентрация дефектов однослойного покрытия, особенно в средней части копируемых элементов; низкая контрастность маскирующих прозрачных элементов в видимой области спектра (усложняется совмещение рисунка фотошаблона с элементами интегральных микросхем) .

С целью повышения износостойкости фотошаблона, разрешающей способности и точности совмещения в предлагаемом фотошаблоне элементы рисунка верхнего слоя идентичны по

форл;е элементам рисунка нижнего слоя, по меньше их по площади, причем осп симметрии соответствующих элементов рисунка обоих слоев совпадают, кроме того, нижний слой выполнен из материала, прозрачного в видимой и непрозрачного в ультрафполетозой областях спектра, а верхний слой - из материала, непрозрачного в упомянутых областях спектра, например из кремния и сплава никеля с фосфором соответственно.

На чертеже приведен предлагаемый фотошаблон со стеклянным оспованпем 1, прозрачным (копируемым) рисунком 2, непрозрачным (защитным) рисунком 3.

В процессе эксплуатации такого фотошаблона исключается трение краев прозрачного рисунка, определяющих точность воспроизведения заданной копии, об экспонируемую поверхность подложки ИС и тем самым обеспечивается высокая износостойкость фотошаблона. С другой стороны, выполнение краев копируемого рисунка фотошаблона на одном слое определяет его высокую разрешающую способность. Толщина маскирующего прозрачного к видимой области спектра слоя может быть очень малой (100-1000 А°), п обычно она оптимизируется в соответствии с оптическими характеристиками маскирующего материала и ультрафиолетовых ламп, используемых в светокопировальных процессах. Фотошаблон без каких-либо изменений выдерживает около 500 контактов. Сама же конструкция обеспечивает возможность изготовления на поверхности окисленных пластинок кремния копий рисунка с пробельными участками шириной 2,5 мкм, с шириной штриха 2,5 мкм при неровности краев не свыше +0,3 мкм.

На поверхность плоскопараллельной заготовки наносят термическим напылением пленку кремния. После этого последовательно обрабатывают металлизированную заготовку в растворе хромпика - 5 мин, дистиллированной воде - 5 мин, дистиллированной проточной воде - 10 мин и сушат с целью удаления следов азотной кислоты при 120-150°С в течение 15 мин.

После подготовки подложка подвергается сенсибилизации, например, в растворе хлористого олова 40 г/л и НС1 40 мл в течение 2-5 мин, промывается от следов , активируется в подкисленном растворе хлористого палладия 1-2 г/л или другого раствора, содержаш:его соли металлов платиновой группы. Затем тщательно отмывается от следов ионов палладия (или ионов другого активатора) в дистиллированной воде. После высушивания при температуре 120°С стекло помегцают на 60-120 сек в раствор следующего состава, г/л:

Никель сернокислый18,0

Гипофосфит натрия7,5

Натрий уксуснокислый7,5

Температура раствора 72-75°С; рН раствора 4,5-5 (доводится уксусной кислотой). При этом получают пленку толщиной 0,1-0,3 мкм.

Отжиг металлизированных подложек производят при 300-350°С в инертной среде, например в аргоие в течение 3-4 час или в вакууме не ниже 2-3-10 мм рт. ст. в течение 2-3 час. В обоих случаях охлаждение образцов производится вместе с печью.

В результате указанной выше технологии получается двухслойная плеяка, низкий полупрозрачный слой которой инертен к травителю, растворяющему верхний слой. После фотолитографии и травления верхнего слоя (химически осажденный сплав никель-фосфор) в травителе состава, мл:

Вода250,0

Глицерин150,0

Азотная кислота450,0

Серная кислота150,0

обнаруживаются дефекты фотолитографии в верхнем слое фотошаблона, которые ликвидируются с помощью ретуши кислотостойкой маркировочной краской. После сушки ретущи при 60-70°С в течение 2 час нижняя пленка кремния травится раствором: азотная кислота 10-100 частей, фтористоводородистая кислота, 1 часть которой подтравливает и верхний слой. Величина подтравливания регулируется в зависимости от сложности схемы соотношением азотной и фтористоводородной кислот. Размеры и ровность края определяются элементами, образованными в нижнем слое пленки кремния (базовой пленке).

Формула изобретения

1.Фотощаблон, содержащий стеклянную подложку, на поверхности которой выполнен двухслойный рисунок из маскирующих материалов, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости фотошаблона, разрешающей способности и точности совмещения, элементы рисунка верхнего слоя идентичны по форме элементам рисунка нижнего слоя, но меньше их по площади, причем оси симметрии соответствующих элементов рисунка обоих слоев совпадают.

2.Фотошаблон по п. 1, отличающийся тем, что нижний слой выполнен из материала, прозрачного в видимой и непрозрачного в ультрафиолетовой областях спектра, а верхний слой - из материала, непрозрачного в упомянутых областях спектра, например из кремния и сплава никеля с фосфором соответственно.