Способ изготовления элемента кор-рекции интенсивности электромагнит-ного излучения

Союз СоветскниСоциалнстическниРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п,834804(51) М. КА-. Н 01 1. 21/30 Государстооииый комитет по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА КОРРЕКЦИИИНТЕНСИВНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГОИЗЛУЧЕНИЯ Изобретение относится к полупроводниковому производству и может быть использовано при микролитографии.В современных процессах формообразования при изготовлении элементов полупроводниковых приборов микронных и субмикронных размеров широко используется микролитография, предусматривающая воздействие активирующим электромагнитным излучением10 на чувствительные к этому излучению слои. В связи с.возрастающей сложностью и точностью изготовления изделий микроэлектроники и увеличением площади подложек, например интегральных микросхем, до 170 Х 170 мм требуется обеспечение равномерности экспонирования по всей площади подложки не ниже 1-ЗХ. При этом сказываются конструктивные особенности источников электромагнитного излучения, например фотоповторителей, выпускаемых серийно, Освещенность по полю создаваемая ими, имеет неравномерность; равную 10-15 Х, что существенно,снижает выход годных изделий, так как при изготовлении элементов с микрон- ными и субмикронными размерами размеры элементов существенно зависят от величины экспозиции.Для управления интенсивностью электромагнитного излучения используют различные корректирующие элементы.Известен корректирующий элемент, построенный по принципу Шара Ульбрихта, представляющий сферическую камеру, внутреннюю поверхность, которой покрывают специальной краской, обладающей отражательной и рассеивающей свет способностьто 113 .Однако эти элементы сложны в конструктивном исполнении и неэффективны в таком виде микролитографии, как рентгенолитография, так как рентгеновские лучи обладают большой834804 проникающей способностью и созданиеотражателей для них представляетзначительные трудности.Наиболее близкий по техническойсущности к предлагаемому способ из 5готовления элемента коррекции интенсивности электромагнитного излученияпутем формирования на прозрачнойподложке поглощающего слоя, например вакуумным напылением. Одновре"10менно с участком поглощающего слоязондирующим лучом просвечивают установленный над подложкой с противоположной слою стороны оптическийэлемент с пропусканием на каждом участке, обратно пропорциональным заданному коэффициенту пропускания соответствующему участку поглощающего слоя.Затем последовательно экранируют отпопадания наносимого материала участки слоя, в которых пленки достигают толщины, соответствующей постоянному значению показаний регистрирующего прибора 2.Недостатки этого способа - низкая 25разрешающая способность, необходимостьиспользования дополнительного оптического элемента (вспомогательногоАильтра) с коэфАициентом пропускания в каждой точке, обратно пропорциональным коэффициенту пропусканиясоответствующей точки изготовляемогокорректирующего элемента,Кроме того, переналадка устройства, реализующего способ, требу- Э 5ет не менее трех дней, а при изготовлении корректирующих. элементовдля различных диапазонов электромагнитного излучения необходима принципиальная переделка устройства для 40реализации известного способа, т.е.дополнительные расходы и значительное время, связанные с.необходимостью изменения конструкции регистрирующего прибора и источника зондирующего излучения,Цель изобретения - повышение точности коррекции интенсивности электромагнитного излучения, расширениедиапазона корректируемого электромагнитного излучения и сокращениедлительности цикла изготовления элемента коррекции,50 На фигурах обозначены корректируемый поток 1 электромагнитного излучения, поглощающий слой 21 чувствительный слой 3 из негативного резист,ионы 4 рабочего газа,55 Для достижения поставленной цели в способе изготовления элемента коррекции интенсивности электромагнитного излучения путем Аормирования на прозрачной подложке поглощающего слоя, например вакуумным напыпением, после Ьормирования на прозрачной подложке поглощающего слоя на него наносят слой материала, чувствительного к корректируемому электромагнитному излучению, экспонируют чувствительный слой в зоне коррекции тем потоком электромагнитного излучения, который подлежит коррекции, проявляют и проводят удаление чувствительного и поглощающего слоев до полного удаления чувствительного слоя, при этом толщину поглощающего слоя б выбирают из условияр-Мггде 3 М - максимальная интенсивностьэлектромагнитного излученияв зоне коррекции;коэАфициент ослабления интенсивности электромагнитного излучения;.1, - минимальная интенсивностьэлектромагнитного излученияв зоне коррекции.Минимальную толщину чувствительногослоя 6 определяют из выраженияМу- с 1,огде ., ч - соответственно скороститравления чувствительного и поглощающего слоев;с 1 - толщина поглощающегослоя.На оиг, 1 показана операция экспонирования; на Аиг. 2 - условное распределение интенсивности по сечениюпотока электромагнитного излучения;на фиг, 3 - вид заготовки после операции проявления; на Аиг. 4 - операция формирования рельефа в поглоща-.