Способ электронолитографии

Союз Советских Социалистических Республикфт ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополните ное к авт, свидКз(22) Заявлен 1176 21) 2 4 2 604 5/2 3-0 присоединением заяви 0 1/3 осуаарственный комитет СССР но аелам изобретений и открытий) Заявител титут неорганической химии Сибирского отделени АН СССР 54)СПОСОБ ЭЛЕКТРОНОЛИТОГРАф ь этого веще зрешающая спо толщине слоя Изобретение относится к областиктроники и микроэлектроники,Известен способ электронолитографии путем нанесения на подложку полиметилциклосилоксанов методом центрифугирования, которые затем облучают электронным лучом, При этом облученные участки пленки сшиваются, с образованием пространственного полимера. Изображения, полученные в пленке, проявляются с использованием метода фракционного растворителя. Чувствительность такого рода полимеров составляет 10 4 и 10кл/см раэ решающая способность 0,4 мкм при диаметре электронного луча 0,1 мкм и толщина пленки чувствительного слоя0,2-0,3 мкм 11.Однако при таком способе недостаточна разрешающая способность полимеров, что приводит к искаженной передаче электронного изображения, необходимо использование канцерогенных органических. растворителей при нанесении пленки чувствительного слоя и проявлении иэображения и, кроме того, после облучения кремнийорганические соединения не выдерживают действия минеральных кислот. Наиболее близким к предлагаемому является способ электронолитографии, в котором в качестве чувствительного слоя используют трифенилсиланол.На холодную подложку наносят с помощью вакуумного термического испарения пленку трифенилсиланола, которую затем облучают электронным лучом. В результате облучения участ - ки пленки подвергаются полимеризации и теряют способность сублимировать в вакууме. Необлученные участки пленки трифенилсиланола удаляются реиспарением в вакууме Г-". Чувст вит ель ност ства10 - 10 3 Кл/см расоб"ность 0,03 мкм при0,01 мкм.О Недостатком этого способа являет -ся низкая чувствительность веществ,применяемых в качестве чувствительного слоя, а также то, что после облучения электронным лучом применяемые 5 кремнийорганические соединения невыдерживают действия плавиковой кислоты, а также действия травителей,.применяемых для травления.Цель изобретения - повьыение чувст О вительности чувствительного слоя к. Филиал ППП"Патент",г.Ужгород, ул,Проектная,4 действию электронного облучения иповышение химстойкости,Это достигается тем, что в качестве кремнийорганического соединенияиспользуют силсесквиоксаны общейформулы (В 510.,) , где и = 6-16, Варил, алкил или винил, Способ электронолитографии осуществляют следующимобразом.;Силсеаквиоксаны наносят на холод"ную подложку в вакууме при разрежении до 5;10 мм рт.ст. Испарителемслужит вольфрамовая или никелевая лодочка. Температуру испарителя поддерживают в пределах 150-400 С в зависимости от типа соединения. Толщинаполученной пленки зависит от количества взятого вещества и от расстояния подлокки до испарителя.оЭкспонирование резиста электроннымлучом ( д = 0,1 мкм) проводят в раст.ровом электронном микроскопе. В результате облучения электронным лучомоблученные участки пленки полимеризуютсяИзображение, полученное впленке, проявляют с использованиемметода вакуумного реиспарения, длячего облученную пленку помещают ввакуум с разрежением до 510 ммрт,ст. и нагревают при 160-400 С.(температура зависит от типа вещества) в течение 10 мин. В результатенеоблученные участки вещества удаляются,Чувствительность синтезированныхпрепаратов составляет 10 -10 Кл/сги зависит как от типа радикала В,так и от молекулярного веса силсесквиоксанов,Было выцелено наиболее чувствительное к действию электронного облучения вещество - октавинилсилсесквиоксан общей формулы (Р,5105.)и, гдеВ-СН=СН, и =8;Изображение при толщине слоя0,1 мкм передается без искажения.После облучения органосилсесквиоксаны стмваются и служат защитной маской при травлении такими травителями,как НС 8, Н 504, Н Г,. а также выдеркивают действйе травителей, которыеиспользуются для тр авле ния 5 1 0 .После травления облученные участки органосилоесквиоксанов удаляютс помощью ионного травления в аргоне, а также смесью азотной и серной кислоты в соотнощении 1:1.П р и м е р . Пленки получаютметодом вакуумного термического испарения на установке УВНн. Дляэтого навеску октаметилсилсесквиоксана весом 40 мг помещают в вольфрамовую лодочку и испаряют при180 С в течение 10 мин в вакууме приразрежении до 510 мм рт,ст, Подложками служит лейкосапфир с напыленВНИИПИ Заказ 4569/16 ной молибденовой пленкой толщиной0,05 мкм. Расстояние от лодочки до,подложки 20 см. Толщина получаемыхпленок определяется элипсометром исоставляет 0,07-0,1 мкм.Затем резист экспонируют электронным лучом диаметром 0,1 мкм,в растровом электронном микроскопе 15 М Ч 5 врежиме сканирования луча по растру сперекрыванием луча на строках для опо ределения чувствительности и без перекрывания для определения разрешающейспособности.Энергия электронного пуска 20 кэВ,ток пучка 310 еА, доза необходимаядля полимерзации 210 Кл/см.Изобракение, полученное в пленке,проявляют, нагревая подложку при160 С в течение 10 мин в вакууме приразрекении 5 10-мм рт,ст,Получают ли нии из Полимериз ованного октаметилсесквиоксана с шагом 0,4 мкм и с шириной линии 0,1 мкм. После проявления незащищенные участки травят с помощью ионного травления кислородом.После ионного травления на защищаеьых молибденовых пленках толщиной 0,05-0,07 мкм размеры линий не искажаются.Затем защитную маску удаляют смесью азотной и серной кислоты в соотношении 1:1.Использование предлагаемого способа позволяет провести весь процесс электронолитографии без канцерогенных органических растворителей, сократить время экспонирования чувствительного слоя, улучшить защитные свойства полимеризованных электронным лучом участков чувствительного слоя.Формула изобретенияСпособ электронолитографии путемнанесения на металлическую подложкучувствительного слоя методом вакуумного испарения кремнийорганическогосоединения, облучения электроннымилучами, проявления при термообработке в вакууме, ионного травления кислородом и последующей обработки смесью серной и соляной кислот в соотно"шении 1:1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения чувствительности и химстойкости чувствительного слоя, в качестве кремнийорганического соединения используют силсесквиоксаны общей формулы (В 510.к )и,где В - алкил, арил, винил, и = 6-16,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Е.О. ВоЬегй, 1. Е 1 ессгос 1 еп,5 ос, 120, Р 12, 1716, 1973.2. К,5, 5 Ьоц 1 дегь, Адчаисеь 1 иСопрвегз, е 11. Ьу Г.А 1 й, Асадеп 1 с,ргеьь, Нее .ого, 2, 137, 1962 (прототип).