Способ литографии

(Я, Н 01 Ь 21/3 МСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ Н АВТОРСИ 8 м" и- по- рау 3. Бюл. 9 36чкоь, Т.Н.Мартынова,и Б.И.Почтаревт неорганической химиитделения АН СССР.6-181,48(088,8)рское свидетельство СССРС 07 Р 7/21 1979,кое свидетельство СССРВ 05 0 1/38, 1977 е чувствительного сл мпературе испарениятемпературе подложермическое прояц.г=.ни тем нагрева подложки ым слоем до 125-135 С остью подъема темпемин, причем вдоль по жки от ее краев к "градиент температуры я ОСОБ ЛИТОГРАФИИ включаюе на подложку чувстви я кремнийорганического(54)(57) СПМий нанесенытельного сло СОЮЗ СОЗЕТСНИХЫЦ%МШЮЕШИРЕСПУБЛИК ВИДЕТЕЛЬСТВ соединения мето рения, его эксп ное термическое ч а ю щ и й с я вихтения качеств жения нанесени проводят при те 190-200 С и при ки 35-45 фС, а т осуществляют пу с чувствительн с линейной скор ратуры 10-15 С/ верхности подло центру создают 0,5 - 1,0 С/мм,ом вакуумного и нирование н вак проявление, о т тем, что, с цел получаемого изЦепь изобретения " повышение качества получаемого изображения,Поставленная цель достигается тем что согласно способу литограФии, включающему нанесение на подложку чувствительного слоя кремнийорганического соединения методом вакуумного испарения, его экспонирование и вакуумное термическое проявление, на. несение чувствительного слоя прснодят при температуре испарения 190 о200 С и при температуре подложки,о35-45 С, а термическое проявление осуществляют путем нагрева подложки а чувствительным слоем до 125-135 С с линейной скоростью подъема температуры 10-15 С/мин, причем вдоль поверхности подложки от ее краев к центру создают градиент температуры 65 " 1,0 С/мм, 05 Изобретение относится к электронике и микроэлектронике, а именно ктехнологии литографии субмикронногоразрешения.Известен способ литографии, включающий напыление на подложку слояреэиста (октавинилсилсесквиоксана),его экспонирование электронным лучом,проявление изображения путем термического нагрева подложки в вакууме 1, 10Однако в указанном способе нетданных о режимах напыления чувствительного слоя и термического проявления, которыми определяется качествополучаемого иэображения. 15Наиболее близким по техническойСущности к изобретению является спофбоб электронолитографии, включающийнанесение на металлическую подложкучувствительного слоя кремнийорганического соединения методом вакуумного испарения, его экспонирование,проявление при 150-400 С в вакууме,ионное травление кислородом с псследуюйей обработкой серной и солянойкислотами (2),Недостатком данного способа являЕтся низкое качество получаемогоизображения, так как процесс осуществляют при низкой температуре испарения (180 С), а конденсацию чувствительного слоя проводят на холоднойподложке. Кроме того, высокая температура проявления (150-400 С) приводит к растрескиванию эаполимериэованных участков слоя, ухудшаютсямаскирующие свойства чувствительныхслоев при травлении (переносе пслученного изображения на подложку) иэ.эа образовавшихся микродефектов прирастрескинании, а прогрев подложки 40до 150-400 С приводит к образованиюрваных краев получаемого при прсявлении изображения, что обусловленссокращением времени миграции по поверхности подложки. 45 Время полного проявление изображения определяется исходной толщинойслоя и при толщине 1 мкм составляет30 мин.Увеличение температуры испарениядо 210 С приводит к образованию рыхлых слоев, а уменьшение до 180 Ск их неравномерности и Несплошности,Уменьшение температуры подложкидо 30-35 С приводит к унеличению шерохонатости поверхностного рельефа,а повышение до 45-50 С - к резкомуснижению скорости конденсации (роста слоя) эа счет упругого реиспарения,Уменьшение температуры проявления,до 120 С и менее приводит к значительному увеличению времени проявленияи неполномуиспарению отдельных частиц с заполимериэонанных участковслоя,Процесс термического вакуумногопроявления изображения .осуществляется в таких условиях, при которых соблюдаются Физические принципы вакуумного испарения, т.