Способ формирования изображений при фотолитографии

Способ формирования изображений при фотолитографии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о>855792 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050279 (21) 2722348/18-21 (51)М. Кл.з с присоединением заявки ¹

Н 01 Ь 21/312

G ОЗ F .7/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н отнрытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 1508.81. Бюллетень Hо 30

Дата опубликования описания 150881 (5З1УДК 821.382..002 (088. 8) аявитель (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

ПРИ ФОТОЛИТОГРАФИИ

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 фоторезиста на подложке актиничным излучением с последующим проявлением фоторезиста (1) .

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

Для достижения этой цели сбгласно

15 способу формирования изображений при фотолитографйи, 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 раэ, причем время каждого экспонирования выбирают равным t„ /(ï-1), а время проявления выбирают как для (n-1) -кратного экспонирования, где

Снон — номинальное время экспонироваНаиболее близким техническим решением к изобретению является способ формирования изображений при фотолитографии, включающий многократное последовательное совмещение фотошаблона с подложкой, экспонирование фоторезиста на подложке актиничным излучением и сдвиг фотошаблона с пос- ледующим проявлением фоторезиста.

При использовании известного способа в местах расположения дефектов слой фоторезиста разрушается только наполовину и сквозной проход не возникает (2) .

Однако с помощью этого способа можно избавиться только от дефектов на темйвм поле фотошаблона. Кроме того, дополнительное проявление после промывки и сушки пластин приводит к уходу размеров элементов на подлож10 ке от номинала.

Цель изобретения — повышение качества изображения за счет снижения плотности дефектов в фотореэисте.

855792 ния фоторезиста; n — количество сов" мещений и экспонирований.

Предлагаемый способ основан на том, что процесс экспонирования фоторезиста характеризуется аддитивностью,т.е. при первом экспонировании позитивного фоторезистора в области, открытой для излучения, разрываются

1/(n-1) связей С=И нафтохинондиази ов, при втором — 2/(n 1) связей, при (n-1) -кратном экспонировании разрываются все связи в бездефектной области, при п-ом, последнем экспонировании 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 и-кратном совмещении и экспонировании наблюдается только один раз ° Дефект на темном поле проэкспонирован также один раз, 2О что приводит,к разрыву 1/(n-1) связей, однако оставшаяся неразрушенная пленка фоторезиста служит надежной защитой при травлении. Число полимеризованных связей в этом случае равно n/(n-1). С повышением количества совмещений и экспонирований увеличивается защитная способность оставшейся пленки фоторезиста. Поскольку участок фоторезиста под дефектом на светлом поле экспонируется (n-1) Раз то для удаления разрушенного слоя фоторезиста время травления выбирают как для (n-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

2 на темном поле и дефектом 3 на 40 светлом поле (фиг. 1) сонь шают с подложкой 4, покрытой фоторезистом 5, и экспонируют при выбранной освещенности в течение времени, равного

1/3 ХО . Разорванные связи C=N в областях 6, доступных излучению, составляют 1/3 от общего числа связей C=N (фиг.З) . Второй фотошаблон 7 (фиг.3) совмещают с подложкой 4 и экспонируют в течение времени, равного также

1/3 tù,„ При этом в областях 8, доступных излучению, разрывается 1/3 часть связей C=N в дважды проэкспонированных областях 9 разрывается

2/3 связей C=N (фиг.4). Третий фотошаблон 10 (фиг.5 ) совмещают с псдложкой 4 и экспонируют в течение времени, равного 1/3 t„o . В областях

11, доступных свету дважды, разрывается 2/3 связей C=N. При этом в трижды экспонированных областях 12 6О разрываются все связи C=N (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 C=N 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 иэображение 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 присуше каждому последующему совмещению, позволяет получить минимальный уход размеров элементов на подложке .

Использование предлагаемого способа формирования иэображения при фотолитографии обеспечивает повышение качества изображения за счет устранения переноса дефектов фотошаблона на подложку.

Формула изобретения

Способ формирования иэображений 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 сно / (n-l. ), а время проявления выбирают как для (и-1) кратного экспонирования, где номинальное время экспонирования фоторезиста : n — 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) .

855792 иг. Ф

12 д

ВНИИПИ Заказ 6943/76

Тираж 784 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгоюод. ул. Проектная, 4

Риг 1

Pui.

Риг.7

15 у — у

Риг. б