Способ изготовления фотошаблонов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюв Севетеинн

Соцналнстичесинк реелублни

868891 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено14. 01. 80 (2! ) 2869б93/18-21 с т1рнсоединением заявки 14 (23) Приоритет— (5 l ) M. Кл.

Н 01 L 21/312

С Оз Г 1/00 фвудеретеенвЫ1 квинтет ссер ае делен нзевретенн11 и вткрытвй (53) УДК 621. 382. .002 (088.8) Опубликовано 30.09.8). Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 30. 09. 81 (72) Авторы изобретения

Ю.А,Гетманов, Т.Н,Сучкова, В.Ф.Сулюкин и О.Е.Фартукова (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОШАБЛОНОВ

Изобретение относится к технологии производства радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано при изготовлении фотошаблонов гибри-днопленочных микросборок.

Известен фотошаблон, получаемый путем нанесения пленки металла на стеклянную подложку с последующим формированием фотолитографическим методом маскирующего рисунка фотошаблона (1 j.

Однако металлические пленки в силу своего кристаллического строения являются пористыми и содержат большое коли че ст во мел ких от вер стий, что характеризует дефекты типа про15 кол". Кроме того, металлические пленки являотся непрозрачными, что затрудняет процесс совмещения рисунка фотошаблона с рисунком подложки при

20 из готовлении микро сборки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления фотошаблонов, включакщий окрашивание поверхностного слоя стеклянной пластины диффузией ионов металла-красителя из расплава соединений металла-красителя и свинца с последукщим восстановле.нием и. формирование маскирующего ри" сунка. фотошаблона фотолитогр афическим методом. Такие фотошаблоны прозрачны в видимой области спектра, что значительно сокращает время на операцию совмещения рисунка фотошаблона с рисунком подложки. В них отсутствуют дефекты типа "прокол" 2

Однако им свойственны дефекты типа

"включений" на светлом поле, что объясняется неравномерностью процесса диффузии ионов металла в стекло при толщинах окрашенного слоя свыше 0,3-0,S мкм, при меньших же толщинах оптическая плотность окрашенного слоя на длине волны актиничного излучения недостаточна (0,70,8 ед.) для обеспечения требований, предъявляемых к фотошябтн ням.

868891

Цель иэ обретения — чменьшение дефектности фотошаблонов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления фотошаблонов,включающем диффузию ионов металла-красителя иэ расплава соединений металла-красителя и свинца в приповерхностный слой стеклянной подложки, окрашивание слоя обработкой в восстановительной атмосфере, формирование маскирующего рисунка путем фотолитографической обработ" ки, диффузию ионов метапла-красителя проводят на глубину 0,15-0,2 мкм, а перед формированием маскирующегорисунка путем фотолитографической обработки на окрашенный слой наносят пленку окиси металла, а также тем, что в качестве окиси металла исполь— зуют окись железа, причем пленку окиси металла наносят вакуумным напылением или методом пиролиза.

Способ осуществляется следующим образом.

В стеклянную подложку проводят диффузию ионов меди, которая является металлом-красителем из медносвинцовой лигатуры. При этом в при поверхностный слой диффундируют ионы меди и свинца. Свинец понижает температуру плавления стекла, снижает вязкость стекла в приповерхностном слое и создает тем самым условия для равномерной диффузии ионов меди. Однако при увеличении толщины окрашенного слоя .более 0,3-0,5 мкм наблюдается нлрущение равномерности диффузии, в частности появление "включений" меди, расположенных на разной глубине, что приводит в дальнейшем к де. фектам на фотошаблоне в виде точек на светлом фоне. Поэтому глубина окрашенного слоя выбирается .ч 0,150,2 мкм. Окрашивание приповерхностного слоя проводят в восстановительной атмосфере.

Получ енно е по крытие имеет р авномерную окраску красного цвета и лишено дефектов типа "проколов" и

"включений".

Однако оптическая плотность полученного окрашенного слоя при выбранной толщине является недостаточной (0,8-1,0 ед.) для проведения операции фотолитографии (необходимой величиной является оптическая, плотность 1, 7-2,0 ед. ) . Для достижения необходимой оптической плотности проводят нанесение на окрашенные заготовки ппенки окиси металла, например железа, В результате получают маскирующее покрытие, обладающее высокой оптической плотностью (2 ед.) на длине волны актиничного излучения и прозрачное в видимой области спектра, что значительно сокращает время, затрачиваемое на операцию совмещения рисунка фото—

Ip шаблона с рисунком на подложке.

Нанесение окиси железа можно осчществлять методом вакуумного напыле-. ния либо пиролиза.

