Способ изготовления фотошаблонов

,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфев СфветеиннСоцналнстичесинкреелублни и 868891(22) Заявлено 14,01, 80 (2) 2869693/18-21с т 1 рнсоединением заявки ЭЙ(53)М, Кл. Н О 12/312 а 03 Г Моо РВуАеретееивЫ квинтет ссер в делан нзевретенн 11 и вткрытвй(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОШАБЛОНОВ4 Изобретение относится к технологии производства радиоэлектронной аппаратуры и может быть использованопри изготовлении фотошаблонов гибри-.днопленочных микросборок.Известен фотошаблон, получаемыйпутем нанесения пленки металла настеклянную подложку с последующимформированием фотолитографическимметодом маскирующего рисунка фотошаблона 11 1,Однако металлические пленки в силусвоего кристаллического строенияявляются пористыми и содержат большое количество мелких отверстий,что характеризует дефекты типа проц 15кол", Кроме того, металлические пленки являотся непрозрачными, что затрудняет процесс совмещения рисункафотошаблона с рисунком подложки при20из готовлении микро сборки.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления фотошаблонов,включаизций окрашивание поверхностного слоя стеклянной пластины диффузией ионов металла-красителя израсплава соединений металла-красителяи свинца с последукзцим восстановле,нием и, формирование маскирующего ри"1сунка, фотошаблона фотолитографическим методом. Такие фотошаблоны прозрачны в видимой области спектра,что значительно сокращает время наоперацию совмещения рисунка фотошаблона с рисунком подложки, В нихотсутствуют дефекты типа "прокол" 2Однако им свойственны дефекты типа"включений" на светлом поле, чтообъясняется неравномерностью процесса диффузии ионов металла в стекло при толщинах окрашенного слоясвыше 0,3-0,5 мкм, при меньших жетолщинах оптическая плотность окрашенного слоя на длине волны актиничного излучения недостаточна (0,70,8 ед.) для обеспечения требований,предъявляемых к фотошяблоням, 868891Цель иэ обретения - чменьшение деФектности фотошаблонов.Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления фотошаблонов,включающем диффузию ионов металла-красителя из 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 маскирующего рисунка 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 следующимобразом.В стеклянную подложку проводят диффузию ионов меди, которая является металлом-красителем из медно- свинцовой 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 наблюдаетсн 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 и 0,15- 0,2 мкм. Окрашивание приповерхностного слоя проводят в восстановительной атмосфереПолученное покрытие имеет равномерную 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 1 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 получаютмаскирующее покрытие, обладающеевысокой оптической плотностью( 2 ед.) на длине волны актиничногоизлучения и прозрачное в видимойобласти спектра, что значительносокращает время, затрачиваемое наоперацию совмещения рисунка фото 10 шаблона с рисунком на подложке.Нанесение окиси железа можно осуществлять методом вакуумного напыле-,ния либо пиролиза,Полученное покрытие является практически бездефектным, а имеющиесямнкронные дефекты (проколы ) пленкиокиси железа, возникающие при напылении, не передаются на подложку впроцессе эксплуатации фотошаблонаблагодаря бездефектности лежащегопод ним слоя диффузионной меди. Причиной этого является дифракция намикронных отверстиях.П р и м,е р. Стеклянную подложкуокрашивают на специальной установкес помощью устройств имеющих медносвинцовую лигатуру (1-27. меди).Окраску лриповерхностного слоя стеклянной подложки проводят в восстановительной атмосфере при токах вО А и температуре 600 С, Толщинаокрашенного слоя составляет 0,150,2 мкм, На полученный окрашенныйслой наносят пленку окиси железадля создания маскирующего покрытиянеобходимой оптической плотности(2 ед.) методом ионно-плазменногонапыления. Вакуумное напыление проводят на установке ионно-плазменного напыления типа УРМ 3. 27902649при режимах напыления:Ток катода, А 145Ток анода, А 8 - 10Напряжение на аноде,В 50- 60Напряжение на мишени,фф кВ 1,5- 2Ток мишени,. А 0,5-0,6Давление в рабочейкамере, мм рт.ст. 710Толщина напыленной пленки окисиЖ железа составляет 0,6"О./ МкМ.Далее осуществляют обработку стеклянных подложек с маскирующим покрытием для получения маскирующего рисунка фотолитографическим методом5 на специальном технологическом оборудовании. Фоторезнст ФП-1 ОБСнаносят на заготовки на центрифугепри 2000 об/мин. Фоторезист экспо868891 О формула изобретении Составитель О.ПавловаРедактор Н.Безродная Техред М.Рейвес Корректор В, Бутяга Заказ 8345/78 Тираж 787 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нируют через змуьсионный фотошаблон, проикяют в 0,57-ном растворегидроокиси калия в течение 20-30 с.После промывки и сушки фоторезистапри температуре 130 фОС в течение15 мин участки маскирующего покрытияне защищенные фоторезистом, травят послойно. Сначала травят окись,железа в растворе состава:Н,о 5 мпНС 1 100 млК,3 3 гГеС 1 э 3 гЗатем травят слой диффузионной медив растворе состава, об. ч.;МН 4 ГЕ 501НГ, 5После травления удаляют оставшийся на поверхности покрытия фоторезист в 203-ном растворе едкого калия.В результате выполнения технологического процесса по предапагемому способу получают путем фотошаблон с маскирующим риоунком,состоящим из слоя окиси железа и прозрачных участков. Толщина маскирующего покрытия составляет 0,7-0, 8 мкм при необходимой оптической плотности 1;1,7- 2,0 ед.) на длине волны актиничного излучения /1."400 мкм.В результате осуществлния способаполучают бездефектный фотошаблон без "проколов" и "включений"), что повышает качество изготовления фото- шаблона 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 цветного фотошаблона с высокой точностью 0,5-0,7 мкм ) повторяют размеры соответствующих элементов рисунка нафотореэисторе, Кроме того, фото 1 даблоны имеют высокую износостойкостЬ( до 300-400 совмещений рисунков 5 фотошаблона и подложки).Предлагаемьй способ обладает высокой производительностью и технико-экономической эффективностью,1. Способ изготовления фотошаблонов, включающий пиффузию ионов металла-красителя нэ расплава соединений15металла-красителя и свинца в приповерхностный слой стеклянной подложки,окрашивание слоя обработкой в восстановительной атмосфере, формированиемаскирующего рисунка путем фотолитофграфической обработки, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения дефектности фотошаблонов, диффузию ионов-металла в красите проводят на глубину 0,15-0,2 мкм, а передформированием маскирующего рисункапутем фотолитографической обработкина окрашенный слой наносят пленкуокиси метапла,ЭО2, Способ по и.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве окиси"металла используют окись железа.3. Способ по п.1,2, о т л и ч а ю"щ и й с я тем, что пленку окиси метал- Э 5 ла наносят вакуумным напылением.4. Способ по п, 1,2, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что пленку металлананосят методом пиролиза.Источники информации, 0 принятые во внимание при экспертизе1. Пресс Ф.П. Фотолитография впроизводстве полупроводниковых приборов. М 1968, с. 159- 16.2. Авторское свидетельство СССР 45 У 44102, кл. Н 05 К 3/06, 1977 прототип) .