Способ формирования рельефа интегральных микросхем

Скачать ZIP архив.

Текст

аз) А 1 ОЗР 7/ 2) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам вторскому свидетельств(56) Патент Японии Х 52-93640, кл, С 23 Р1/00, 1977. 2. Авторское свидетельствоСССР Х 1501841, кл. Н 011. 21/312, 1987,3, Авторское свидетельство СССР 1 Ч1579354, кл. Н 011. 21/312, 1988.(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ(П) помещают в предварительную вакуумную камеру и создают в ней давление 1-10Па. Затем П перемещают в вакуумнуюкамеру и в едином замкнутом вакуумном(51) Ь Н О 1 Ь г 1/З 1 технологическом цикле осуществляют напыление на П слоя алюминия, осаждение слоя плазмополимеризованного стирола (ППС) при расходе пара стирола 1,5-3 л/ч, нанесение слоя резиста (Р), его селективное экспонирование и проявление, травление ППС в кислородной плазме с одновременным удалением Р при давлении 2-10 Па иг удельной мощности ВЧ-разряда 2,5-3 кг/см, плазменное травление алюминия при давлении не более 10 Па и удаление ППС в плазме смеси кислорода и азота при расходе кислорода 3,0-3,5 л/ч и расходе азота 0,2-0,3 л/ч, Оптимизация режимов технологических операций и выполнение их в едином вакуумном цикле с обеспечением предварительного вакуума позволили снизить дефектность рельефа с 0,1 см до 0,03-0,05 см.Изобретение относится к технологиимикроэлектроники,Известен способ формирования рельефаинтегральных микросхем, включающий вакуумное напыление алюминия на подложку, фотолитографию (нанесение резиста, экспонирование, проявление), и сухое травление пленки алюминия по созданной фотолитографией маске из фоторезиста.Целью изобретения является снижениедефектности рельефа и улучшение экологичности процесса,Поставленная цель достигается за счет того, что перед выполнением первой операции единого замкнутого технологического цикла - нанесением алюминия, подложку размещают в предварительной вакуумной камере и создают в ней предварительный вакуум 1-10 Па, а также за счет оптимизации режимов технологических операций способа.Нанесение слоя органического материала,например, плазмополимеризованного стирола толщиной =0,6 мкм позволяет с однойстороны, планиризовать поверхность, т.е.сгладить все шероховатости подложки спленкой алюминия и, с другой сторонынаносить тонкий слой резиста (=0,3 мкм),что делает его достаточно чувствительным кэлектронам, и позволяет сформировать плазмостойкую бездефектную маску для травления алюминия.Кроме того, наличие слоя плазмополимеризованного стирола позволило исключитьоперацию травления резиста, т,к. травлениетонкого слоя резиста осуществляют в однойс травлением плазмополимеризованного стирола технологической операции, а этоприводит к исключению пылевыделенияоборудования, что снижает привносимуюдефектность,Предварительный вакуум менее 1 Паприводит к увеличению пыли в объеме, чтозначительно повышает привносимую дефектность.Предварительный вакуум более 10 Паприводит к увеличению количества остаточных частиц в объеме и, следовательно, куменьшению их длины свободного пробега,а значит эти частицы имеют возможностьчаще сталкиваться с рабочей поверхностьюподложки и могут быть захвачены ею, чтоповышает привносимую дефектность.Нанесение плазмополимеризованного стирола (ППС) осуществляют в парах стиролапри давлении 1-8 Па, расходе пара стирола1,5-3 л/ч и удельной мощности 0,25-0,4Вт/см . При давлении пара мономера менее 1 Паформируется напряженная пленка ППС, чтоприводит при последующих термообработкахк образованию дефектов типа "трещина".При давлении более 8 Па на поверхностиподложки осаждается низкомолекулярныйполимер, который испаряется с поверхностипри последующих термообработках и меняетмаскирующие свойства,При расходе пара стирола менее 1,5 л/чпленка ППС имеет дефекты типа "трещина",а при расходе пара свыше 3 л/ч в камереобразуется турбулентный поток пара, чтоведет к образованию в газовой фазеполимерного порошка, который осаждаетсяна поверхность пленки ППС и создает, такимобразом, дефектность.