Полученное покрытие является практически бездефектным, а имеющиеся мнкронные дефекты (проколы ) пленки окиси железа, возникающие при напылении, не передаются на подложку в процессе эксплуатации фотошаблона благодаря бездефектности лежащего под ним слоя диффузионной меди. Причиной этого является дифракция на микронных отверстиях.

П р и м,е р. Стеклянную подложку окрашивают на специальной установке с помощью устройств имеющих медносвинцовую лигатуру (1-27. меди).

Окраску лриповерхностного слоя стеклянной подложки проводят в восстановительной атмосфере при токах в

l0 А и температуре 600 С. Толщина окрашенного слоя составляет О,I50,2 мкм. На полученный окрашенный слой наносят пленку окиси железа для создания маскирующего покрытия необходимой оптической плотности (2 ед.) методом ионно-плазменного напыления. Вакуумное напыление проводят на установке ионно-плазменного напыления типа УРМ 3. 279026

49 при режимах напыления:

Ток катода, А 145

Ток анода, А 8 — 10

Напряжение на аноде,В 50- 60

Напряжение на мишени кВ 1,5- 2

Ток мишени,. А 0,5-0,6

Давление в рабочей камере, мм рт.ст. 7«10

Толщина напыленной пленки окиси

Ж железа составляет 0,6"О.i МкМ.

Далее осуществляют обработку стеклянных подложек с маскирующим покрытием для получения маскирующего рисунка фотолитографическим методом

$$ на специальном технологическом оборудовании. Фоторезнст ФП-27-18ÁÑ наносят на заготовки на центрифуге при 2000 об/мин. Фоторезист экспо868891!

Формула изобретении

Составитель О.Павлова

Редактор Н.Безродная Техред M.Påéâåñ: Корректор В, Бутяга

Заказ 8345/78 Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i 13035, Иосква, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нируют через зму |ьсионный фотошаблон, проявляют в 0,57-ном растворе гидроокиси калия в течение 20-30 с.

После промывки и сушки фоторезиста при температуре 130 1С0 С в течение

15 мин участки маскирующего покрытия не защищенные фоторезистом, травят послойно. Сначала травят окись. железа в растворе состава:

Н20 5 мп

HC1 100 мл

КJ 3 r

FeC1 3 г

Затем травят слой диффузионной меди в растворе состава, об. ч.:

NQ FF 50

Н 0 1

HF 5

После травления удаляют оставшийся на поверхности покрытия фоторезист в 20Х-ном растворе едкого калия.

В результате выполнения технологического процесса по предапагемому способу получают путем фотошаблон с маскирующим рипунком,состоящим из слоя окиси железа и прозрачных участков. Толщина маскирующего покрытия составляет 0,7-0,8 мкм при необходимой оптической плотности (1,7-

2,0 ед.) на длине волны актиничного излучения (1.400 мкм.

В результате осуществлния способа получают бездефектный фотошаблон (без "проколов" и "включений"), что повышает качество изготовления фотошаблона и увеличивает процент выхода годных фотошаблонов.

Фотошаблоны являются полупрозрач-, ными в видимой области спектра, что позволяет повысить качество совмеще-. ния и значительно сократить время на совмещение рисунков фотошаблона и подложки. Изображение на фотошаблоне получают с четкими, ровными краями. Размеры элементов рисунка цвет ного фотошаблона с высокой точностью (0 5-0, 7 мкм ) повторяют размеры соответствующих элементов рисунка на фотореэисторе. Кроме то го, фото1иаблоны имеют высокую износостойкостЬ (до 300-400 совмещений рисунков фотошаблона и подложки).

Предлагаемьй способ обладает высокой производительностью и технико-экономической эффективностью.

1. Способ изготовления фотошаблонов, включающий пиффузию ионов металла-красителя нэ расплава соединений

15 металла-красителя и свинца в приповерхностный слой стеклянной подложки, окрашивание слоя обработкой в восстановительной атмосфере, формирование маскирующего рисунка путем фотолитоо графической обработки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения дефектности фотошаблонов, диффузию ионов-металла †красите проводят на глубину 0,15-0,2 мкм, а перед формированием маскирующего рисунка путем фотолитографической обработки на окрашенный слой наносят пленку окиси метапла.

2, Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве окиси" металла используют окись железа.

3. Способ по п.1,2, о тли ч аюшийся тем, что пленку окиси метал-

З ла наносят вакуумным напылением.

4. Способ по п .1,2, о т л и ч а— ю шийся тем, что пленку металла наносят методом пиролиза.

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Пресс Ф.П. Фотолитография в производстве полупроводниковых приборов. М., 1968, с. 159-16!.

2. Авторское свидетельство СССР

45 У 44102, кл. Н 05 К 3/06, 1977 (прототип) .