ES2938578T3

ES2938578T3 - Procedimiento de fabricación de un patrón de circuito a escala picoscópica/nanoscópica

Info

Publication number: ES2938578T3
Application number: ES21156016T
Authority: ES
Inventors: Cheng Fang
Original assignee: Longserving Tech Co Ltd
Current assignee: Longserving Tech Co Ltd
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-02-09
Publication date: 2023-04-12
Anticipated expiration: 2041-02-09
Also published as: JP7488577B2; TWI790045B; EP3893055A1; TW202230045A; JP2022111005A; US11953828B2; EP3893055B1; KR102444530B1; KR20220104611A; US20220229363A1

Abstract

Se proporciona un método para hacer un patrón de circuito a escala picoscópica/nanoscópica. El método incluye: Paso (A): proporcionar un sustrato maestro que comprende una primera capa fotosensible que contiene partículas fotosensibles; Paso (B): proporcionar un haz de energía para reducir los iones metálicos en un área predeterminada de la primera capa fotosensible para formar las primeras partículas metálicas; Paso (C): eliminación de partículas fotosensibles no reducidas mediante un fijador para obtener una máscara maestra; donde las primeras partículas de metal forman un primer patrón predeterminado; Paso (D): proporcionar un chip que comprende una segunda capa fotosensible que contiene segundas partículas fotosensibles; Paso (E): colocar la máscara maestra en la segunda capa fotosensible y proporcionar un haz de energía para reducir los iones metálicos de una parte descubierta de la segunda capa fotosensible para formar múltiples partículas de segundo metal atomizadas; (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de fabricación de un patrón de circuito a escala picoscópica/nanoscópica

1. Campo de la invención

La presente divulgación se refiere a un procedimiento de fabricación de un patrón de circuito y más, en particular, a un procedimiento de fabricación de un patrón de circuito delgado para circuitos integrados.

2. Descripción de la técnica anterior

Durante casi 6 décadas, la invención de chips compuestos por circuitos integrados (IC) de semiconductores ha impulsado el desarrollo tecnológico global a pasos agigantados y ha cambiado considerablemente la vida humana. Con la creciente demanda de productos electrónicos y eléctricos pequeños, ligeros y de alto rendimiento, la densidad funcional de los IC debe aumentar en general, mientras que el tamaño geométrico de los IC debe reducirse en general. Tal proceso de reducción de escala no solo aumenta la complejidad del proceso de fabricación de los IC, sino que también aumenta sustancialmente la dificultad del proceso y los costes de producción generales.

La máquina de litografía ha sido el equipo clave para la fabricación de chips. Por ejemplo, una litografía óptica convencional y principal usa láser de fluoruro de argón (láser ArF) que tiene una longitud de onda de 193 nm, y puede admitir la fabricación de chips de IC con un tamaño de elemento de 45 nm a 7 nm. Sin embargo, la litografía óptica convencional se está acercando a su límite tecnológico y económico, y el láser ArF no puede admitir la fabricación de chips de IC con un tamaño de elemento de menos de 7 nm, tal como 5 nm.

La litografía ultravioleta extrema (EUV) se considera una tecnología superior porque puede proporcionar una luz que tiene una longitud de onda de 13,5 nm que puede extender la ley de Moore durante al menos 10 años. Sin embargo, cuando la EUV se aplica realmente a la producción en masa para la fabricación de semiconductores, se deben superar innumerables problemas. El más difícil es cómo generar una fuente de luz estable con suficiente intensidad; además, la litografía EUV exige una norma rigurosa para la limpieza ambiental. Además, la litografía EUV es cara y consume una enorme cantidad de energía eléctrica. En consecuencia, el coste de producción de los IC aumentará considerablemente.

En vista de que los procesos de fabricación convencionales de formación de patrones de circuito tienen defectos técnicos, un objetivo de la presente divulgación es proporcionar un procedimiento de fabricación de un patrón de circuito que tiene ventajas de simplicidad y rentabilidad, siendo de este modo beneficioso para la producción en masa y con un gran potencial para su implementación comercial.

El documento US6312857 B1 se refiere a materiales de fotomáscara que tienen un sustrato de vidrio con una capa central de revelado físico cubierta por una capa de emulsión de haluro de plata (AgX), lo que proporciona una imagen de plata (Ag) metálica con un espesor > 1 |_im y una densidad óptica máxima < 1,0.

