СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ В ПЛЕНОЧНЫХ КОМПОЗИЦИЯХ Советский патент 1996 года по МПК H01L21/311 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении больших интегральных схем.

Известен способ, по которому изготовление узких отверстий в диэлектрических пленках осуществляют с помощью электронно-лучевой литографии [1]
Недостатком этого способа является низкая производительность, большая трудоемкость и сложность дорогостоящего оборудования.

Известен способ уменьшения геометрических размеров при маскировании, в соответствии с которым уменьшение геометрических размеров областей производится за счет выращивания на поверхности полупроводниковой пластины пленки термического окисла (промежуточный слой) толщиной ≈ 1мкм. В пленке термического окисла методом фотолитографии вытравляются отверстия на определенную толщину промежуточного слоя и под определенным углом к поверхности пластины напыляется маскирующее металлическое покрытие толщиной 0,05 мкм. Травление оставшегося слоя окисла осуществляют в незакрытых металлом областях, образующихся в результате напыления под углом [2]
Недостатком данного метода является то, что по данному способу вскрываются отверстия некольцевой формы, что ограничивает технологические возможности данного способа.

Наиболее близким техническим решением является способ получения отверстий в пленочных композициях, включающий формирование первого и второго маскирующих слоев, фотолитографию и травление [3]
Данный способ обладает тем недостатком, что размер вскрываемых окон во втором маскирующем покрытии определяется разрешающей способностью фотолитографии, которая не позволяет вскрывать окна размером меньше 2 мкм.

Целью изобретения является получение узких отверстий.

Поставленная цель достигается тем, что после формирования первого маскирующего покрытия наносят слой поликристаллического кремния, формируют на его поверхности вспомогательное маскирующее покрытие, устойчивое к травлению для поликристаллического кремния и первого маскирующего покрытия, методом фотолитографии формируют островки из поликристаллического кремния и вспомогательного маскирующего покрытия в местах требуемого расположения узких отверстий, под защитой вспомогательного покрытия подтравливают поликристаллический кремний по периметру вышеуказанных островков, затем формируют второе маскирующее покрытие, травлением вспомогательного маскирующего покрытия удаляют второе маскирующее покрытие с поверхности островков, удаляют участки поликристаллического кремния и вытравливают отверстия в первом маскирующем покрытии.

На фиг. 1 представлен разрез монокристаллической подложки, например, кремния с первым маскирующим покрытием; на фиг. 2 представлен разрез структуры после нанесения поликристаллического кремния; на фиг. 3 представлен разрез структуры после операции нанесения вспомогательного покрытия, например, хрома, устойчивого к травлению для поликристаллического кремния и двуокиси кремния; на фиг. 4 представлен разрез структуры после нанесения слоя фоторезиста; на фиг. 5 представлена структура после операции вскрытия окон; на фиг. 6 представлен разрез структуры после операции травления поликристаллического кремния; на фиг. 7 представлена структура после операции плазмохимического нанесения слоя нитрида кремния или иного другого слоя, в котором необходимо получить узкие отверстия; на фиг. 8 представлена структура после удаления участков нитрида кремния, лежащих на фоторезисте; на фиг. 9 представлен разрез структуры после операции травления поликристаллического кремния.

Способ реализуется следующим образом.

На кремниевой подложке 1 (фиг. 1) формируют слой диэлектрической пленки 2, например, двуокись кремния, на которой наращивают слой поликристаллического кремния 3 (фиг. 2). На слой 3 поликристаллического кремния наносят слой 4 хрома или пленки из другого материала, которая не травится травителями для поликристаллического кремния и двуокиси кремния (фиг. 3). Затем наносится фоторезист 5 (фиг. 4), вскрывают окна 6 (фиг. 5) и методом фотолитографии формируют островки из поликристаллического кремния до размера 7, соответствующего размеру отверстий (фиг. 6). Наносят слой 8 нитрида кремния (фиг. 7) или иного другого слоя, в котором необходимо получить узкие отверстия. Травлением вспомогательного маскирующего покрытия удаляют участки пленки 8 нитрида кремния (фиг. 8).

В открытую производят травление слоя 3 поликристаллического кремния с образованием отверстий 9 в слое 8 нитрида кремния (фиг. 9).

П р и м е р. На подложке монокристаллического кремния формируют слой двуокиси кремния толщиной 0,25-0,3 мкм, на котором осаждают поликристаллический кремний толщиной 0,8-0,9 мкм. На слой поликристаллического кремния напыляют пленку хрома толщиной 0,15-0,2 мкм. Методом фотолитографии вскрывают окна в указанной структуре до слоя двуокиси кремния, при этом оставшиеся участки, закрытые фоторезистом составляют 2,5-3 мкм. Затем осуществляют подтравливание слоя поликристаллического кремния, при котором маской является пленка хрома. Подтравливание поликристаллического кремния осуществляют на 1,0 мкм жидкостным методом.

Плазмохимическим методом наносят слой нитрида кремния толщиной 0,2 мкм. В травителе НСl:H₂O (1:1) травят хром, тем самым удаляют слой нитрида кремния, лежащий на фоторезисте. В открытую производят травление поликристаллического кремния, образуя узкие отверстия шириной 0,5-1,0 мкм в слое нитрида кремния.

Размер отверстий в этом случае определяется временем и величиной подтравливания поликристаллического кремния. При этом воспроизводимость размера отверстий определяется воспроизводимостью травления поликристаллического кремния и составляет ± 10%
Таким образом, способ позволяет вскрывать узкие отверстия, используя стандартное фотолитографическое оборудование.

Способ позволяет формировать в маскирующем покрытии узкие отверстия шириной 0,1-1 мкм в форме отрезка щели и замкнутого контура одновременно, что сокращает длительность процесса и позволяет повысить плотность компоновки элементов схем.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ В ПЛЕНОЧНЫХ КОМПОЗИЦИЯХ, включающий формирование первого и второго маскирующих слоев, фотолитографию и травление, отличающийся тем, что, с целью получения узких отверстий, после формирования на первое максирующее покрытие наносят слой поликристаллического кремния, формируют на его поверхности вспомогательное маскирующее покрытие, устойчивое к травителю для поликристаллического кремния и первого маскирующего покрытия, методом фотолитографии, формируют островки из поликристаллического кремния и вспомогательного маскирующего покрытия в местах требуемого расположения узких отверстий, под защитой вспомогательного покрытия подтравливают поликристаллический кремний по периметру вышеупомянутых островков, затем формируют второе маскирующее покрытие, травлением вспомогательного маскирующего покрытия удаляют второе маскирующее покрытие с поверхности островков, удаляют участки поликристаллического кремния и вытравливают отверстия в первом маскирующем покрытии.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ В ПЛЕНОЧНЫХ КОМПОЗИЦИЯХ, включающий формирование первого и второго маскирующих слоев, фотолитографию и травление, отличающийся тем, что, с целью получения узких отверстий, после формирования на первое максирующее покрытие наносят слой поликристаллического кремния, формируют на его поверхности вспомогательное маскирующее покрытие, устойчивое к травителю для поликристаллического кремния и первого маскирующего покрытия, методом фотолитографии, формируют островки из поликристаллического кремния и вспомогательного маскирующего покрытия в местах требуемого расположения узких отверстий, под защитой вспомогательного покрытия подтравливают поликристаллический кремний по периметру вышеупомянутых островков, затем формируют второе маскирующее покрытие, травлением вспомогательного маскирующего покрытия удаляют второе маскирующее покрытие с поверхности островков, удаляют участки поликристаллического кремния и вытравливают отверстия в первом маскирующем покрытии.