Способ формирования изображений при фотолитографии

Союз Советских Социапмстических Республик(22) Заявлено 050279 (21) 2722348/18-21 (51 М с присоединением заявки Ио Н 01 Ь 21/312С 03 Г 7/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений н отнрытнй(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ПРИ ФОТОЛИТОГРАФИИИзобретение относится к техноло- гии полупроводникового производства и может быть использовано при фотолитографии, применяемой для производства интегральных схем.Известен способ Формирования изображения при фотолитографии, включающий совмещение фотошаблона с подложкой, экспонирование фоторезиста на подложке актиничным излучением с последующим проявлением Фоторезиста 1,Недостатком этого способа является то, что дефекты Фотошаблона полностью переносятся на пластину. Это приводит к снижению выхода годных интегральных схем и их надежности. Для достижения этой цели сбгласно 15 способу формирования изображений прифотолитографйи, включающему многократное последовательное совмещение Фотошаблона с подложкой, экспонированиефоторезиста на подложке.актиничным 20 излучением и сдвиг фотошаблона с последующим проявлением фоторезиста, совмещение фотошаблона,с подложкой,экспонирование фоторезиста на подложке актиничным излучением и сдвиг 25 фотошаблона производят не менее трехраэ, причем время каждого экспонирования выбирают равным 1,/(п), авремя проявления выбирают как для(и) -кратного экспонирования, гдеМном - номинальное время экспонироваНаиболее близким техническим решением к изобретению является способ формирования изображений при фотолитографии, включающий многократное последовательное совмещение фотошаблона с подложкой, экспонирование фоторезиста на подложке актиничным излучением и сдвиг Фотошаблона с пос- ледующим проявлением фоторезиста, При использовании известного способа в местах расположения дефектов слой фоторезиста разрушаетсятолько иапо" ловину и сквозной проход не возникает (2,Однако с помощью этого способа можно избавиться только от дефектов на темйвм поле фотошаблона. Кроме того, дополнительное проявление после промывки и сушки пластин приводит к уходу размеров элементов на подложке от номинала.Цель изобретения - повышение качества изображения за счет снижения плотности дефектов в фотореэисте.ния Фоторезиста; и - количество сов"мещений и экспонирований.Предлагаемый способ основан натом, что процесс экспонирования Фоторезиста характеризуется аддитивностью,т.е. при первом экспонированиипозитивного фоторезистора в области, открытой для излучения, разрываются1/(и) связей С=И нафтохинондиазиов, при втором - 2/(и) связей,при (и) -кратном экспонированииразрываются все связи в бездефектнойобласти, при п-ом, последнем экспонировании разрываются связи в областиФоторезиста, находящейся под дефектом на светлом поле, Так как дефекты репродукции последующего и предыдущего совмещений не совпадают, тодефектная область при и-кратном совмещении и экспонировании наблюдаетсятолько один разДефект на темномполе проэкспонирован также один раз, 20что приводит,к разрыву 1/(п) связей, однако оставшаяся неразрушеннаяпленка фоторезиста служит надежнойзащитой при травлении. Число полимеризованных связей в этом случае равно и/(и). С повышением количествасовмещений и экспонирований увеличивается защитная способность оставшейся пленки фоторезиста. Посколькуучасток Фоторезиста под дефектом насветлом поле экспонируется (и) Разто для удаления разрушенного слояфоторезиста время травления выбирают как для (и)-кратного экспонирования.На фиг.1-9 показаны основные этапы осуществления данного способа напримере четырехкратного совмещения иэкспонирования,Элемент 1 фотошаблона с дефектом2 на темном поле и дефектом 3 на 40светлом поле (фиг.1) сонь .шают с подложкой 4, покрытой фоторезистом 5,и экспонируют при выбранной освещенности в течение времени, равного1/3 1 ХО. Разорванные связи С=И в областях 6, доступных излучению, составляют 1/3 от общего числа связей С=И(Фиг.З) . Второй фотошаблон 7 (Фиг.З)совмещают с подложкой 4 и экспонируют в течение времени, равного также1/3 1 щ, При этом в областях 8, доступных излучению, разрывается 1/3часть связей С=11, в дважды проэкспонированных областях 9 разрывается2/3 связей С=11 (фиг,4). Третий фотошаблон 10 (Фиг.5 ) совмещают с псдложкой 4 и экспонируют в течениевремени, равного 1/3 о, В областях11, доступных свету дважды, разрывается 2/3 связей С=И. При этом втрижды экспонированных областях 12 60разрываются все связи С=И (фиг.б) . Четвертый фотошаблон 13 (Фиг,7) совмещают с подложкой 4 и экспонируютв течение времени, равного 1/3В областях 14, доступных излучениютрижды, разрываются все связи С=Иа в областях 15, доступных излучениючетырежды, происходит условное переэкспонирование относительно временитравления, выбранного как для проектного экспонирования (фиг.8). Послепроявления на поверхности пластины4 образуется иэображение 16 фотошаблона без дефекта на темном поле, ав месте дефекта на светлом поле 17уменьшается толщина слоя фоторезиста (фиг.9).Рассовмещение элементов микросхемы и фстошаблона, возникающее из-заошибки оператора, изгиба Фотошаблонаили подложки и других явлений, которое присуше каждому последующемусовмещению, позволяет получить минимальный уход размеров элементов наподложке,Использование предлагаемого способа формирования иэображения при Фотолитографии обеспечивает повышениекачества изображения за счет устранения переноса дефектов фотошаблонана подложку,Формула изобретенияСпособ формирования иэображенийпри фотолитографии, включающий многократное последовательное совмещениефотошаблона с подложкой; экспонирование фоторезиста на подложке актиничным излучением и сдвиг фотошаблона с последующим проявлением фоторезиста, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества изображения за счет снижения плотностидефектов в фоторезисте, совмещениефотошаблона с подложкой, экспонирование фоторезиста на подложке актиничным излучением и сдвиг фотошаблона производят не менее трех раз,причем время каждого экспонированиявыбирают равным но/(п), а времяпроявления выбирают как для (и)кратного экспонирования, гденоминальное время экспонирования фоторезиста : и - количество совмещенийи экспонирований.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Фотолитография и оптика, Подред, Л.А.Федотова и Г. Поля, Советское радио, 1974, с.35.2. Пресс Ф.П. Фотолитографическиеметоды в технологии полупроводниковых приборов и интегральных схемах.Советское радио, 1978, с.76