Способ изготовления элемента кор-рекции интенсивности электромагнит-ного излучения

Способ изготовления элемента кор-рекции интенсивности электромагнит-ного излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскни

Социалистическии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,834804 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13. 06. 79 (2! ) 2786433/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30. 05. 81 ° Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 10. 06. 81 (51)М. КА-.

Н О) 1. 21/30

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.382. . 002 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н.Н.Филь и А.Н.Чигвинцева

I (I

» (-- . " » -..»»

1 (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА КОРРЕКЦИИ

ИНТЕНСИВНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к полупроводниковому производству и может быть использовано при микролитографии.

В современных процессах формообразования при изготовлении элементов полупроводниковых приборов микронных и субмикронных размеров широко используется микролитография, предусматривающая воздействие активирующим электромагнитным излучением

1О на чувствительные к этому излучению слои. В связи с.возрастающей сложностью и точностью изготовления изделий миI кроэлектроники и увеличением площади подложек, например интегральных микросхем, до 17ОХ170 мм требуется обеспечение равномерности экспонирования по всей площади подложки не ниже 1-3Х. При этом сказываются конструктивные особенности источников электромагнитного излучения, например фотоповторителей, выпускаемых серийно. Освещенность по полю создаваемая ими, имеет неравномерность; равную 10-15Х, что существенно,снижает выход годных изделий, так как при изготовлении элементов с микронными и субмикронными размерами размеры элементов существенно зависят от величины экспозиции.

Для управления интенсивностью электромагнитного излучения используют различные корректирующие элементы.

Известен корректирующий элемент, построенный по принципу Шара Ульбрихта, представляющий сферическую камеру, внутреннюю поверхность, которой покрывают специальной краской, обладающей отражательной и рассеивающей свет способностью TIE .

Однако эти элементы сложны в конструктивном исполнении и неэффективны в таком виде микролитографии, как рентгенолитография, так как рентгеновские лучи обладают большой

834804 проникающей способностью и создание отражателей для них представляет значительные трудности.

Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому способ из5 готовления элемента коррекции интенсивности электромагнитного излучения путем формирования на прозрачной подложке поглощающего слоя, например вакуумным напылением. Одновре" 10 менно с участком поглощающего слоя зондирующим лучом просвечивают установленный над подложкой с противоположной слою стороны оптический элемент с пропусканием на каждом уча- 15 стке, обратно пропорциональным заданному коэффициенту пропускания соответствующему участку поглощающего слоя.

Затем последовательно экранируют от попадания наносимого материала уча- 20 стки слоя, в которых пленки достигают толщины, соответствующей постоянному значению показаний регистрирующего прибора (2).

Недостатки этого способа — низкая 25 разрешающая способность, необходимость использования дополнительного оптического элемента (вспомогательного фильтра) с коэфАициентом пропускания в каждой точке, обратно пропор- 30 циональным коэффициенту пропускания соответствующей точки изготовляемого корректирующего элемента, Кроме того, переналадка устройства, реализующего способ, требу- 35 ет не менее трех дней, а при изготовлении корректирующих. элементов для различных диапазонов электромагнитного излучения необходима принципиальная переделка устройства для 40 реализации известного способа, т.е. дополнительные расходы и значительное время, связанные с.необходимостью изменения конструкции регистрирующего прибора и источника зон- 45 дирующего излучения.

Цель изобретения — повышение точности коррекции интенсивности электромагнитного излучения, расширение диапазона корректируемого электромагнитного излучения и сокращение длительности цикла изготовления элемента коррекции, 50 На фигурах обозначены корректируемый поток 1 электромагнитного излучения, поглощающий слой 2 чувствительный слой 3 из негативного резист», ионы 4 рабочего газа.

Для достижения поставленной цели в способе изготовления элемента коррекции интенсивности электромагнитного излучения путем формирования на прозрачной подложке поглощающеro слоя, например вакуумным напылением, после формирования на прозрачной подложке поглощающего слоя на него наносят слой материала, чувствительного к корректируемому электромагнитному излучению, экспонируют чувствительный слой в зоне коррекции тем потоком электромагнитного излучения, который подлежит коррекции, проявляют и проводят удаление чувствительного и поглощающего слоев до полного удаления чувствительного слоя, при этом толщину поглощающего слоя d выбирают из условия

- м г где М вЂ” максимальная интенсивность электромагнитного излучения в зоне коррекции; коэАфициент ослабления интенсивности электромагнитного излучения;

Л, — минимальная интенсивность электромагнитного излучения в зоне коррекции.

Минимальную толщину чувствительного слоя 6 определяют из выражения

Vv — d, Ь где, ч — соответственно скорости травления чувствительного и поглощающего слоев;

d — толщина поглощающего слоя.

М

На <уиг, 1 показана операция экспонирования; на Аиг. 2 — условное распределение интенсивности по сечению потока электромагнитного излучения; на фиг. 3 — вид заготовки после операции проявления; на Аиг. 4 — операция формирования рельефа в поглоща-. ющем слое; на фиг. 5 — получение элемента коррекции, на фиг. 6 — условное распределение интенсивности после прохождения корректируемого потока электромагнитного излучения через элемент коррекции, Согласно законам прохождения электромагнитного излучения через вещество интенсивность 1 излучения после

834804 прохождения связана с толщиной х слоя вещества следующим соотношением

-d. х

=.1 е где J — интенсивность излучения после прохождения слоя;.1о — интенсивность падающего на слой пучка;

6 — основание натурального логарифма; с — коэффициент ослабления ингде d — толцина поглощающего слоя;

3 — максимальная интенсивность электромагнитного излучения в зоне коррекции; — минимальная интенсивность электромагнитного излучения в зоне коррекции; тогда -М 5т

E М

Ад -м

: Ъ

5м

gg n— й1 а= Еп "

5м

Отсюда следует, что толщина поглощающего слоя должна быть не меньше

d. Увеличение толщины поглощающего слоя свыше d приводит к снижению

КПД источника электромагнитного излучения или к увеличению продолжительности процесса травления при изготовлении элемента.

