Шаблон для рентгенолитографии

Шаблон для рентгенолитографии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Соев Советскик

Социапистичесиик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ©АДСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву (22) Заявлено 131279 (21) 2852918/18-21 (53) M. с присоединением заявки М—

Н 01 ?. 1/312

Госуяарствеиинй комитет

СССР ио деаам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15 р 981 Ьюллетень Н9 3 4 (5З) УД (621. 382, .002(088.8) Дата опубликования описания 150981 (54) ШАБЛОН ДЛЯ РЕНТГЕНОЛИТОГРАФИИ

Изобретение относится к полупроводниковому производству и может быть использовано в микроэлектронике для получения посредством рентгенолитографии полупроводниковых структур с субмикронными размерами.

Известен шаблон для рентгенолитографии, состоящий иэ тонкой прозрачной майларовой пленки, служащей в качестве мембраны, натянутой на поддерживающем кольце. На поверхность пленки нанесен подслой хрома, улучшающий адгеэию мембраны к слою поглотителя рентгеновского излучения, в качестве которого используют эо- 15 лото (1I

Однако шаблоны из полимерных материалов характеризуются недостаточно равной поверхностью, низкой удельной теплопроводностью, которая 20 затрудняет отвод тепла, генерируе мого поглощаемыми рентгеновскими лучами, деформаций пленки вблизи закрепленных краев, ведущей к искажению рисунка, прозрачностью майларовой 2з мембраны, значительно снижающейся вследствие наличия дополнительного слоя хрома.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является шаб- 30 лон для рентгенолитографии, содержащий кремниевую подложку со сквозными окнами, на поверхности которой созданы слаболегнрованный и — и сильЪолегированный и+слои. Поверх укаэалных слоев размещен слой окисла алюминия, образующий в сквозных окнах подложки мембрану (прозрачный для рентгеновского излучения), на который нанесен слой золота с подложек хрома, сформированный в соответствии с рисунком топологии и служащий поглотнтелем рентгеновского излучения. Кремниевые шаблоны обладают высокой прсчностью и стабильностью размеров, имеет полное соответствие термического расширения с термическим расширением кремниевой подложки (2).

Недостатками данных шаблонов являются плохая адгеэия золота к мембране, хрупкость, низкая оптическая прозрачность в пробельных местах, исключающая оптическое освещение, нетехнологичность вследствие сложности изготовления мембраны, наличия дополнительных операций, в част|ности операций нанесения подслоя хрома.

864383

100 г/л

2 А/дм

16 В

Цель изобретения — повышение механической прочности шаблона и технологичности его изготовления, Поставленная цель достигается тем, что шаблон для рентгенолитографии, содержащий подложку со сквозными окнами, прозрачный для рентгеновского излучения слой окисла алюминия, образующий в сквозных окнах подложки мембрану, и слой поглотителя рентгеновского излучения, нанесенный на поверхность мембраны в соответствии с рисунком топологии, снабжен слоем алюминия, расположенным на поверхности подложки под слоем окисла алюминия и в теле мембраны под слоем поглотителя рентгеновского излучения . 15

На фиг.1 представлена подложка с повышенным слоем алюминия и слоем поглотителя золота; на фиг.2 — заготовка шаблона со сквозными окнами в подложке и рисунком топологии в 20 слое золота; на фиг. 3 — шаблон, разрез.

Ыаблон для рентгенолитографии изготавливают следующим образом.

На подложку 1,напримеР кремниевук1 вакуумным напылением наносят слой алюминия 2 толщиной от 1 до 5 мкм, обеспечивающий прозрачность мембраны для рентгеновских лучей с Л 8,3 Х, Слой алюминия обеспечивает хороший теплоотвод при экспонировании рент-, геновскими лучами и играет роль буфе ра в случае возникновения деформации. Затем методом вакуумного напыления на слой алюминия наносят слой золота 3 толщиной 0,4 мкм, обеспечивающий хорошую контрастность засвеченного рисунка. После этого на слое золота формируют рисунок топологии

4 способом электронно-лучевой литографии с минимальным размером 0,1 мкм.40

В теле кремниевой подложки вскрыва-ют сквозные окна 5 путем травления в травителе:

Этилендиамин 68 мл

Вода 32 мл

Пирокатехин 12 г

45 о при 115 С, после чего осуществляют двухстороннее анодирование алюминия при режимах получения износа устойчивых покрытий.