El documento US5043244 A divulga un proceso para el grabado definido de orificios mediante una máscara de plata generada mediante formación de imágenes por transferencia de difusión de plata.

El documento US3666463 A divulga un procedimiento para comparar la superposición del patrón de dos máscaras. En este procedimiento, las máscaras de impresión por contacto se fabrican depositando una capa de emulsión de haluro de plata sobre un sustrato de vidrio, exponiendo a modo de imagen la capa de haluro de plata para formar regiones opacas de partículas de plata reducidas y regiones no expuestas de partículas de haluro de plata, y eliminando las partículas de haluro de plata no expuestas en una etapa de procesamiento adicional.

El documento WO9963406 A1 se refiere a un procedimiento de fabricación de una fotomáscara, que comprende: (a) proporcionar un sustrato que admite una emulsión que contiene haluro de plata fotosensible y (ii) dirigir fotones y/o electrones en la emulsión para que interactúen con el haluro de plata.

El documento JP2003114517 A divulga la formación de una capa de emulsión de haluro de plata sobre una superficie de un material de base de vidrio aplicando secuencialmente sobre la superficie de vidrio una solución de sulfito y una solución que contiene haluro de plata. Una imagen de plata metálica cuya densidad óptica es 1,0 o más, se forma sobre el material de base de vidrio.

Para lograr el anterior objetivo, la presente divulgación proporciona un procedimiento de fabricación de un patrón de circuito, que incluye las etapas (A) a (F). Entre las etapas, se produce una máscara maestra en las etapas (A) a (C); a continuación, la máscara maestra obtenida a partir de las etapas mencionadas anteriormente se usa para fabricar el patrón de circuito en un chip. En la etapa (A) se proporciona un sustrato maestro. El sustrato maestro comprende un sustrato transparente y una primera capa fotosensible formada sobre el sustrato transparente; en donde la primera capa fotosensible incluye múltiples partículas fotosensibles; las partículas fotosensibles de la primera capa fotosensible comprenden una primera sal metálica que contiene primeros iones metálicos, en donde los primeros iones metálicos comprenden iones de plata o iones de cromo. En la etapa (B) se proporciona un primer haz de energía para irradiar la primera capa fotosensible para reducir los primeros iones metálicos que están en un área predeterminada de la primera capa fotosensible para formar múltiples primeras partículas metálicas atomizadas; en donde el primer haz de energía tiene una longitud de onda que varía de 1 picómetro (pm) a 200 nanómetros (nm). En la etapa (C), las partículas fotosensibles no reducidas de la primera capa fotosensible se eliminan mediante un primer fijador para obtener una máscara maestra; en donde las primeras partículas metálicas atomizadas forman un primer patrón predeterminado en la máscara maestra. En la etapa (D) se proporciona un chip. El chip comprende un sustrato semiconductor y una segunda capa fotosensible formada sobre el sustrato semiconductor; en donde la segunda capa fotosensible incluye múltiples partículas fotosensibles; las partículas fotosensibles de la segunda capa fotosensible comprenden una segunda sal metálica que contiene segundos iones metálicos, en donde los segundos iones metálicos comprenden iones de plata o iones de cromo. En la etapa (E), la máscara maestra se dispone sobre la segunda capa fotosensible para formar una capa compleja y, a continuación, se proporciona un segundo haz de energía para irradiar la capa compleja para reducir los segundos iones metálicos que están en un área de la segunda capa fotosensible que no está cubierta por el primer patrón predeterminado de la máscara maestra para formar múltiples segundas partículas metálicas atomizadas; en donde el segundo haz de energía tiene una longitud de onda que varía de 1 pm a 200 nm.

En la etapa (F), las partículas fotosensibles no reducidas de la segunda capa fotosensible se eliminan mediante un segundo fijador para obtener el patrón de circuito. En donde el patrón de circuito tiene un segundo patrón predeterminado formado por las segundas partículas metálicas atomizadas; en donde el segundo patrón predeterminado es una imagen negativa del primer patrón predeterminado, y una separación de líneas en el patrón de circuito varía de 1 pm a 100 nm.

