Способ литографии
Патент 1045312
Авторы
Способ литографии
Иллюстрации
Реферат
СПСХ:ОВ ЛИТОГРАФИИ включающий нанесение на подложку чувствительного слоя кремнийорганического соединения методом вакуумного испарения , его экспонирование м вакуумное термическое проявление, о т л ичаюЕцййс я тем, что, с целью по вышеНИН качества получаемого изображения , нанесение чувствительного слоя проводят при температуре испарения 19О-200°С и при температуре подложки 35-45С, а термическое прояд/;ение осуществляют путем нагрева подложки с чувствительным слоем до 125-135с с линейной скоростью подъема температуры 10-15 С/мин, причем вдольповерхности подложки от ее краев к центру создают градиент температуры 0,5 - 1,0С/мм,
СОЮЗ С(МВЕТСНИХ 5
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
МСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГИЙ (21) 3362502/18-21 (22) 15,10.81 (46) 30.09.83. Бюл. 9 36 (72) В.П„Корчков, Т.Н.Мартынова, В.Н.Васичев и Б.И.Почтарев (71) Институт неорганической химии
Сиоирского отделения AH СССР (53) 621.396.6-181.48(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
9 668281, кл. С 07 F 7/21, 1979.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 604228, кл. В 05 D 1/38, 1977 (прототип). (54)(57) СПСнСОБ ЛИТОГРАФИИ включаю (ий нанесение на подложку чувствиI тельного слоя кремнийорганического
3(5П Н 01 L 21/312 03 F 7 26 соединения методом вакуумного испарения, его экспонирование н вакуумное термическое проявление, о т л ич а ю шийся тем, что, = целью по.вышения качества получаемого иэображения„ нанесение чувствительного слоя проводят при температуре испарения
190-200 С и при температуре подложки 35-45"С, а термическое прояви.г::=.ние осуществляют путем нагрева подложки . с чувствительным слоем до 125-135 С с линейной скоростью подъема температуры 10 — 15 C/ìèí, причем вдоль повер .ности подложки от ее краев к центру создают градиент температуры 0.5 — i,0 С/мм. е
1045312
Цель-изобретения " повышение качества получаемого изображения;.
Поставленная цель достигается: тем„ что согласно способу литограФии, включающему нанесение на подложк.у чувствительного слоя кремнийорганического соединения методом вакуумного испарения, его экспонирование и вакуумное термическое проявление, нанесение чувствительного слоя прсводят при температуре испарения 190о
200 С и при температуре подложки. о
35-45 С, а термическое проявление осуществляют путем нагрева подложки а чувствительным слоем до 125-135 С с линейной скоростью подъема температуры 10-15 С/мин, причем вдоль поверхности подложки от ее краев к це*нтру создают градиент температуры
0,.5 " 1,0 С/мм, 65
Изобретение относится к электронике и микроэлектронике, а именно к технологии литографии субмикронного разрешения.
Известен способ литографии, включающий напыление на подложку слся резиста (октавинилсилсесквиоксана), его экспонирование электронным лучом, проявление изображения путем термического нагрева подложки в вакууме (1). f0
Однако в указанном способе нет данных о режимах напыления чувствительного слоя и термического про явления, которыми определяется качество получаемого иэображения. 15
Наиболее близким по технической
Сущности к изобретению является спо боб электронолитографии, включающий нанесение на металлическую подложку чувствительного слоя кремнийорганического соединения методом вакуумного испарения, его экспонирование, проявление при 150-400 С в вакууме, ионное травление кислородом с псследующей обработкой серной и соляной кислотами (2).
Недостатком данного способа явля.Ется низкое качество получаемого изображения, так как процесс осуществляют при низкой температуре испарения (180 С), а конденсацию чувствительного слоя проводят на холодной подложке. Кроме того, высокая температура проявления (150-400 С) приводит к растрескиванию заполимеризованных участков слоя, ухудшаются маскирующие свойства чувствительных слоев при травлении (переносе пслученного изображения на подложку) иэ.эа обра-овавшихся микродефектов при растрескивании, а прогрев подложки 40 до 150-400 С приводит к образованию рваных краев получаемого при прсявлении изображения, что обусловленс сокращением времени миграции по поверхности подложки. 45
Время полного проявление изображения определяется исходной толщиной слоя и при толщине 1 мкм составляет
30 мин.
Увеличение температуры испарения до 210 С приводит к образованию рыхлых слоев, а уменьшение до 180 С к их неравномерности и Несплошности.
Уменьшение температуры подложки до 30-35 С приводит к унеличению шерохонатости поверхностного рельефа, а повышение до 45-50 С вЂ” к резкому снижению скорости конденсации (роста слоя) за счет упругого реиспарения.
Уменьшение температуры проявления ,до 120 С и менее приводит к значитель. ному увеличению времени проявления и неполному испарению отдельных частиц с эаполимеризонанных участков слоя.