е, в условияхПреимущественной понерхностной миграции. Достичь такой ситуации ранномерным нагревом невозможно, так как всеточки поверхности будут иметь одинаковое значение энергии. Поэтому наличие направленного градиента температуры улучшает условия миграции испаряющихся молекул,Вопрос о направленности преимущественного градиента температуры решается исходя из условий качествапроявляемого изображения, Если градиент температуры будет направленот центра к перифериен подложки, томиграция модекул будет направленак центру, следовательно, будет происходить дополнительное загрязнениепроявленного иэображения за счет эфФектон термической полимеризации либо кластерообраэования в газовой Фазе. В случае градиента температуры,направленного от периферии к центру,испарение оказывается свободным отукаэанных недо;татков, так как испарение молекул, не участвующих н полимеризации, в первую очередь начинается с периферии подложки, при этомплощадь исларения постепенно сужается, т.е, происходит как бы стягивание слоя в результате наиболее интенсивнаго испарения с монотонно уменьшающейся узкой периферийной образующей,При этом, указанный градиент температуры вдоль поверхности подложки0,5 - 1,0 С/мм является наилучшимдля обеспечения нысококачественногопроявления изображения и он определен экспериментально для всех типови видов подложек,П р и и е р 1, На кремниевую подложку с температурой 40 т 5 С диаметЗаказ 7601/55 Тираж 703 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпа делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4 ром 60 мм в накууме 510 мм рт. ст. при температуре испарения 1 95+ 5 С напыляют чунстнительный слой октавинилсилсесквиоксана толщиной 0,5 мкм, Подложку са слоем помещают н электронно-лучевую установку ЕНМ, экспонируют при дозе 310 Кл/см, Затем-4подложку устанавливают на плоский стол-нагреватель, который обеспечивает градиент температуры ат периферии к центру 0,5 С/мм. Прижимным устройствам подложку плотно поджимают к поверхности стола-нагревателя и помещают н вакуумную амеру с остаточным давлением 510 мм рт.ст. В течение 10 мин стол-нагреватель вынодят на температуру 125 С (скорость подъема температуры 12 С/мм) и выдерживают при этой температуре 15 мин, затем охлаждают до комнатной температуры. 20Подложку извлекают из вакуумной камеры и полученное иэображение визуально контролируют под микроскопом ИПпри увеличении Х 1000.Полученное изображение проявляет ся полностью, беэ вуали, с высокой четкостью края изображения. Запалимеризованные участки слоя сплошные, гладкие, без трещин,П р и м е р 2. На подложку иэ хромированного стекла Кразмерами 70 Х 70 мм в условиях примера 1 напы.2ляют слой октаметил-октавинилсилсесквиоксана 0,35 мкм. Экспонирование слоя проявляется на синхротроне ВЭПпри длине волны хааактеристи ческого излучения 15-20 А и дозе 30 мДж/см.Так же, как и в примере 1, подложку устанавливают на стол-нагреватель, обеспечивающий градиент температуры 40 1,0 ОС/мм, и помещают в вакуумную камеру для термического проявления. В течение 15 мин.стол-нагреватель вынодится,на температуру 135 ОС (скорость подъема температуры 10 С/мин), выдержинают при этой температуре 10 мин и охлаждают да комнатной температуры.Так же, как и в примере 1, контроль. качестна проявленного иэображения определяют низуально на микроскопе ГЮпри увеличенииХ 1000.Полученное иэображение проявляется полностью и высококачественно,Использование предлагаемого способа литографии обеспечивает по сравнению с существующими способами вы( сакае качество получаемого изображения, что необходима для вазможности реализации сухого процесса литографии субмикронного разрешения, Эта достигается за счет того, что исключается растрескивание заполимеризованных участков слоя путем создания более благоприятных процессов диффузии газовой состанляющей через полимер, а такжЕ образование нуали и ореолов вокруг проявляемого изображения, обеспечивается высококачественное проявлениеКроме того, данный процесс полностью сухой, т.е. исключаются жидкостные стадии, все операции проводятся в высоком вакууме, т.е. автоматически обеспечиваются сверхчисть условия проведения литографии, процесс проявления протекает на принципе молекулярного удаления неэаполимеризованных участков пленки, а не жидкостном их растворении, что повышает качество получаемого изображения за счет более полного удалениявещества воспроизводимо реализуется получение субмикронных линейных размерсн элементов микросхем, значительно повышается производительность про цесса за счет уменьшения количества операций, а также решается проблема утилизации канцерогенных органических растворителей.