При удельной мощности менее 0,252Вт/см скорость нанесения пленки настольконизка (менее 30 нм/мин), что делает способпрактически неприемлемым.При удельной мощности свыше 0,4Вт/см при дальнейших термообработкахпроисходит "растрескивание" пленки ППС.Нанесение и обработку сухого резистаосуществляют в соответствии с имеющимисяв технической и патентной литерату ререкомендациями,Сухой резист, например, октавинилсилсесквиоксан, наносят при температуре 170200 С и вакууме не хуже 10 Па,Нанесение рез иста при температуременее 170 приводит к тому, что резистмедленно испаряется и условия для бездефектного формирования покрытия при медленном осаждении резиста ухудшаются.При температуре резиста выше 200 Спроисходит интенсивное разложение резистаи выпадание осадка, содержащего большоеколичество БОчто приводит к повышениюдефектности.-3Нанесение резиста при вакууме хуже 10Па приводит к увеличению количестваостаточных частиц и уменьшению длины ихсвободного пробега, что обуславливает болеечастое столкновение этих частиц с рабочейповерхностью подложки, захват поверхностью этих частиц и, как следствие,повышение привносимой дефектности.Электронно-лучевое экспонирование проводят дозой 510 -5 ф 10 кл/см .1Экспонирование дозой менее 5 ф 10 кл/смприводит к тому, что резист не сшивается,а края рисунка расплываются, что существенно повышает дефектность.Экспонирование дозой более 5 ф 102кл/см может привести к полимеризациипленки резиста, которая является маской дляплазмополимеризованного слоя, что такжеповышает дефектность.Реактивно-ионное травление плазмополимеризованного стирола проводят при давлении не более 10 Па и удельной мощности2,5 - 3 Вт/см,Травление плазмополимеризованного стирола при давлении более 10 Па ведет кувеличению остаточных частиц в объеме и,к уменьшению длины их свободного пробега,а значит эти частицы имеют возможностьчаще сталкиваться с рабочей поверхностьюподложки и могут быть захвачены, ею, чтоповышает привносимую дефектность,Травление при удельной мощности менее2,5 Вт/см приводит к тому, что кислороднаяплазма не полностью удаляет открытуюповерхность стирола, остается осадок, который повышает дефектность.Травление при удельной мощности болеег3,0 Вт/см приведет к тому, что кислороднаяплазма будет удалять не только открытуюповерхность стирола, но и поверхностьподложки под стиролом,Травление алюминия проводят при давлении не более 10 Па,Травление алюминия при давлении более10 Па приводит к увеличению остаточныхчастиц в объеме и, следовательно, куменьшению длины их свободного пробега,а значит эти частицы имеют возможностьчаще сталкиваться с рабочей поверхностьюподложки и могут быть захвачены ею, чтоповышает привносимую дефектность.Снятие плазмополимеризованного стирола проводят при удельной мощности 0,7-0,8Вт/см, расходе кислорода 3,0-3,6 л/ч ирасходе Х, - 0,2-0,3 л/ч.Снятие ППС при мощности менее 0,7)Вт/см приводит к тому, что процесстравления замедляется, идет вяло, образуются неудаляемые остатки, что повышаетдефектность.Снятие ППС при мощности более 0,81Вт/см приводит к тому, что процессстановится трудноуправляемым, т.к. одновременно с ППС может травиться подложка,что повышает дефектность.При расходе О, менее 3,0 л/ч маласкорость травления, в результате чего за счетосаждения частиц наблюдается повышеннаядефектность.При расходе О, более 3,6 л/ч процессстановится неуправляемым и может происходить сгорание ППС, что увеличиваетдефектность.При расходе Я, менее 0,2 л/ч наблюдается нестабильность плазменного разряда,сопровождаемая повышением дефектности,1834588 6При расходе Х, более 0,3 л/ч процессстановится критичным, трудно управляемым, а это приводит к повышению дефектности из-за необходимости повтора некоторых операций.П р и м е р. Кремниевая подложкапоступает в предварительную вакуумную камеру, где происходит откачка до 5 Па.