Способ изготовления свободной маски для проекционных электронно-и ионно-лучевых систем

 

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано на литографических операциях при изготовлении шаблонов для полупроводниковы. приборов и интегральных схем высокой степени интеграции. Цель - повышение про изводительности процесса изготовления свободной маски для электроннои ионно-лучевых систем. Цель изобретения достигается тем, что формирование рисунка свободной маски осуществляют путем гальванического осаждения никеля на вспомогательную электропроводяш.ую подложку через контактную маску из сухого пленочного фоторезиста, причем рисунок контактной маски получают с использованием в качестве шаблона ядерного фильтра со статически распределенными порами. Способ позволяет упростить процесс формирования рисунка свободной маски при сохранении высокого разрешения и необходимой толшины получаемой структуры . 7 з.п. ф-лы. fS (Л 00 01 to 4 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1З52445 А (51) 4 G 03 F 7/26, Н 01 1 21/312

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (89) DD 206924 (48) 08.02.84 (21) 7772638/24-21 (22) 13.09.82 (31) WP Н 01 1 /233773 (32) 01.10.8! (33) DD (46) 15.1!.87. Бюл. ¹ 42 (71) ФЕБ Центрум фюр Форшунг унд Технологие Микроэлектроник (DD) (72) Шмидт Франк и Тырроф Хорст (DD) (53) 621.382.002 (088.8) (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВОБОДНОИ МАСКИ ДЛЯ ПРОЕКЦИОННЫХ

ЭЛЕКТРОННО- И ИОННО-ЛУЧЕВЫХ

СИСТЕМ (57) Изобретение относится к области микро. электроники и может быть использовано на литографических операциях при изготовленин шаблонов для полупроводниковых приборов и интегральных схем высокой степени интеграции. Цель — повышение про изводительности процесса изготовления свободной маски для электронно- и ионно-лучевых систем. Цель изобретения достигается тем, что формирование рисунка свободной маски осуществляют путем гальванического осаждения никеля на вспомогательную электропроводящую подложку через контактную маску из сухого пленочного фоторезиста, причем рисунок контактной маски получают с использованием в качестве шаблона ядерного фильтра со статически распределенными порами. Способ позволяет упростить процесс формирования рисунка свободной маски при сохранении высокого разрешения и необходимой толщины получаемой структуры. 7 з.п. ф-лы.!

352445

Формула изобретения

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано на литографических операциях при изготовлении шаблонов для полупроводниковых приборов и интегральных схем высокой степени интеграции.

Известен способ изготовления свободной маски для проекционных электроннои ионно -лучевых систем, основанный на формировании первого рисунка из никеля на электропроводящей подложке, нанесении слоя резиста, литографическом формировании контактной маски, гальваническом повторном нанесении рисунка из никеля и удалении контактной маски и подложки.

Недостаток известного способа заключается в необходимости многократного повторения операций формирования маски из резиста с последующим гальваническим наращиванием покрытия до получения заданной толщины, что усложняет процесс и делает его достаточно длительным.

Цель изобретения — повышение производительности процесса за счет его упрощения.

Сущность изобретения заключается в фор»и рова нии открытых зон в получаемой свободной маске при помощи решетки, для создания которой используется шаблон типа ядерного фильтра. Для изготовления шаблона используется высокоэнергетический луч с очень малым коэффициентом рассеивания направленности.

Причер /. На подложку преимущественно пз кремния или алюминия последовательно наносят слои сухого пленочного резиста типа Ristun толщиной 5 — 10 мкм, катодным распылением — слой двуокиси кремния и поверх Ilcto слой негативного электронорезиста. Рисунок шаблона типа ядерного фильтра (фольга типа «Нуклепор» со средним расстоянием между порами порядка

2 мкм, концентрация отверстий в пределах

2 — 8 10 c», внутренний диаметр отверстий в пределах 0,8 — 1,2 мк) переносится при помощи электронно-лучевой литографии в слой электронорезиста. Для экспонирования выбирается самый большой растр изображения электронно-лучевой установки (в большинстве случаев 10 мк) . Рисунок сформированной маски переносится методом плазмохимического травления в слой двуокиси кремния. Далее слой резиста подвергают ионно-лучевому травлению через маску из SiO . при помогци ионов кислорода с помогцью полученного, таким образом рельефа гальванически наращивают до толщины ристоновой пленки первый слой никеля. Затем на сформированный рисунок в никелевом покрытии наносят слой негативного электронорезиста толщиной 1 — 2 мк, в котором электронно-лучевой литографией формируют топологический рисунок интегральной схемы. После проведения второй опера5

30 15

50 ции по наращиванию второго тонкого слоя никеля, травления подложки и удаления сухого плен оч ного резиста получ ают готовую свободную маску для использования в проекционной литографии.