Толщина чувствительного слоя и длительность экспонирования обеспечивают возможность формирования в чувствительном слое рельефа с разницей высот h а в поглощающем слоерельефа с разницей высот d.

В этом случае величина h определяется из условия

Чг

Vn где v — скорость травления чувствительного слоя;

В результате применения изготовленного элемента коррекции неравномерность интенсивности рентгеновского излучения снизилась до 7Х.

При использовании предлагаемого изобретения снижается трудоемкость и длительность изготовления элемента коррекции, упрощается процесс изтенсивности электромагнитного излучения; х ; толщина слоя вещества.

Таким образом, для определения разницы в высоте рельефа поглощающего слоя, необходимой для компенсации разницы между максимальной интенсивностью 5м и минимальной интенсивностью 5 электромагнитного излучения, можно записать уравнение л„„;= „. 1 " ") ч„ — скорость травления поглощающего слоя °

Проявление производят как в жидких проявителях, так и сухим способом, например в вакууме, самовоз-гонкой и т д

Термообработка, проводимая после операции проявления, повышает стойкость резистов. Для предотвращения

1о деформации рельефа, созданного в чувствительном слое,термообработку проводят.при температуре, меньшей, чем температура плавления чувствительного слоя.

15 Травление рельефа в поглощающем слое осуществляют как с жицкими универсальными травителями, так и с ионным травлением в среде инертного газа.

20 В случае использования трех- и более слойной структуры, например использования подложки.с малым поглощением электромагнитного излучения, ионное травление проводят до

25 момента, при котором происходит полное протравливание поглощающего слоя.

Пример. В лабораторном макете установки рентгеновского экспонирования неравномерность интенсивЗО ности излучения по .сечению пучка составляет 20Х что обуславливает необходимость применения элемента коррекции интенсивности. В качестве подложки используют кремниевую пластину, З5 на которую вакуумным напылением наносят пленку золота толщиной 300 Х, Центрифугированием на эту пленку наносят слой негативного рентгенорезиста толщиной 2000 А, заготовку

40 помещают в зону коррекции лаборатор . ного макета установки рентгеновского экспонирования, которое проводят со стороны кремниевой пластины, т.е. со стороны поглощающего слоя. Затем

45 проводят операции проявления и ионного травления в установке УВН-75 П-1 в среде аргона в режиме: давление

-2 аргона 1 ° 10 Па, амплитуда ВЧ напряжения 600 В плотность ионного тока

5о 0,4 мА/см

834804 готовления элемента коррекции, так как не требуется дополнительный специальный комплект оборудования, создается рельеф в поглощающем слое на микроучастках с линейными размерами порядка микрона, что повышает точность изготовления элемента коррекции, а также рельеф, соответствующий случайному закону распределения интенсивности корректируемого потока электромагнитного излучения.

Кроме того, повышается точность управления интенсивностью электромагнитного излучения, что приводит к увеличению выхода годных изделий при изготовлении интегральных схем с элементами микронных и субмикронных. размеров на пластинах большого диаметра за счет улучшения равномерности экспонирования при различных способах микролитографий и расширяется диапазон корректируемого электромагнитного излучения.

15

25

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фотолитография и оптика. Под

rr ред. Я.А.Федотова и Г.Поня. Сов. радио", 1974, с. 221.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 525906, кл ° G 02 В 5/22, 1976 (прототип).

1. Способ изготовления элемента коррекции интенсивности электромагнитного излучения путем формирования на прозрачной подложке поглоща-! ющего слоя, например вакуумным напылением, о,т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности коррекции интенсивности электромагнитного излучения, расширения диапазона корректируемого электромагнитного излучения и сокращения длительности цикла изготовления элемента коррекции, после формирования на прозрачной подложке поглощающего слоя на него наносят слой материала, чувствительного к корректируемому электромагнитному излучению, экспонируют чувствительный слой в зоне коррекции тем потоком электромагнитного излучения, который подлежит коррекции, проявляют и проводят удаление чувствительного и поглощающего слоев до полного удаления чувствительного слоя, 2. Способ по п. 1 о т л и ч аю шийся тем, что толщину поглощающего слоя d выбирают из условия

d 7 — Ь

1 п где 1„, — максимальная интенсивность электромагнитного излучения в зоне .коррекции;

Й. — коэффициент ослабления интенсивности электромагнитного излучения;

J — минимальная интенсивность электромагнитного излучения в зоне коррекции.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что минимальную толщину чувствительного слоя

h определяют из выражения

h- =—" d )

Мг

Vn где v ч — соответственно скорости

r r травления чувствительного и поглощающего слоев;

d — толщина поглощающего слоя.

834804

Рие. 9

Pge. 6

Составитель О.Цветков

Редактор И.Ковальчук Техред Ж.Кастелевич КорректорС.Шекмар

Заказ 4114 81 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ 1 осударствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4