De acuerdo con la presente divulgación, al absorber la energía del primer haz de energía que tiene una longitud de onda de una escala picoscópica a una escala nanoscópica, se reducen múltiples partículas fotosensibles ubicadas en el área predeterminada del sustrato maestro para formar múltiples primeras partículas metálicas atomizadas. A continuación, a través de la primera etapa de fijación para eliminar las partículas fotosensibles no reducidas (es decir, aquellas partículas fotosensibles no ubicadas en el área predeterminada, que no son irradiadas por el primer haz de energía para experimentar una reacción de reducción), la máscara maestra obtenida tendrá el primer patrón predeterminado dispuesto por las primeras partículas metálicas atomizadas. Después, la máscara maestra se dispone sobre un chip que comprende una capa fotosensible, y la máscara maestra realiza una función igual a una fotomáscara. Por lo tanto, las partículas fotosensibles en el área, que no están cubiertas por el primer patrón predeterminado de la máscara maestra, pueden absorber la energía del segundo haz de energía para reducirse y formar múltiples segundas partículas metálicas atomizadas. A continuación, las partículas fotosensibles no reducidas se eliminan a través de la segunda etapa de fijación. Dado que la parte del área de la segunda capa fotosensible que está cubierta por el primer patrón predeterminado de la máscara maestra no puede absorber la energía del segundo haz de energía, las partículas fotosensibles en el área mencionada anteriormente se eliminarán en la segunda etapa de fijación y, finalmente, se obtiene el segundo patrón predeterminado, es decir, el segundo patrón predeterminado es el patrón formado por las segundas partículas metálicas atomizadas depositadas sobre el sustrato semiconductor. El segundo patrón predeterminado es una imagen negativa del primer patrón predeterminado de la máscara maestra. La separación de líneas en el patrón de circuito varía de 1 pm a 100 nm. Dado que el material de las segundas partículas metálicas es plata metálica o cromo metálico, y ambos tienen una buena conductividad eléctrica, el patrón de circuito puede proporcionar una función de conducción eléctrica.

De acuerdo con la presente divulgación, dado que el primer haz de energía y el segundo haz de energía tienen, respectivamente, la longitud de onda de una escala picoscópica a una escala nanoscópica, se pueden evitar los fenómenos de interferencia y difracción causados por la similitud de tamaño entre la longitud de onda de la fuente de luz y la separación de líneas de la fotomáscara en los procesos de fabricación convencionales cuando se aplica la tecnología de fotolitografía en el proceso de fabricación existente. Además, la costosa litografía EUV ya no es necesaria en la presente divulgación; y la presente divulgación puede fabricar patrones de IC con líneas más delgadas, ofreciendo así increíbles posibilidades de desarrollo.

Preferentemente, el primer haz de energía puede conectarse a un componente de control, tal como un sistema informático. Por lo tanto, el componente de control puede hacer que el primer haz de energía represente directamente un patrón de IC deseado sobre la primera capa fotosensible sin ninguna fotomáscara tradicional. Es decir, el patrón de IC deseado representado sobre la primera capa fotosensible es el área predeterminada de la etapa (B). En comparación con la fotomáscara tradicional, que tiene que producirse mediante una serie de etapas complicadas que comprenden pulverización catódica de metales, recubrimiento fotorresistente, litografía por haz de electrones, revelado químico, ataque químico y decapado fotorresistente en secuencia, el proceso para fabricar la máscara maestra en las etapas (A) a (C) de la presente divulgación es mucho más simple, por lo que el tiempo requerido desde el diseño del patrón hasta la finalización de la fabricación del patrón de circuito de IC se acortará significativamente.

De acuerdo con la presente divulgación, el primer haz de energía y el segundo haz de energía pueden ser, de forma independiente, un haz de electrones, un rayo X o EUV, pero no se limitan a esto. En determinadas formas de realización, el primer haz de energía y el segundo haz de energía tienen una misma longitud de onda. En determinadas formas de realización, el primer haz de energía y el segundo haz de energía pueden ser, respectivamente, un haz de electrones generado por un acelerador de electrones para tener una energía que varía de 0,1 kilovoltios (kV) a 1000 kV, pero no se limitan a esto. En otros ejemplos, el primer haz de energía y/o el segundo haz de energía pueden ser un láser ArF que tiene una longitud de onda de 193 nm, un láser de excímero de flúor molecular (F2) que tiene una longitud de onda de 157 nm, un láser EUV que tiene una longitud de onda de 13,5 nm o un rayo X que tiene una longitud de onda de 0,01 nm a 10 nm, pero no se limitan a esto.

