Способ вскрытия локальных участков в окисленной поверхности полупроводниковой пластины Советский патент 1993 года по МПК H01L21/311 

Изобретение относится к области производства полупроводниковых приборов и касается технологических процессов вскрытия локальных участков в окисленной поверхности кремния.

Известен способ оптической проекционной фотолитографии, при котором на пластину проецируют два одинаковых, точно совмещенных по рисунку и жестко закрепленных между собой фотошаблона.

Основным недостатком способа является большая сложность его исполнения, связанная с использованием уникального оборудования.

Известен способ вскрытия локальных участков в окисленной поверхности полупроводниковой пластины, включающий первую фотолитографию и травление в окнах, вторую фотолитографию с перемещением фотошаблона относительно пластины на величину, кратную размеру периода фотошаблона и травление в окнах.

По этому способу вскрытие окон в слое окисла через слой фоторезиста проводится в два этапа. Травление окисла останавливают примерно на половине и пластину снова пропускают через все фотолитографические операции, сдвигая фотошаблон при повторном совмещении на одну или несколько структур...

В результате дефекты не совпадают и повторное травление по дефекту происходит на нетронутом окисле.

Недостатком этого способа является то, что он требует более чем двойного запаса по толщине окисла. При проведении фотогравировки по тонкому окислу в местах, где он протравлен наполовину (на дефектах) толщина окисла недостаточна для маскирования кремния от легирующих примесей.

Целью изобретения является улучшение качества фотолитографии за счет устранения дефектов в окисной пленке.

Цель достигается тем, что на окисную пленку наносят дополнительный защитный слой, который вытравливают в окнах после первой фотолитографии.

По данному способу на пластины с выращенным на них окислом наносят дополнительное защитное покрытие и слой фоторезиста, который экспонируют через фотошаблон. Затем травят дополнительное защитное покрытие в травителе, индифферентном по отношению к окислам. После этого наносят второй слой фоторезиста и повторяют совмещение, но фотошаблон смещают относительно первого совмещения на величину, кратную периода фотошаблона, т.е. на одну или несколько полупроводниковых структур. Затем травят

слой окиси кремния в травителе. индифферентном к дополнительному покрытию.

На фиг. 1 показана пластина 1 кремния с выращенным на ней слоем окисла 2 и нанесенным дополнительным защитным покрытием 3. На поверхность защитного покрытия нанесена пленка фоторезиста 4, в которой после совмещения и проявления открыты окна 5 и дефекты 6.

На фиг. 2 показана пластина 1 после травления защитного покрытия 3, нанесения второго слоя фоторезиста 7, второго совмещения и проявления фоторезиста 7 с проявлением дефектов 8 во втором слое фоторезиста, которые не совпадают с дефектами 6, протравленными в защитном покрытии 3.

На фиг. 3 показана пластина 1 после удаления фоторезиста 7 и дополнительного защитного покрытия 3 по вскрытыми окнами 9 под диффузию примеси,

В качестве конкретного примера исполнения приведен возможный способ изго.товления кремниевой транзисторной матрицы типа К1НТ251. Вследствие интеграции (объединения четырех транзисторов в одном кристалле) количество брака на пластине из-за проколов в окисле достигает 70-80%. Особенно опасны проколы в окисле, появляющиеся на стадии вскрытия окон в окисле под эмиттер.

На кремниевую пластину 1 с изготовленной разделительной диэлектрической изоляцией коллектора, прошедших стадию формирования базы, методом реактивного распыления в вакууме в атмосфере аргона при давлении 5 -10 мм рт.ст. напыляют пленку молибдена 3 толщиной 0,2 мкм. Затем на пластины 1 наносят слой фоторезиста 4 на центрифуге толщиной 1 мкм и экспонируют через фотошаблон Эмиттер, Далее фоторезист 4 проявляют в растворе тринатрийфосфата.

После проявления на пластинахтравят пленку молибдена 3 в смеси азотной и ортофосфорной кислоты в течение 40 с. Этот травитель не взаимодействует с окислом кремния 2. После этого с пластины 1 снимают фоторезист 3 в горячем моноэтаноламине и наносят новый слой фоторезиста 7. Второй слой фоторезиста 7 экспонируют через тот же фотошаблон, но смещенный относительно первого на один период. Вместо смещения фотошаблона можно взять другой фотошаблон, аналогичный первому.

Далее слой фоторезиста 7 проявляют и травят окисел 2 через двойную маску: слой фоторезиста 7 и пленку молибдена 3.