Патент на изобретение №2325000

(54) СПОСОБ ФОТОЛИТОГРАФИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, а также однослойных и многослойных печатных плат. Сущность изобретения: в способе фотолитографии вначале на поверхность единственного защитного слоя наносят первый слой фоторезиста, в котором формируют первый задубленный рельеф из фоторезиста таким образом, что одна часть границ этого рельефа совпадает с соответствующей частью границ требуемого профиля, подлежащего вытравливанию в защитном слое. При этом размеры первого рельефа не менее чем в два раза превосходят размеры требуемого профиля. После этого поверх первого рельефа наносят второй слой фоторезиста, в котором создается второй задубленный рельеф из фоторезиста таким образом, что часть границ этого второго рельефа совпадают с оставшейся частью границ требуемого профиля. При этом размеры второго рельефа не менее чем в два раза превосходят размеры требуемого профиля. Таким образом получают результирующий задубленный рельеф, границы которого в точности совпадают с границами требуемого профиля. После этого производят травление защитного слоя в единственном травителе соответствующего состава через окно в сформированной фоторезистивной маске и получают требуемый профиль. Способ обеспечивает уменьшение материальных и трудовых затрат, необходимых для получения элементов рельефа с размерами не более 1 мкм. 3 ил.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, а также однослойных и многослойных печатных плат для радиоэлектронной аппаратуры.

Известен способ литографии, позволяющий получить рельеф с размерами менее 1 мкм, основанный на использовании в качестве актиничного излучения потока рентгеновских лучей, называемый рентгеновской литографией [У.Моро. Микролитография, т.1. – М.: Мир, 1990, с.12, 446], а также способ, основанный на использовании потока ускоренных электронов, называемый электронной литографией [У.Тилл, Дж.Лаксон. Интегральные схемы: материалы, приборы, изготовление. – М.: Мир, 1985, с.272].

Недостатками известных способов являются сложность и дороговизна оборудования, малая производительность, большие материальные и трудовые затраты.

Наиболее близким техническим решением является способ фотолитографии, включающий образование защитного слоя на поверхности полупроводника, нанесение фоторезиста, образование рельефа в пленке фоторезиста, вытравливание профиля с размерами не более 1 мкм таким образом, что вначале группу элементов профиля защищают общим защитным слоем, наружные границы которого совпадают с наружными границами всех входящих в группу элементов, затем оставшуюся область полупроводниковой пластины покрывают вторым защитным слоем, после чего в слое нанесенного фоторезиста создают рельеф с размерами элементов, превышающими размер окончательно вытравливаемого профиля не менее чем в 2 раза таким образом, чтобы рельеф открывал зону двух крайних элементов, входящих в группу, окна для которых образуют в результате травления в избирательном травителе (SU 385354, М. кл. Н01L 7/68, Н01L 19/00, опубл. 29.05.1973).

Недостатком известного способа являются большие материальные и трудовые затраты, связанные с необходимостью создания на двух различных технологических установках двух различных защитных слоев из различных специально подбираемых один к другому материалов, которые должны обеспечить возможность их избирательного травления, а также с необходимостью проведения двух различных операций травления этих слоев в двух различных по составу селективных травителях, так как совершенно очевидно, что для создания границ первого общего защитного слоя необходимо произвести специальное отдельное травление этого слоя через маску. Все это приводит к большим материальным и трудовым затратам.

Технический результат заключается в уменьшении материальных и трудовых затрат, необходимых для получения элементов рельефа с размерами не более 1 мкм.

Технический результат достигается тем, что в способе фотолитографии, включающем образование защитного слоя на поверхности подложки, нанесение фоторезиста, образование из фоторезиста рельефа не более 1 мкм с размерами элементов, не менее чем в два раза превышающими размеры получаемого профиля, различные участки границ которого формируют последовательно один за другим на различных этапах процесса с применением травления, после образования одного сплошного защитного слоя, покрывающего целиком всю поверхность подложки, и первого задубленного рельефа, часть границ которого совпадает с первой частью границ получаемого профиля, наносят второй слой фоторезиста и формируют из него второй задубленный рельеф, часть границ которого совпадает с второй оставшейся частью границ получаемого профиля, после чего производят травление профиля в травителе одновременно в пределах всех его границ.