Если требуется получить рисунок с более высоким разрешением, то при формировании вспомогательной маски из двуокиси крем. ния используется ионолитография, а в качестве ионорезиста — молибден.

Пример 2. На подложку, например из кремния или алюминия, осаждается первый слой никеля толщиной примерно 5 мк, а затем при помощи шаблона типа ядерного фильтра литографически формируют контактную маску, рисунок которой путем травления ионным лучом напряжением 1 кВ и плотностью тока 1 мА/см переносится в никелевый слой. При этом плотность тока и напряжение должны выбираться таким образом, чтобы исключить усадку или разложение контактной маски и обеспечить соотношение скоростей травления никеля и маски 1. В данном случае достигается 54 мм/мин для травления никеля. При соответствующем подборе газовых смесей для травления это соотношение можно оптимизировать с таким расчетом, чтобы сохранялись только незначительные остатки маски без существенного вытравливания поверхности подложки.

После удаления остатков контактной маски методом плазменного травления или непрерывного ионно-лучевого травления на эту решетчатую (сотовую) структуру наносится фоторезист или электронный резист и рисунок переносится на слой резиста методами фото- или ионно-лучевой литографии.

После обычного проявления и задубливания осуществляется гальваническое осаждение второго слоя никеля толщиной примерно 5 мкм. После удаления резиста и подложки получают свободную маску.

Пример 3. Описанная в примере 1 структура на подложке подвергается после наложения шаблона типа ядерного фильтра такой обработке, что созданные ядерным излучением дыры расплавляются, а на подложке остаются плогцадки из материала шаблона с диаметром около 1 мкм. Затем гальваническим путем наносится первый слой никеля толщиной около 5 мкм так, что образовывается гладкая поверхность (сеть из никеля с площадками). Далее наносится фоторезист или электронный резист, причем структура рисунков переносится по вышеуказанной методике. После гальванического осаждения второго слоя никеля подложка и остатки шаблона удаляются в соответствии с примером 2.

1. Способ изготовления свободной маски для проекционных электронно- и ионно1352445

Составитель А. Хохлов

Редактор М. Андрушенко Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 5273/46 Тираж 421 Подписнос

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г!роектная, 4 лучевых систем, включающий формирование первого рисунка из никеля на электропроводящей подложке, нанесение слоя резиста, литографическое формирование контактной маски, гальваническое нанесение второго рисунка из никеля и удаление контактной маски и подложки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, при формировании первого рисунка из никеля используют шаблон типа ядерного фильтра со статистически р аспределенными порами, диаметр которых удовлетворяет соотношение P/М = 0,05 — 0,2 (мкм), где

М вЂ” масштаб уменьшения проекционной системы, причем среднее расстояние между порами составляет не более 0,2 М (мкм).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование первого рисунка из никеля осуществляют путем его гальванического осаждения на подложку через контактную маску, причем контактную маску выполняют из сухого пленочного фоторезиста.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что контактную маску выполняют с использованием вспомогательной маски из слоя двуокиси кремния путем ионно-лучевого травления сухого. пленочного фоторезиста ионами кислорода, после чего вспомогательную маску удаляют.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что вспомогательную маску формируют электронолитографией с использованием негативного электронорезиста путем селективного травления.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что рисунок вспомогательной маски формируют ионно-лучевой литографией с использованием в качестве негативного ионорезиста молибдена.

6. Способ по и. 2, отличающийся тем, что контактную маску формируют путем наложения шаблона типа ядерного фильтра на подложку и бомбардировки его потоком ядерных частиц до образования площадок из материала шаблона со средним диаметром в пределах О,l — 1,5 мкм.

7. Способ по п. 1, отличающнися тем, что формирование первого рисунка из никеля приводят путем ионно-лучевого травления слоя через шаблон типа ядерного фильтра.

8. Способ по пп. 1, 2 и 7, отличающийся тем, что первый рисунок из никеля формируют толщиной, не превышающей 10 — кратной толщины второго рисунка.