Затем кремниевая подложка поступает в вакуумную камеру, где методом магнетронного распыления наносят пленку алюминия толщиной 1 мкм, затем ее транспортируют через вакуумный трек в установку плазменного нанесения слоя органического материала, зажигая плазменный ВЧ-разряд в атмосфере паров стирола с его расходом 2,2 л/ч при давлении 5 ПА и удельной мощности 0,3 Вт/см, При этом стирол смешивают с газом-носителем, в качестве которого используют азот, Слой плазмополимеризованного стирола наносят до толщины 0,6 мкм. После этого подложку транспортируют через вакуумный трек в установку нанесения сухого резиста сублимацией при температуре 185 С и вакууме не хуже 10-3 Па до толщины 0,3 мкм, время нанесения 3 мин.Далее подложку опять транспортируют ввакуумном треке в электронно-лучевую установку, где резист экспонируют электронным лучом дозой 510 кл/см . После.6 2экспонирования подложку транспортируют в вакууме в установку термического проявления, где при температуре 160 С в течение 1 мин 45 с проэкспонированные участки резиста сублимируются, если он позитивный, либо полимеризуется, если он негативный.Затем, изображение, сформированное вслое резиста, переносят в нижний слой путем плазменного травления пленки плазмополимеризованного стирола в атмосфере кислорода при давлении 5 Па и удельной мощности ВЧ-разряда 3 Вт/см, предварительно переместив в вакууме подложку в установку травления ППС.После этого, через вакуумный трекподложку перемешают в установку плазмохимического травления алюминия, осуществляют травление при давлении 5 Па и не извлекая подложку на атмосферу, переносят ее в установку плазменного травления для снятия ППС при расходе кислорода 3,3 л/ч, расходе азота 0,25 л/ч и удельной мощности 0,75 Вт/см .В результате перемещения и обработкиподложки в едином замкнутом технологическом цикле с обеспечением предварительного вакуума и оптимизации режимов проведении технологических операций способа неравномерность толщины слоя ППС снизилась с7 1834588 .2,5 /, до 1,0 - 1,5 / а дефектность сформированного рельефа снизилась с 0,1 см до 0,03 - 0,05 см,ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Подписное Заказ 11 р В НИ И ПИ, Рег. Л Р й 040720 113834, ГСП, Москва, Раушская наб., 4/5Способ формирования рельефа интегральных микросхем, включающий последовательно проводимые в едином замкнутом вакуумном технологическом цикле операции нанесения на подложку пленки алюминия и слоя плазмополимеризованного стирола, нанесения слоя рез иста, травления слоя плазмополимеризованного стирола в кислородной плазме, плазменного травления алюминия и удаления . слоя плазмополимеризованного стирола в кислородсодержащей плазме, отличающийся тем, что, с целью снижения дефектности рельефа и улучшения экологичности процесса, перед нанесением пленки алюминия подложку помещают в предварительную вакуумную камеру и создают в ней предварительный вакуум 1-10 Па, нанесение слоя плазмополимеризованного стирола осуществляют при расходе пара стирола 1,5-3 л/ч, травление слоя плазмополимеризованного стирола осуществляют при давлении 2-10 Па и удельной мощности ВЧ-разрядаг2,5-3 Вт/см, плазменное травление пленки алюминия осуществляют при давлении не более 10 Па, а удаление слоя плазмополимеризованного стирола в кислородсодержащей плазме осуществляют в смеси кислорода с азотом при расходе 3,0-3,6 л/ч и расходе азоте 0,2-0,3 л/ч,

Смотреть

Заявка

4765465/21, 07.12.1989

Научно-исследовательский институт точного машиностроения

Буравцев А. Т, Сатаров Г. Х, Можаров Л. М, Шевченко А. И, Берестенко М. К, Боков Ю. С, Мшенская Т. А

МПК / Метки

МПК: G03F 7/26, H01L 21/312

Метки: формирования, рельефа, интегральных, микросхем

Опубликовано: 10.07.1996

Код ссылки

<a href="http://patents.su/4-1834588-sposob-formirovaniya-relefa-integralnykh-mikroskhem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ формирования рельефа интегральных микросхем</a>

Похожие патенты