Способ формирования изображений при фотолитографии Советский патент 1981 года по МПК H01L21/312 G03F7/26 

1

Изобретение относится к технологии полупроводникового производства и может быть использовано при фотолитографии, применяемой для производства интегральных схем.

Известен способ формирования изображения при фотолитографии, включающий совмещение фотошаблона с подложкой, экспонирование фоторе31иста на подложке актиничным излучением с последующим проявлением фоторезиста

tlb

Недостатком этого способа является

то, что дефекты фотошаблона полностью переносятся на пластину. Это приводит к снижению выхода годных интегральных схем и их надежности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ. формирования изображений при фотолитографии, включающий многократное последовательное совмещение фотошаблона с подложкой, экспонирование фоторезиста на подлохске актиничным излучением и сдвиг фотошаблона с последующим проявлением фоторезиста. При использовании известного способа в местах расположения дефектов спой фоторезиста разрушается только наполовину и сквозной проход не возникает 2 ,

Однако с помощью этого способа можно избавиться только от дефектов натемя®м поле фотошаблона. Кроме того, дополните льное проявление после промывки и сушки пластин приводит к уходу размеров элементов на подложке от номинала.

10

Цель изобретения - повышение качества изображения за счет снижения плотности дефектов в фоторезисте.

Для достижения этой цели согласно

15 способу формирования изображений при фотолитографии, включающему многократное последовательное-совмещение фотошаблона с подложкой, экспонирование фоторезиста на подложке, актиничным

20 излучением и сдвиг фотошаблона с последующим проявлением фоторезиста, совмещение фотошаблона .с подложкой, экспонирование фоторезиста на подложке актиничным излучением и сдвиг

25 фотошаблона производят не менее трех раз, причем время каждого экспонирования выбирают равным t,,(n-l), а время проявления выбирают как для (п-1)-кратного экспонирования, где

30 tHpM номинальное время экспонироваиия фоторезиста; п - количество совмещений и экспонирований. Предлагаемый способ основан на том, Ч1О процесс экспонирования фоторезиста характеризуется аддитивностью, т.е. при первом экспонировании позитивного фоторезистора в области,о крытой для излучения, разрываются 1/(п-1) связей нафтохинондиази5ОВ, при втором - 2/(п-1) связей, при (п-1)-кратном экспонировании разрываются все связи в бездефектной области, при п-ом, последнем экспони ровании разрываются связи в области фоторезиста, находящейся под дефектом на светлом поле. Так как дефекты репродукции последующего и предыдущего совмещений не совпадают, то дефектная область при п-кратном совмещении и экспонировании наблюдается только один раз. Дефект на темном поле проэкспонирован также один раз что приводит, к разрыву 1/(п-1) связей, однако оставшаяся .неразрушенная пленка фоторезиста служит надежной защитой при травлении. Число полимеризованных связей в этом случае равно п/(п-1). С повышением количества совмещений и экспонирований увеличивается защитная способность оставшейся пленки фоторезиста. Поскольку участок фоторезиста под дефектом на светлом поле экспонируется (п-1) раз то для удаления разрушенного слоя фоторезиста время травления выбирают как для (п-1)-кратного экспониро: вания. На фиг.1-9 показаны основные этапы осуществления данного способа на примере четырехкратного совмещения и экспонирования. Элемент 1 фотошаблона с дефектом 2на темном поле и дефектом 3 на светлом поле (фиг.1) .щают с под ложкой 4, покрытой фоторезистом 5, и экспонируют при выбранной освещен ности в течение времени, равного Разорванные связи в об ластях б, доступных излучению, соста ляют 1/3 от общего числа связей (фиг.З). Второй фотошаблон 7 (фиг.З совмещают с подложкой 4 и экспониру ют в течение времени, равного также. При этом в областях 8, дос тупных излучению, разрывается 1/3 часть связей , в дважды проэкспо нированных областях 9 разрывается 2/3 связей (фиг.4). Третий фото шаблон 10 (фиг.5 ) совмещают с подложкой 4 и экспонируют в течение времени, равнохО 1/3 . 3 областях 11, доступных свету дважды, разрывается 2/3 связей . При этом в трижды экспонированных областях 12 разрываются все связи (фиг,б). Четвертый фотошаблон 13 (фиг.7) совмещают с подложкой 4 и экспонируют в течение времени, равного 1/3 . В областях 14, доступных излучению трижды, разрываются все связи а в областях 15, доступных излучению четырежды, происходит условное переэкспонирование относительно времени травления, выбранного как для проектного экспонирования (фиг.8). После проявления на поверхности пластины 4 образуется изображение 16 фотошаблона без дефекта на темном поле, а в месте дефекта на светлом поле 17 уменьшается толщина слоя фоторезиста (фиг.9). Рассовмещение элементов микросхемы и фстошаблона, возникающее из-за ошибки оператора, изгиба фотошаблона или подложки и других явлений, которое присуще каждому последующему совмещению, позволяет получить минимальный уход размеров элементов на подложке. Использование предлагаемого способа формирования изображения при фотолитографии обеспечивает повышение качества изображения за счет устранения переноса дефектов фотошаблона на подложку. Формула изобретения Способ формирования изображений при фотолитографии, включающий многократное последовательное совмещение фотошаблона с подложкой, экспонирование фоторезиста на подложке актиничным излучением и сдвиг фотошаблона с последующим проявлением фоторезиста, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изображения за счет снижения плотности дефектов в фоторезисте, совмещение фотошаблона с подложкой, экспонирование фоторезиста на подложке актиничным излучением и сдвиг фотошаблона производят не менее трех раз, причем время каждого экспонирования выбирают равным 1нолл/(п-1), а время проявления выбирают как для (-п-1) кратного экспонирования, где Ц длноминальное время экспонирования фоторезиста : п - количество совмещений и экспонирований. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Фотолитография и оптика. Под ред. Л.А.Федотова и Г. Поля, Советское радио , 1974, с.35. 2.Пресс Ф.П. Фотолитографические методы в технологии полупроводниковых приборов и интегральных схемах. Советское радио , 1978, с.76 (прототип).