Шаблон для рентгеновской литографиии СпОСОб ЕгО изгОТОВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК H01L21/31 

1

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при разработке и изготовлении шаблонов для производства интегральных Схем, акусто-оптоэлектронных приборов .

Известен шаблон для рентгеновской литографии, содержащий .мембрану из кремния, легированного бором. На. одной поверхности мембраны расположён топологический рисунок шаблона, выполненный из золота, на второй ребра жесткости из кремния, составляющие с мембраной единое целое.

Для обеспечения необходимой проницаемости для мягкого рентгеновского излучения толщина мембраны из легированного кремния составляет всего несколько единиц микрон 1.

Недостатками кремниевых шаблонов являются непрозрачность для видимого света, что делает невозможным примененке оптических методов для совмещения шаблона при литографии, микронные толщины мембран делают шаблоны хрупкими и непрочными, мембрана из легированного бором кремния обеспечивает достаточную проницаемость для мягкого рентгеновского излуЧ ений с длиной волны более 6,74 А. Мевозможность использовать более короткие волны ограничивают разрешающую способность рентгенолитографии.

Известен также шаблон для рентгеновской литографии, содержащий мем.брану из полимерного, прозрачного для рентгеновского излучения материала, например майлара или полиимида. В этих шаблонах на рабочей поверх0ности мембраны создают маскирующий рисунок из золота, другой поверхностью по периметру мембрана . прикреплена к несущей основе - кремниевому кольцу.

5 Данная конструкция шаблона является более прочной, .а из-за прозрачности тонкой полимерной мембраны для ВИДИМОГО света упрощается работа при.совмещении шаблона на литографии.

Способ изготовления данного шаблона основан на использовании метода фотолитографии Г2.

Однако данный шаблон имеет следующие недостатки;

1.недостаточная механическая прочность (тонкая мембрана, натянутая на кольцо), кроме того, пз-эа низкой теплопроводности полимерных

0 материешов, плохо осуществляется отрод тепла, генерируемого рентгеновскими лучами; 2.маскиру1сяций золотой рисунок, расположенный на полимерной мембране, не имеет достаточной адгезии и легко повреждается в процессе эксплуатации, т.е. шаблон не обладает износостойкостью; 3.кроме того, из-за повреждаемос ти золотого маскирующего рисунка контактную литографию проводят .с за зором, наличие которого приводит к искажению изображения, т.е. не прзволяёт полностью, использовать техно логические возможности рентгеновской литографии по разрешающей спо-. собности. Цель, изббретения - повышение раз решающей способности и из-носостойкости шаблона. Поставленная цельдостигается те что шаблон для рентгеновской литогр фии , содержащий несущую основу,закрепленную на ней прозрачную для рен тгеновского излучения полимерную мембрану, с маскирующим рисунком, снабжен металлической решеткой, при чем маскирующий рисунок и металлическая решетка расположены в теле полимерной мембраны заподлицо с ее рабочей поверхностью, а также тем, что в способе изготовления шаблона для рентгеновской литографии, основанном на использовании фотолитографии, на поверхность стеклянной подложки наносят слой алюминия, про водят последовательное формирование маскирующего рисуйка и металлической решетки осаждением металла через маску из фоторезиста, закреп ляют полученную заготовку на несущей основе, заливают заготовку со стороны металлической решетки жидким полимером и удаляют стеклянную подложку травлением слоя алюминия. На фиг.1 представлен шаблон, Ьб «ий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - одна ячейка шаблона (в увеличение виде), разрез. Шаблон состоит из несущей основы 1, прозрачной для рентгеновского излучения полимерной мембраны 2, м кирующего рисунка 3 и металлической реше.тки 4. Несущая основа 1,выполненная в де кремниевого кольца (возможно ис пользование другого материала, име щего коэффициент термического расширения, равный коэффициенту терми ческого расширения пластины, на ко торой проводится.литография с использованием шаблона), закреплена по периметру шаблона к металлическ решетке 4. В ячейках решетки 4 рас ложена полимерная мембрана 2, расчлененная решеткой 4 на отдельные зоны, по сути Сс1мостоятельные мембраны. В тело мембраны заподлицо утоплен маскируюпшй рисунок 3 шаблона. Пример реализации способа изготовления шаблона для рентгеновской литографии. На полированную стеклянную подложку методом вакуумного напыления наносят слой алюминия толщиной 0,20,3 мкм. Поток слоя алюминия типовой фотолитографиёй формируют маску из фоторезиста ,и электролитическим способом осаждают маскирующий рисунок шабона из золота.Толщина золота находитя в пределах 0,3-0,8 мкм и опрееляется используемыми в последуюем источником рентгеновского излучения и рентгенорезистом. На всю поверхность маскирующего рисунка и маски из фоторезиста наносят слой фоторезиста и фотолитографией создают в нем рисунок металлической решетки так, чтобь каждый отдельный модуль (узел) шаблона получился в ячейке металлической решетки. После химической обработки фоторезиста на открытые участки алюминия электрохимическим способом осаждают реше.тку из теплопроводного металла, например никеля. Высота решетки 20-30 мкм. Полученную заготовку/ за крепляют на несущей основе металлической решеткой по периметру шаблона. В результате проведения перечисленных операций получают следующую структуру: стеклянная подложка покрыта с одной стороны пленкой алюминия, на которой расположена выступающая на 20-30 мкм металлическая решетка. К решетке по периметру шаблона прикреплена несущая основа, внутри ячеек решетки расположен маскирующий рисунок шаблона из золота, выступающий над поверхностью алюминия на 0,3-0,8 мкм. Для соединения в единую систему (шаблон) рисунка из золота и металлической решетки используют жидкий полимер, например полиимидный лак. Пленка полиимидного лака обладает оптической прозрачностью для рентгеновского излучения, стабильностью и химической стойкостью. Полимер зашивают в полости заготовки, образованные решеткой и пленкой алюминия, на стеклянной, подложке. После растекания полимера избыток его сливают. Оставшаяся часть полимера удерживается силами поверхностного натяжения и после сушки образует мембрану рентгеновского шаблона. Затем заготовку, со сформированными на ней шаблоном, помещают в 5% раствор едкой щелочи и, выдерживая до полного растворения слоя алюминия, отделяют шаблон от стеклянной подложки. После промывки шаблон.