Шаблон для рентгеновской литографиии способ его изготовления

Шаблон для рентгеновской литографиии способ его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >824345 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.0779 (21) 2801323/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.0481. Бюллетень N9 IS

Дата опубликования описания 230481 (51)М. Кл.з

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Н 01 L 21/31 (53) УДК 621 382,002 (088. 8) (72) Авторы изобретения (54) UlAEJIOH ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКОИ ЛИТОГРАФИИ

И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

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 расположен топологический рисунок шаблона, выполненный из золота, на второй ребра жесткости из кремния, составляющие с мембраной единое целое.

Для обеспечения необходимой проницаемости для мягкого рентгеновско-. го излучения толщина мембраны из легированного кремния составляет всего несколько единиц микрон (1).

Недостатками кремниевых шаблонов 2О являются непрозрачность для видимого света, что делает невозможным применение оптических методов для совмещения шаблона при литографии, микронные толщины мембран делают шабло- ны хрупкими и непрочными, мембрана из легированного бором кремния обеспечивает достаточную проницаемость для мягкого рентгеновского излучения о с длиной волны более 6 74 А..Невоэ.-. 30.можность использовать более короткие волны ограничивают разрешающую способность рен-.генолитографии.

Известен также шаблон для рентгеновской литографии, содержащий мембрану из полимериого, прозрачного для рентгеновского излучения материа.ла, например майлара или полиимида.

В этих шаблонах на рабочей поверхности мембраны создают маскирующий рисунок из золота, другой поверхностью по периметру мембрана . прикреплена к несущей основе — кремниевому кольцу.

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 шаб лона осйован на использовании метода фотолитографии (:2).

Однако дайный шаблон имеет следующие недостатки:

I.недостаточная механическая прочность (тонкая мембрана, натянутая на кольцо), кроме того, цэ-эа низкой теплопроводности полимерных материалов,.плохо осуществляется

824345 . отвод тепла, генерируемого рентгеновскими лучами;

2.маскирующий золотой рисунок, расположенный на полимерной мембране, не имеет достаточной адгезии и легко повреждается в процессе экс, плуатации, т.е. шаблон не обладает иэносостойкостью;

З.кроме того, из-за повреждаемости золотого маскирующего рисунка контактную литографию проводят с за1 вором, наличие которого приводит к искажению изображения, т.е.,не позволяет полностью использовать технологические возможности рентгеновской литографии по разрешающей спо-. собности.

Цель, изобретения — повышение разрешающей способности и иэносостойкости шаблона.

Поставленная цель достигается тем, что шаблон для рентгеновской литогра- 20 фии, содержащий несущую основу,закрепленную на ней прозрачную для рентгеновского излучения полимерную мембрану. с маскирующим рисунком, снабжен металлической решеткой, причем маскирующий рисунск и металлическая решетка расположены в теле полимерной мембраны заподлицо с ее рабочей поверхностью, а также тем, что в способе изготовления шаблона Зр для рентгеновской литографии, основанном на использовании фотолитографии, на поверхность стеклянной подложки наносят слой алюминия, проводят последовательное. формирование маскирующего рисунка и металлической решетки осаждением металла через маску иэ фоторезиста, закрепляют полученную заготовку на несущей основе, заливают заготовку со стороны металлической решетки жид- 40 ким полимером и удаляют стеклянную подложку травлением слоя алюминия.

:На фиг.1 представлен шаблон, общий виду на фиг.2 — разрез A-A на фиг.1у на фиг.3 - одна ячейка шаб- 45 лона (в увеличенном виде), разрез.

Шаблон состоит иэ несущей основы

1, прозрачной для рентгеновского излучения полимерной мембраны 2, маскирующего рисунка 3 и металличес- ц кой решетки 4.

Несущая основа 1,выполненная в вйде кремниевого кольца (возможно использование другого материала, имеющего коэффициент термического расширения, равный коэффициенту термического расширения пластины, на которой проводится литография с*использованием шаблона), закреплена по периметру шаблона к металлической 60 решетке 4. В ячейках решетки 4 расположена полимерная мембрана 2, расчлененная решеткой 4 на отдельные зоны, по сути самостоятельные мембраны. В тело мембраны заподлицо утоплен маскирующий 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 фотолитографией формируют маску из фоторезиста .и электролитическим способом осаждают маскирующий рисунок шаблона из золота. Толщина золота находит. ся в пределах 0,3-0,8 мкм и определяется используемыми в последующем источником рентгеновского излучения и рентгенорезистом. На всю поверхность маскирующего рисунка и маски иэ 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 алю" миния электрохимическим способом осаждают решетку из теплопроводного металла, например никеля. Высота решетки 20-30 мкм. Полученную заготовку закрепляют 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 заливают 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 .

824345

ВНИИПИ Заказ 2137/78

Тираж 784 Подписное

z я

Фиг. 3 годен для использования в рентгенолитографии.

С рабочей стороны шаблона маскирующий рисунок, решетка и полимернав мембрана расположены в одной. плоскости (заподлицо) .

Рабочая поверхность шаблона имеет ровную и гладкую поверхность, качество которой определяется качеством поверхности используемой стеклянной подложки.

Маскирующий рисунок прочно закреп- лен в металлической решетке полимерной мембраной. Мембрана защищает края маскирующего рисунка из золота. конструкция шаблона для рентгеновской литографии обеспечивает следующие преимущества:

1.утопление маскирующего рисунка в тело мембран заподлицо позволяет защитить края рисунка от повреждений при непосредственном контакте, улучшать адгезию золотого маскирующего слоя, что повышает износостойкость шаблона и позволяет использовать все достоинства рентгеновской литографии и.повышать разрешением

2.расчленение на зоны металлической решеткой повышает механическую прочность, а также позволяет решить проб- ЗО лему отвода тепла, генерируемого рентгеновским излучением.

Формула изобретения

Шаблон для рентгеновской литографии, содержащий несущую основу, закрепленную на ней прозрачную для рентгеновского излучения полимерную мембрану с маскирующим рисунком, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и износостойкости шаблона, он снабжен металлической решеткой, причем маскирующий рисунок и металлическая решетка расположены в те« ле полимерной мембраны заподлицо с ее рабочей поверхностью.

2. Способ изготовления шаблона по п.1, основанный на использовании фотолитографии, о т л и ч а юшийся тем, что на поверхность стеклянной подложки наносят слой алюминия, проводят последовательное формирование маскирующего рисунка и металлической решетки осаждением металла через маску иэ фоторезиста, закрепляют полученную заготовку на несущей основе, заливают заготовку со стороны металлической решетки жидким полимером и удаляют стеклянную подложку травлением слоя алюминия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2520147, кл. Н 01 Ь 21/31, 1977.

2; Патент Франции Ф 2261622, кл. Н 01 L 21/308, 1975 (прототип(п) .

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4