En determinadas formas de realización, en la etapa (B), el primer haz de energía puede proporcionar una dosis de radiación total que varía de 10 kilograys (kGy) a 600 kGy para reducir los primeros iones metálicos en las partículas fotosensibles de la primera capa fotosensible para formar múltiples primeras partículas metálicas atomizadas. En determinadas formas de realización, en la etapa (E), el segundo haz de energía puede proporcionar una dosis de radiación total que varía de 10 kGy a 600 kGy para reducir los segundos iones metálicos en aquellas partículas fotosensibles ubicadas en el área de la segunda capa fotosensible, que no está cubierta por el primer patrón predeterminado, para formar múltiples segundas partículas metálicas atomizadas.

Preferentemente, las etapas (B) y (E) se llevan a cabo de forma independiente en un entorno con un grado de vacío de 10-4 pascales (Pa) a 10-9 Pa.

Preferentemente, la primera capa fotosensible tiene un espesor promedio en un intervalo comprendido entre más de 1 nm y menos de o hasta 150 nm, pero no se limita a esto. Específicamente, la primera capa fotosensible puede tener un espesor promedio de 1,5 nm, 2,0 nm, 5,0 nm, 7,0 nm, 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35 nm, 40 nm, 45 nm, 50 nm, 55 nm, 60 nm, 65 nm, 70 nm, 75 nm, 80 nm, 90 nm, 100 nm, 110 nm, 120 nm o 130 nm. Preferentemente, la segunda capa fotosensible tiene un espesor promedio en un intervalo comprendido entre más de 1 nm y menos de o hasta 150 nm, pero no se limita a esto. Específicamente, la segunda capa fotosensible puede tener un espesor promedio de 1,5 nm, 2,0 nm, 5,0 nm, 7,0 nm, 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35 nm, 40 nm, 45 nm, 50 nm, 55 nm, 60 nm, 65 nm, 70 nm, 75 nm, 80 nm, 90 nm, 100 nm, 110 nm, 120 nm o 130 nm.

Preferentemente, las partículas fotosensibles de la primera capa fotosensible tienen un tamaño de partícula promedio que varía de 0,1 nm a 10 |_im. Más preferentemente, las partículas fotosensibles de la primera capa fotosensible tienen un tamaño de partícula promedio que varía de 0,1 nm a 100 nm. Incluso más preferentemente, las partículas fotosensibles de la primera capa fotosensible tienen un tamaño de partícula promedio que varía de 0,1 nm a 10 nm. Preferentemente, las partículas fotosensibles de la segunda capa fotosensible tienen un tamaño de partícula promedio que varía de 0,1 nm a 10 |_im. Más preferentemente, las partículas fotosensibles de la segunda capa fotosensible tienen un tamaño de partícula promedio que varía de 0,1 nm a 100 nm. Incluso más preferentemente, las partículas fotosensibles de la segunda capa fotosensible tienen un tamaño de partícula promedio que varía de 0,1 nm a 10 nm.

De acuerdo con la presente divulgación, la primera sal metálica de la primera capa fotosensible y la segunda sal metálica de la segunda capa fotosensible pueden estar hechas de los mismos o diferentes tipos de materiales. Preferentemente, la primera sal metálica puede ser cloruro de plata (AgCl), bromuro de plata (AgBr), yoduro de plata (Agí), dicromato de sodio (Na²Cr²Oz), dicromato de amonio ((NH⁴)²Cr²O⁷) o una combinación de los mismos. Preferentemente, la segunda sal metálica puede ser AgCl, AgBr, Agí, Na²Cr²O⁷, (NH⁴)²Cr²O⁷o una combinación de los mismos. Preferentemente, las partículas fotosensibles de la primera y segunda capas fotosensibles están hechas del mismo tipo de material. Preferentemente, tanto la primera sal metálica de la primera capa fotosensible como la segunda sal metálica de la segunda capa fotosensible son AgBr.

De acuerdo con la presente divulgación, no hay limitaciones específicas para el material del sustrato transparente siempre que el segundo haz de energía pueda pasar directamente a través del sustrato transparente. Preferentemente, el sustrato transparente está hecho de vidrios ópticos, pero no se limita a esto. Específicamente, cuando el sustrato transparente está hecho de vidrios de pedernal pesados de lantano, el sustrato transparente puede tener ventajas de alta refractividad, baja dispersión, gran rigidez y alta resistencia al desgaste.

