Фотошаблон для фотолитографии

 

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к устройствам для фотолитографических процессов, и может быть использовано при изготовлении микросхем. Предложен фотошаблон для фотолитографии, состоящий из прозрачной пластины, на которую нанесены рисунки элементов микросхем, которые предварительно искажены по своим геометрическим размерам в соответствии с изменением толщины пленки фоторезиста, нанесенной на подложку, по следующей зависимости: Вi = Boi + (-1)KC [d ( r )], где Bi - геометрический размер (ширина) рисунка элемента на фотошаблоне, Вoi - заданный геометрический размер рисунка; К = 1 - для негативного фоторезиста; К = 2 - для позитивного фоторезиста; С - искажение геометрического размера рисунка; d - толщина пленки фоторезиста; r - радиальная координата. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к устройствам для фотолитографических процессов, и может быть использовано при изготовлении микросхем.

Известны способы и устройства для фотолитографии, описанные в книгах О. Д. Парфенова "Технология микросхем".-М.: Высшая школа, 1986, с.90-127; В.Н. Черняева "Физико-химические процессы в технологии РЭА".-М.: Высшая школа, 1987, с. 296-298; в заявке Японии N 4-81856, H 01 L 21/027 "Шаблон для литографии", РЖ ИСМ 104-2-95. Экспонирование светочувствительного слоя фоторезиста проводят через фотошаблон с нанесенными на нем рисунками элементом микросхем без учета разнотолщинности светочувствительной пленки фоторезиста, нанесенной на подложку, которая связана со способом нанесения. Обычно фоторезист наносят на подложку методом центрифугирования. При этом в пленке фоторезиста наблюдается изменение толщины при перемещении от центра подложки к периферии (фиг. 1). Процесс экспонирования рассчитан на проработку участков пленки с максимальной толщиной. В этом случае участки с меньшей толщиной оказываются переэкспонированными, что приводит к изменению геометрических размеров элементов микросхем - при позитивном фоторезисте они уменьшаются, а при негативном фоторезисте они увеличиваются.

Известен способ фотолитографии с экспонированием через фотошаблон по заявке Японии N 5-48928, H 01 L 21/027 РЖ ИСМ 104-22-95, который заключается в избирательном экспонировании, учитывающем разнотолщинность пленки фоторезиста по подложке путем изменения длительности экспонирования периферийных и других участков, через фотошаблон с нанесенными на нем рисунками элементов микросхем, имеющими одинаковые геометрические размеры. Однако такое экспонирование сложно в проведении и требует дополнительной оснастки.

Для сравнительного анализа с предлагаемым техническим решением выбран фотошаблон для фотолитографии, известный из книги А.С.Березина, О.Р.Мочалкиной "Технология и конструирование интегральных микросхем".-М.: Радио и связь, 1983, с.70-73.

Фотошаблон для фотолитографии представляет собой прозрачную пластину с нанесенными на ней рисунками, состоящими из сочетания непрозрачных и прозрачных для света определенной длины волны участков, образующими топологию микросхемы, многократно повторенными в пределах поля пластины.

Такой фотошаблон в процессе фотолитографии переносит рисунок элемента микросхемы на поверхность подложки с нанесенной светочувствительной пленкой фоторезиста без учета ее разнотолщинности. Это приводит к искажению геометрических размеров элементов микросхем, что влияет на разброс электрических параметров и в конечном счете приводит к снижению процента выхода годных.

Цель изобретения - создание фотошаблона для фотолитографии, позволяющего увеличить процент выхода годных изделий с одной подложки.

Поставленная цель достигается тем, что на фотошаблоне, представляющем собой прозрачную пластину с рисунком элементов микросхем, многократно повторенных в пределах поля пластины, заданные геометрические размеры рисунка элементов предыскажены в соответствии с изменением толщины пленки фоторезиста, используемой для изготовления микросхемы, по следующей зависимости: Bi = Boi + (-1)KC[d(r)], где Bi - геометрический размер (ширина) рисунка элемента на фотошаблоне; Boi - заданный геометрический размер рисунка; K=1 - для негативного фоторезиста; K=2 - для позитивного фоторезиста; C - искажение геометрического размера рисунка; d - толщина пленки фоторезиста; r - радиальная координата.

При этом величина искажения геометрического размера рисунка определяется из выражения:

где
dmax - максимальная толщина фоторезиста;
-длина волны света;
Boi - заданный геометрический размер рисунка;
hk - величина, зависящая от типа фоторезиста и изменяется в пределах 0 < hk < 1 и может быть скорректирована по результатам эксперимента;
d(r) - функция зависимости толщины пленки фоторезиста от радиальной координаты, определяется экспериментально для конкретной установки нанесения фоторезиста.

На фиг. 1 представлена графическая зависимость изменения толщины пленки фоторезиста при перемещении от центра подложки к периферии: d0 - толщина пленки фоторезиста в центре подложки; d(r) - изменение толщины пленки фоторезиста по поверхности подложки.

На фиг. 2 представлена графическая зависимость изменения геометрического параметра (ширины элемента): I - для позитивного фоторезиста, II - для негативного фоторезиста.

На фиг. 3 изображены фотошаблон и подложка с фоторезистом, где 1 - прозрачная пластина, 2...7 - рисунки элементов микросхем, 8 - слой (пленка) фоторезиста, 9 - подложка с подслоем.