Процесс термического вакуумного проявления изображения .осуществляется в таких условиях, при которых соб. людаются Физические принципы вакуумного испарения, т.е. в условиях преимущественной понерхностной миграции. Достичь такой ситуации ранномерным нагревом невозможно, так как все точки поверхности будут иметь одинаковое значение энергии. Поэтому наличие направленного градиента температуры улучшает условия миграции испаряющихся молекул.
Вопрос о направленности преимущественного градиента температуры решается исходя из условий качества проявляемого изображения. Если градиент температуры будет направлен от центра к перифериен подложки, то миграция молекул будет направлена к центру, следовательно, будет проис ходить дополнительное загрязнение проявленного иэображения за счет эффектон термической полимеризации либо кластерообразования в газовой фазе. B случае градиента температуры, направленного от периферии к центру, испарение оказывается свободным от укаэанных недостатков, так как испарение молекул, не участвующих в полимеризации, в первую очередь начинается с периферии подложки, при этом площадь исларения постепенно сужается, т.е. происходит как бы стягивание слоя в результате наиболее интен сивнаго испарения - монотонно уменьшающейся узкой периферийной образующей, При этом, указанный градиент температуры вдоль поверхности подложки
0 5 — 1,0 С/мм является наилучшим для обеспечения нысококачественного проявления изображения и он опреде лен экспериментально для всех типов и видов подложек, П р и и е р 1. На кремниевую под ложку с температурой 40+5 C диамет—
1 045312
30
Составитель О.Павлова
Редактор С.Пекарь Техред И.Гайду Корректор О.Тигор
Заказ 7601/55 Тираж 703 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 ром 60 мм в вакууме 5 ° 10 мм рт. ст. при температуре испарения 195+ 5 С напыляют чув с тв ительный слой октав инилсилсесквиоксана толщиной О, 5 MRM, Подложку со слоем помещают в электронно-лучевую установку ZRM-12, экспонируют при дозе 3 10 Кл/см. Затем
-6 подложку устанавливают на плоский стол-нагреватель, который обеспечива ет градиент температуры от периферии к центру О, 5 С/мм. Прижимным устройством подложку плотно поджимают к поверхности стола-нагревателя и помещают в вакуумную камеру с остаточным давлением 5*10 мм рт.ст. В течение 10 мин стол-нагреватель выво-15 дят на температуру 125 С (скорость подъема температуры 12 С/мм) и выдерживают при этой температуре 15 мин, затем охлаждают до комнатной температуры. 20
Подложку извлекают из вакуумной камеры и полученное иэображение визуально контролируют под микроскопом
NU-2 при увеличении Х 1000.
Полученное изображение проявляет25 ся полностью, беэ вуали, с высокой .четкостью края изображения. Запалимеризованные участки слоя сплошные, гладкие, без трещин.
Пример 2. На подложку иэ хромированного стекла К-8 размерами
70Х 70 mud в условиях примера 1 напы2. ляют слой октаметил-октавинилсилсесквиоксана О, 35 мкм. Экспонирование слоя проявляется на синхротроне
ВЭП-3 при длине волны хаоактеристи- 35 ческого излучения 15-20 А и дозе
30 мДж/см.
Так же, как и в примере 1, подложку устанавливают на стол-нагреватель, обеспечивающий градиент температуры 40
1,0ОС/мм, и помещают в вакуумную камеру для термического проявления.
В течение 15 мин.стол-нагреватель выводится,на температуру 135ОС (скорость подъема температуры 10 C/Mèí), выдерживают при этой температуре 1 О мин и охлаждают до комнатной температуры.
Так же, как и в примере 1, контроль качества проявленного иэображения определяют визуально на микроскопе HU-2 при увеличении Х 1000.
Полученное иэображение проявляется полностью и высококачественно.
Использование предлагаемого способа литографии обеспечивает по сравнению с существующими способами вы( сокое качество получаемого изображения, что необходимо для воэможности реализации сухого процесса литографии субмикронного разрешения, Это достигается за счет того, что исключается растрескивание заполимеризованных участков слоя путем создания более благоприятных пРоцессов диффузии газовой составляющей через полимер, а такжЕ образование вуали и ореолов вокруг проявляемого изображения, обеспечивается высококачественное проявление °
Кроме того, данный процесс полностью сухой, т.е. исключаются жидкостные стадии, все операции проводятся в высоком вакууме, т.е. автоматически обеспечиваются сверхчисть:: условия проведения литографии, процесс проявления протекает на принципе молекулярного удаления неэаполимеризованных участков пленки, а не жидкостном их растворении, что повышает качество получаемого изображения за счет более полного удаления
\ вещества„ воспроизводимо реализуется получение субмикронных линейных размеров элементов микросхем, значительно повышается производительность про цесса за счет уменьшения количества операций, а также решается проблема утилизации канцерогенных органических растворителей.