De acuerdo con la presente divulgación, el material del sustrato semiconductor puede comprender un material que contiene silicio o un material que contiene carbono. Por ejemplo, el material que contiene carbono puede ser grafeno, pero no se limita a esto.

En determinadas formas de realización, al menos una de la primera y segunda capas fotosensibles comprende además un fotosensibilizador. Por ejemplo, el fotosensibilizador puede comprender aldehídos o una sustancia que contiene azufre, tal como tiosulfatos y nanopartículas de sulfuro de plata, pero no se limita a esto. Al añadir el fotosensibilizador, se formarán algunos centros fotosensibles en las superficies de cristal de las partículas fotosensibles; en consecuencia, se mejorará el nivel de sensibilidad de los iones metálicos y se acelerará la reacción de reducción.

En determinadas formas de realización, la etapa (C) puede comprender las etapas (C1) y (C2). En la etapa (C1), entre las partículas fotosensibles, aquellos primeros iones metálicos irradiados por el primer haz de energía pueden tratarse con un primer agente revelador para mejorar la reducción de los mismos para formar las primeras partículas metálicas atomizadas. En la etapa (C2), las partículas fotosensibles no reducidas de la primera capa fotosensible (es decir, sustancialmente aquellas partículas fotosensibles de la primera capa fotosensible no ubicadas en el área predeterminada) son eliminadas por el primer fijador para obtener la máscara maestra.

En determinadas formas de realización, la etapa (F) puede comprender las etapas (F1) y (F2). En la etapa (F1), entre las partículas fotosensibles, aquellos segundos iones metálicos irradiados por el segundo haz de energía pueden tratarse con un segundo agente revelador para mejorar la reducción de los mismos para formar las segundas partículas metálicas atomizadas. En la etapa (F2), las partículas fotosensibles no reducidas de la segunda capa fotosensible se eliminan mediante el segundo fijador para obtener el patrón de circuito.

De acuerdo con la presente divulgación, el agente revelador es un agente reductor. Por lo tanto, usando el primer o segundo agente revelador, las partículas fotosensibles irradiadas por el primer o segundo haz de energía experimentarán una reacción de reducción más rápida y más completa para convertirse en plata metálica o cromo metálico. Preferentemente, la duración de la etapa (C1) y/o la duración de la etapa (F1) pueden variar de 0,1 minutos (min) a 15 min; más preferentemente, la duración de la etapa (C1) y/o la duración de la etapa (F1) pueden variar de 1 min a 10 min.

Preferentemente, la etapa (C1) y/o la etapa (F1) pueden realizarse a una temperatura que varía de 15 °C a 28 °C.

Preferentemente, el primer agente revelador puede comprender hidroquinona, 1-fenil-3-pirazolidinona (también denominada fenidona), sulfato de 4-metilaminofenol (también denominado Metol) o cualquier combinación de los mismos. Preferentemente, el segundo agente revelador puede comprender hidroquinona, 1-fenil-3-pirazolidinona, sulfato de 4-metilaminofenol o cualquier combinación de los mismos. En la presente divulgación, el primer y segundo agentes reveladores pueden ser iguales o diferentes. Preferentemente, el primer y segundo agentes reveladores son iguales.

Preferentemente, el primer agente revelador puede comprender además un agente de ajuste del pH. Preferentemente, el segundo agente revelador puede comprender además un agente de ajuste del pH. Mediante la adición del agente de ajuste del pH, la etapa (C1) y/o la etapa (F1) pueden realizarse de forma individual en un entorno básico. Preferentemente, el entorno básico puede tener un valor de pH que varía de 8,5 a 10,5.

Preferentemente, entre las etapas (C1) y (C2), el procedimiento puede añadir una etapa de enjuague para evitar que el primer agente revelador restante influya en el trabajo posterior del primer fijador. En la etapa de enjuague antes mencionada, se usa respectivamente agua corriente o una solución acuosa ácida débil para diluir o neutralizar el primer agente revelador restante en la primera capa fotosensible que se ha tratado con el primer agente revelador. De manera similar, entre las etapas (F1) y (F2), el procedimiento puede añadir una etapa de enjuague para evitar que el segundo agente revelador restante influya en el trabajo posterior del segundo fijador. En la etapa de enjuague antes mencionada, se usa agua corriente o una solución acuosa ácida débil para diluir o neutralizar el segundo agente revelador restante en la segunda capa fotosensible que se ha tratado con el segundo agente revelador. Preferentemente, la etapa de enjuague puede ir seguida de una etapa de secado.