Концентрация H SO

Плотность тока

Напряжение

Температура электролита 15-20 С

Время процесса 30 мин

После получения сплошного слоя окисла алюминия 6 в пробельных участках рисунка анодирование заканчивается. Полученная анодным окислением пленка окисла алюминия 6 отличается от пленок аналогичных окислов, полученных другими методами, более высокой прочностью, отсутствием внутренних напряжений, высокой адгеэией слою алюминия. Кроме того, пленка окисла алюминия получена после формирования слоя поглотителя в соответствии с топологией рисунка и является цельной только в пробельных участках. Под слоем поглотителя рентгеновского излучения сохраняется слой алюминия, а также на поверхности кремниевой подложки слой, рав- ный половине толщины нанесенного слоя алюминия. Благодаря островкам алюминия в теле диэлектрической мембраны из окисла алюминия конструкция шаблона приобретает ряд положительных качеств: вследствие пластичности алюминий служит буфером для уменьшения деформаций при возникновении внутренних напряжений, алюминий обладает высокой теплопроводностью и служит для отвода тепла, возникающего в поглотителе при экспонировании за счет поглощения рентгеновского излучения, алюминий более эффективный чем хром материал связки золота с мембраной вследствие того, что алюминий очень дешев, испарение алюминия в вакууме легко осуществляется с помощью испарителя в виде вольфрамовой спиральной нити накала. Кроме того, алюминий обладает хорошей адгезией к окислам (в частности, к окислу алюминия) и золоту с образованием интерметаллических соединений, реагирует с монослоем S10<, который всегда в естественных условиях покрывает пластины кремния с образованием надежного контакта к пластине.

Данная конструкция шаблона для рентгенолитографии высокого качества и проще в изготовлении, т.е. более технологична, обладает повышенной механической прочностью и теплопроводностью. Иаблон может быть изГотовлен на стандартном оборудовании полуводниковой технологии с минимальными затратами энергии, времени и средств на получение прочной мембраны с высокой адгезией последней к поглотителю.

Например, затраты электроэнергии на получение АР Оу толщиной 5 мкм на пластине размером 1 дм равны при аыодном окислении алюминия:

Р„2А 16В. О, 5Ч = О, 016 кВт, ч

Мощность установки осаждения окиси алюминия иэ газовой фазы около

20 кВт, скорость осаждения 200500 А /мин. Для получения окиси алюминия толщиной 5 мкм необходимо

100 мин. Расход электроэнергии составляет

Р =20 кВт 1,5 ч = 30 кВт-ч

Таким образом, расход электро- энергии во втором случае выше во много раз.

Формула изобретения

Ыаблон для рентгенолитографии, содержащий подложку со сквозными ок864383

Put.2 фи83

Состанитель О.Павлова l

Редактор Н.Минко Техред A. Савка Корректор,С.Щомак

Заказ 7811/77 Рираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская- наб., д. 4/5 Филиал Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 нами, прозрачный для рентгеновского излучения слой окисла алюминия, образующий н скноэных окнах подложки мембрану, и слой поглотителя рентгеновского излучения, нанесенный на поверхность мембраны в соответстнии с рисунком, топологии, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения механической прочности шаблона и технологичности его изготовления

l он снабжен слоем алюминия, располос женным на понерхности подложки под слоем окисла алюминия н в теле мембраны под слоем поглотителя рентгеновкого излучения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Фоанции 9 2261622, кл. Н 01 L 21/308, 1975 °

2. Sordid State Fechnof, 1972, vo0 15, 9 7, Spear D-d Smith Н.J. (прототип) .