Способ осуществляют следующим образом. Используют один единственный защитный слой (например, слой двуокиси кремния), в котором путем травления в одном единственном травителе формируют требуемый профиль с размерами элементов не более 1 мкм. Вначале на поверхность этого единственного защитного слоя наносят первый слой фоторезиста, в котором формируют первый задубленный рельеф из фоторезиста таким образом, что одна часть границ этого рельефа совпадает с соответствующей частью границ требуемого профиля, подлежащего вытравливанию в защитном слое. При этом размеры первого рельефа не менее чем в два раза превосходят размеры требуемого профиля. После этого поверх первого рельефа наносят второй слой фоторезиста, в котором создается второй задубленный рельеф из фоторезиста таким образом, что часть границ этого второго рельефа совпадает с оставшейся частью границ требуемого профиля. При этом размеры второго рельефа не менее чем в два раза превосходят размеры требуемого профиля. Таким образом, в результате наложения первого и второго задубленных рельефов получают результирующий задубленный рельеф, границы которого в точности совпадают с границами требуемого профиля. После этого производят травление защитного слоя в единственном травителе соответствующего состава (например, в стандартном буферном травителе на основе плавиковой кислоты) через окно в сформированной фоторезистивной маске и получают требуемый профиль.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-3.

На пластине кремния 1 (фиг.1), покрытой сплошным защитным слоем окисла кремния 2, известным методом фотолитографии наносят первый слой фоторезиста 3, в котором образован первый задубленный рельеф 4 в форме первого большого квадрата, часть границ 5 которого совпадает с частью границ требуемого профиля, подлежащего вытравливанию в слое окисла 2 и имеющего форму малого квадрата (оставшаяся часть границ требуемого профиля, не совпадающая с границами рельефа 4, показана на фиг.1 штриховой линией). Поверх слоя 3 с рельефом 4 (фиг.2) нанесен второй слой фоторезиста 6, в котором образован второй задубленный рельеф 7 в форме второго большого квадрата, часть границ 8 которого совпадает с оставшейся частью границ требуемого профиля. (Штриховой линией на фиг.2 показана часть границ первого рельефа 4, находящаяся под вторым слоем фоторезиста 6 и не совпадающая с частью границ требуемого профиля). Таким образом, границы требуемого профиля, вытравливаемого в защитном слое окисла 2, определяются совокупностью частей границ 5 первого рельефа 4 и частей границ 8 второго рельефа 7. Далее производят травление окисла в стандартном буферном травителе на основе плавиковой кислоты через окно 9 в сформированной фоторезистивной маске. В результате проведенных операций получают (фиг.3) требуемый профиль 10 в защитном слое окисла 2, покрывающем пластину кремния 1.

Таким образом, для реализации предложенного способа не нужно наносить на пластину второй защитный слой из диэлектрического материала и проводить его травление в селективном травителе, так как границы требуемого профиля, вытравливаемого в единственном защитном слое, образуются совокупностью частей границ рельефов, создаваемых в двух фоторезистивных слоях, что приводит к уменьшению материальных и трудовых затрат при осуществлении способа.

Формула изобретения

Способ фотолитографии, включающий образование защитного слоя на поверхности подложки, нанесение фоторезиста, образование из фоторезиста рельефа не более 1 мкм с размерами элементов, не менее чем в два раза превышающими размеры получаемого профиля, различные участки границ которого формируют последовательно один за другим на различных этапах процесса с применением травления, отличающийся тем, что после образования одного сплошного защитного слоя, покрывающего целиком всю поверхность подложки, и первого задубленного рельефа, часть границ которого совпадает с первой частью границ получаемого профиля, наносят второй слой фоторезиста и формируют из него второй задубленный рельеф, часть границ которого совпадает с второй оставшейся частью границ получаемого профиля, после чего производят травление профиля в травителе одновременно в пределах всех его границ.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 21.11.2008

Извещение опубликовано: 10.08.2010 БИ: 22/2010