De acuerdo con la presente divulgación, con el fin de estabilizar el patrón formado por las partículas metálicas después de la etapa de revelado, el fijador se usa para disolver y, a continuación, eliminar las partículas fotosensibles no reducidas (es decir, partículas fotosensibles no expuestas). Preferentemente, el tiempo de reacción del primer fijador en la etapa (C2) y/o el tiempo de reacción del segundo fijador en la etapa (F2) pueden variar de 1 min a 5 min, pero no se limitan a esto.

Preferentemente, la etapa (C2) y/o la etapa (F2) pueden tener un valor de pH que varía de 4 a 8.

Preferentemente, el primer fijador puede comprender tiosulfato de sodio (también conocido como "hipo") o tiosulfato de amonio. Preferentemente, el segundo fijador puede comprender tiosulfato de sodio o tiosulfato de amonio.

Preferentemente, después de que el primer fijador deje de funcionar en la etapa (C2), el procedimiento puede añadir una etapa de enjuague para eliminar el primer fijador restante para evitar que el primer patrón predeterminado de la máscara maestra sea corroído por el primer fijador. De manera similar, preferentemente, después de que el segundo fijador deje de funcionar en la etapa (F2), el procedimiento puede añadir una etapa de enjuague para eliminar el segundo fijador restante para evitar que el segundo patrón predeterminado del patrón de circuito obtenido sea corroído por el segundo fijador. Preferentemente, la etapa de enjuague puede ir seguida de una etapa de secado.

De acuerdo con la presente divulgación, no hay limitaciones específicas para la forma de disponer la máscara maestra sobre la segunda capa fotosensible. Preferentemente, la máscara maestra puede apilarse directamente sobre la segunda capa fotosensible. Más preferentemente, la máscara maestra puede colocarse con el primer patrón predeterminado orientado hacia arriba; es decir, el sustrato transparente de la máscara maestra hará contacto con el chip, y el primer patrón predeterminado no hará contacto con el chip. Por lo tanto, el primer patrón predeterminado de la máscara maestra puede reutilizarse ya que no se dañará fácilmente.

De acuerdo con la presente divulgación, después de la formación de patrones en la etapa (F), se obtiene el chip con el patrón de circuito y se puede usar como otro sustrato semiconductor en la etapa (D) del procedimiento de fabricación de un patrón de circuito de la presente divulgación.

Otros objetivos, ventajas y características novedosas de la divulgación serán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada cuando se toma junto con los dibujos adjuntos.

Descripción de los dibujos

Las Figs. 1A y 1B son diagramas de flujo esquemáticos que ilustran un procedimiento de fabricación de un patrón de circuito de acuerdo con la presente divulgación.

En lo que sigue, un experto en la técnica puede entender fácilmente las ventajas y efectos de la presente divulgación a partir de los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1: Procedimiento de fabricación de un patrón de circuito a escala nanoscópica

Preparación de una máscara maestra

En primer lugar, se proporcionó un sustrato maestro. El sustrato maestro comprendía un sustrato transparente y una primera capa fotosensible formada sobre el sustrato transparente; en donde la primera capa fotosensible incluía múltiples partículas fotosensibles; las partículas fotosensibles de la primera capa fotosensible comprendían partículas de AgBr como primera sal metálica con iones de plata. La primera capa fotosensible tenía un espesor promedio de aproximadamente 70 nm, y el tamaño de partícula promedio de las partículas de AgBr de la primera capa fotosensible era de aproximadamente 50 nm.

A continuación, en un entorno con un grado de vacío de 10-4 Pa, se proporcionó un primer haz de energía que estaba conectado con un sistema informático. El sistema informático controlaba la emisión del primer haz de energía de modo que el primer haz de energía pudiera representar directamente una imagen negativa de un patrón de IC deseado sobre la primera capa fotosensible. Por consiguiente, las partículas de AgBr en el área de la primera capa fotosensible coherente con la imagen negativa del patrón de IC deseado se redujeron para formar partículas metálicas de plata de color negro mediante la absorción de la energía del primer haz de energía; en donde el primer haz de energía era un láser ArF con una longitud de onda de 193 nm.