ющем слое; на фиг, 5 - получение элемента коррекции 1 на фиг. 6 - условное распределение интенсивности послепрохождения корректируемого потокаэлектромагнитного излучения через элемент коррекции,Согласно законам прохождения электромагнитного излучения через вещество интенсивность 1 излучения после834804 прохождения связана с толщиной х слоявещества следующим соотношением=;1 е где 3 - интенсивность излучения после прохождения слоя;.10 - интенсивность падающего на слой пучка; 1 - основание натурального логарифма; 3 - коэффициент ослабления ин где 6 - толщина поглощающего слоя;3 - максимальная интенсивностьэлектромагнитного излученияв зоне коррекции;- минимальная интенсивностьэлектромагнитного излучения в зоне коррекции; тогда -3 д ЗтРЯАд -мЛм-п -Юа: - Еп "3Отсюда следует, что толщина поглощающего слоя должна быть не меньше 6 Увеличение толщины поглощающего слоя свыше 6 приводит к снижению КПД источника электромагнитного излучения или к увеличению продолжительности процесса травления при изготовлении элемента.Толщина чувствительного слоя и длительность экспонирования обеспечивают возможность формирования в чувствительном слое рельефа с разницей высот Ь, а в поглощающем слое- рельефа с разницей высот 6,В этом случае величина 6 определяется из условияЧгЧпгде ч - скорость травления чувствительного слоя; В результате применения изготовленного элемента коррекции неравномерность интенсивности рентгеновского излучения снизилась до 7 Х.55При использовании предлагаемогоизобретения снижается трудоемкость и длительность изготовления элемента коррекции, упрощается процесс изтенсивности электромагнитного излучения;х ; толщина слоя вещества.Таким образом, для определения разницы в высоте рельефа поглощаюц 1 его слоя, необходимой для компенсации разницы между максимальной интенсивностью,1 м и минимальной интенсивностью 3 электромагнитного излучения, можно записать уравнение ч - скорость травления поглощающего слояПроявление производят как в жидких проявителях, так и сухим способом, например в вакууме, самовоз-гонкой и т.д.Термообработка, проводимая послеоперации проявления, повышает стойкость резистов. Для предотвращения 10 деформации рельефа, созданного вчувствительном слое,термообработкупроводят.при температуре, меньшей,чем температура плавления чувствительного слоя.15 Травление рельефа в поглощающемслое осуществляют как с жицкими универсальными травителями, так и сионным травлением в среде инертного газа.20 В случае использования трех- иболее слойной структуры, напримериспользования подложки.с малым поглощением электромагнитного излучения, ионное травление проводят до 25 момента, при котором происходит полное протравливание поглощающего слоя.П р и м е р, В лабораторном макете установки рентгеновского экспонирования неравномерность интенсив- ЗО ности излучения по,сечению пучка сос.тавляет 203, что обуславливает необходимость применения элемента коррекции интенсивности. В качестве подложки используют кремниевую пластину, З 5 на которую вакуумным напылением наносят пленку золота толщиной 300 а.Центрифугированием на эту пленкунаносят слой негативного рентгенорезиста толщиной 2000 1, заготовку 40 помещают в зону коррекции лабораторного макета установки рентгеновскогоэкспонирования, которое проводят состороны кремниевой пластины, т.е,со стороны поглощающего слоя. Затем 45 проводят операции проявления и ионного травления в установке УВНП в среде аргона в режиме: давление-2аргона 110 Па, амплитуда ВЧ напряжения 600 В плотность ионного тока250 0,4 мА/см834804 готовления элемента коррекции, таккак не требуется дополнительный специальный комплект оборудования, создается рельеф в поглощающем слоена микроучастках с линейными размерами порядка микрона, что повышаетточность изготовления элемента коррекции, а также рельеф соответствующий случайному закону распределения интенсивности корректируемогопотока электромагнитного излучения.Кроме того, повышается точность управления интенсивностью электромагнитного излучения, что приводит к увеличению выхода годных изделий приизготовлении интегральных схем сэлементами микронных и субмикронных.размеров на пластинах большого диаметра за счет улучшения равномерности экспонирования при различныхспособах микролитографий и расширяется диапазон корректируемогоэлектромагнитного излучения. 1 О 15 20 25 Формула изобретения 30 35Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Фотолитография и оптика. Подвтред. Я.А,Федотова и Г,Поня, Сов.40 радио" 1974, с. 221,2, Авторское свидетельство СССРР 525906, кл6 02 В 5/22, 1976(прототип). 1. Способ изготовления элемента коррекции интенсивности электромагнитного излучения путем Формирования на прозрачной подложке поглоща ющего слоя, например вакуумным напылением, о,т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности коррекции интенсивности электромагнитного излучения, расширения диапазона корректируемого электромагнитного излучения и сокращения длительности цикла изготовления элемента коррекции, после Формирования на прозрачной подложке поглощающего слоя на него наносят слой материала, чувствительного к корректируемому электромагнитному излучению, экспонируют чувствительный слой в зоне коррекции тем потоком электромагнитного излучения, который подлежит коррекции, проявляют и проводят удаление чувствительного и поглощающего слоев до полного удаления чувствительного слоя2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что толщину поглощающего слоя с выбирают из условияД 7 - Ь1 пгде 1, - максимальная интенсивностьэлектромагнитного излучения в зоне коррекции;о. - коэффициент ослабления интенсивности электромагнитного излучения;Дп, - минимальная интенсивностьэлектромагнитного излучения в зоне коррекции,3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что минимальную толщину чувствительного слоя Ь определяют из выражения1= - "МгНпгде ч ч - соответственно скоростигфтравления чувствительного и поглощающего слоев;д - толщина поглощающего слоя,834804 14 81 Тираж 784 П ВНИИПИ 1 осударствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., исное Заказ 4