Рисунки элементов микросхем 2...7 расположены на прозрачной пластине 1 фотошаблона и предварительно искажены в соответствии с изменением толщины пленки фоторезиста 8, нанесенной на подложку 9, условно разделенную на две зоны А и Б: А - зона подложки с негативным фоторезистом, Б - зона подложки с позитивным фоторезистом. Геометрические размеры этих рисунков связаны соотношением:
Bi = Boi + (-1)KC[d(r)],
где
Bi - геометрический размер (ширина) рисунка элемента на фотошаблоне;
Boi - заданный геометрический размер рисунка;
K=1 - для негативного фоторезиста;
K=2 - для позитивного фоторезиста;
C - искажение геометрического размера рисунка;
d - толщина пленки фоторезиста;
r - радиальная координата.

Для линейных искажений геометрического размера рисунка в полярных координатах справедливо следующее выражение:

где
dmax - максимальная толщина фоторезиста;
-длина волны света;
Boi - заданный геометрический размер рисунка;
hk - величина, зависящая от типа фоторезиста и изменяется в пределах 0 < hk < 1 и может быть скорректирована по результатам эксперимента;
d(r) - функция зависимости толщины пленки фоторезиста от радиальной координаты, определяется экспериментально для конкретной установки нанесения фоторезиста.

Изменение толщины пленки фоторезиста от радиальной координаты d(r) определяется экспериментально для конкретной установки нанесения фоторезиста, например, использованием оптического отражения света (Моро У. Микролитография, ч.1.-М.: Мир, 1990, с.408, формула 6.7.2). Путем измерения толщины на множестве точек радиуса ri получают зависимость d(ri), i = 1,2..., которая может быть аппроксимирована, в частности, линейной функцией вида d(r) = d0 + kr.

По указанному принципу рисунки элементов размещены по всему полю фотошаблона для максимального использования поверхности подложки. При экспонировании с использованием указанного фотошаблона и последующем формировании элементов микросхемы геометрические размеры последних получаются равными заданным, т.е. B0.

Таким образом, предложенный фотошаблон обеспечивает максимальный процент выхода годных изделий с одной подложки, при этом технологические процессы фотолитографии и травления остаются без изменений.


Формула изобретения

1. Фотошаблон для фотолитографии, представляющий собой прозрачную пластину с рисунком элементов микросхем, многократно повторенным в пределах поля пластины, отличающийся тем, что заданные геометрические размеры рисунка фотошаблона предыскажены в соответствии с изменением толщины пленки фоторезиста, используемой для изготовления микросхем, по следующей зависимости
Bi=Boi + (-1)KC[d(r)],
где Bi - геометрический размер (ширина) рисунка элемента на фотошаблоне;
Boi - заданный геометрический размер рисунка;
K=1 - для негативного фоторезиста;
K=2 - для позитивного фоторезиста;
C - искажение геометрического размера рисунка;
d - толщина пленки фоторезиста;
r - радиальная координата.

2. Фотошаблон по п.1, отличающийся тем, что величина искажения геометрического размера рисунка по радиальной координате определяется из выражения

где dmax - максимальная толщина фоторезиста;
- длина волны света;
Boi - заданный геометрический размер рисунка;
hK - величина, зависящая от типа фоторезиста и изменяется в пределах 0<h<1 и может быть скорректирована по результатам эксперимента;
d(r) - функция зависимости толщины пленки фоторезиста по радиальной координате, определяется экспериментально для конкретной установки нанесения фоторезиста.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству интегральных схем и полупроводниковых приборов, в частности к технологии рентгенолитографиио Цель изобретения - повьпиение выхода годных по лупроводниковых приборов - достигается путем обеспечения лучшей воспроизводимости топологического рисунка в рентгенорезисте подложки В устройстве для совмещения и экспонирования рентгеновское излучение экспонирует через рентгеношаблон 3 подложку I с рентгенорезистом 2 Метку совмещения на подложке I формируют в виде набора плоских р-п-переходов или чередующимися проводящими и непроводящими слоями, а метка рентгеношаблона 3 представляет собой набор координатносопряженных с метками на подложке 1 отверстий в слое золота Рентгеновское излучение проходит через метку рентгеношаблона 3 и поглощается в слоях метки пластины, вызывая изменение величины обратного тока р-п-переходао Совмещенному положению соответствует максимальный обратный ток слоистой структуры р-п-переходаоЗ ил

Изобретение относится к технологии трехмерных микромеханических систем
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых наноматериалов и предназначено для управляемого выращивания наноразмерных нитевидных кристаллов кремния

Изобретение относится к стеклянным подложкам большого диаметра, пригодным для формирования подложек фотошаблонов стороны матрицы и стороны цветного фильтра в жидкокристаллических панелях на тонкопленочных транзисторах

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве электровакуумных приборов, вакуумных интегральных СВЧ-схем и других микросхем

Изобретение относится к фотолитографии и может быть использовано в микроэлектронике

Изобретение относится к способам создания резистивной маски на поверхности подложки

Изобретение относится к литографии, точнее к способам создания резистивной маски на поверхности полупроводниковой подложки

Изобретение относится к способу и устройству, полезным при нанесении нанорисунка на подложки большой площади

Изобретение относится к области фотолитографии, а именно к способу изготовления резистивных масок для нанолитографии. Способ включает восстановление серебра с образованием наночастиц серебра и последующую стимуляцию процесса термической полимеризации капролактама на поверхности полученных наночастиц с помощью лазерного возбуждения в них плазмонных колебаний. При этом для пространственной локализации процесса восстановления серебра используют STED-метод. Изобретение позволяет получить резистивные маски с минимальным размером элементов до 10 нм. 1 табл., 1 ил.
Наверх