Posteriormente, un primer agente revelador hizo contacto con la primera capa fotosensible a una temperatura de 18 °C, y los iones de plata de las partículas de AgBr irradiadas por el primer haz de energía se redujeron completamente para formar partículas de plata en la primera capa fotosensible. El primer agente revelador comprendía 1 -fenil-3-pirazolidinona y un agente de ajuste del pH.

A continuación, se usó agua corriente bidestilada (ddH²O) para enjuagar cuidadosamente la primera capa fotosensible que se trató con el primer agente revelador y, a continuación, se usó el primer fijador para eliminar las partículas de AgBr no reducidas de la primera capa fotosensible; en donde el primer fijador era tiosulfato de sodio. Después, se usó agua corriente ddH²O para enjuagar cuidadosamente la primera capa fotosensible que se trató con el primer fijador, y esta etapa de enjuague se repitió tres veces y, a continuación, se realizó una etapa de secado y, finalmente, se obtuvo una máscara maestra. La máscara maestra tenía un primer patrón predeterminado formado por las partículas de plata, y el primer patrón predeterminado era la imagen negativa del patrón de IC deseado.

Preparación de un patrón de circuito a escala nanoscópica

En primer lugar, se proporcionó un chip. El chip comprendía un sustrato de silicio y una segunda capa fotosensible formada sobre el sustrato de silicio; en donde la segunda capa fotosensible incluía múltiples partículas fotosensibles; las partículas fotosensibles de la segunda capa fotosensible comprendían partículas de AgBr como segunda sal metálica con iones de plata. La segunda capa fotosensible tenía un espesor promedio de aproximadamente 70 nm, y el tamaño de partícula promedio de las partículas de AgBr de la segunda capa fotosensible fue el mismo que el tamaño de partícula promedio de las partículas de AgBr de la primera capa fotosensible.

A continuación, en un entorno con el mismo grado de vacío de 10-4 Pa, la máscara maestra antes mencionada se apiló directamente sobre la segunda capa fotosensible para formar una capa compleja. A continuación, se proporcionó un segundo haz de energía que estaba conectado con un sistema informático para irradiar la capa compleja. Los iones de plata de las partículas de AgBr en un área de la segunda capa fotosensible que no estaba cubierta por el primer patrón predeterminado de la máscara maestra se redujeron para formar partículas metálicas de plata de color negro mediante la absorción de la energía del segundo haz de energía; en donde el segundo haz de energía era un láser ArF con una longitud de onda de 193 nm.

Posteriormente, un segundo agente revelador hizo contacto con la segunda capa fotosensible a una temperatura de 18 °C, y los iones de plata de las partículas de AgBr irradiadas por el segundo haz de energía se redujeron completamente para formar partículas de plata en la segunda capa fotosensible. El segundo agente revelador comprendía 1-fenil-3-pirazolidinona y un agente de ajuste del pH.

A continuación, se usó agua corriente ddH²O para enjuagar cuidadosamente la segunda capa fotosensible que se trató con el segundo agente revelador y, a continuación, se usó el segundo fijador para eliminar las partículas de AgBr no reducidas de la segunda capa fotosensible; en donde el segundo fijador era tiosulfato de sodio. Después, se usó agua corriente ddH²O para enjuagar cuidadosamente la segunda capa fotosensible que se trató con el segundo fijador, y esta etapa de enjuague se repitió tres veces y, a continuación, se realizó una etapa de secado y, finalmente, se obtuvo un patrón de circuito que tenía un segundo patrón predeterminado. El segundo patrón predeterminado del patrón de circuito era una imagen negativa del primer patrón predeterminado de la máscara maestra, y los espacios entre las líneas del segundo patrón predeterminado en el patrón de circuito (también denominados "separación de líneas") se determinaron por las posiciones de las líneas formadas por las partículas de plata de la máscara maestra. Es decir, el segundo patrón predeterminado del patrón de circuito fue el patrón de IC deseado; en donde la separación de líneas del patrón de circuito estaba a una escala nanoscópica.

Ejemplo 2: Procedimiento de fabricación de un patrón de circuito a escala picoscópica

Preparación de una máscara maestra

En primer lugar, se proporcionó un sustrato maestro. El sustrato maestro comprendía un sustrato transparente y una primera capa fotosensible formada sobre el sustrato transparente; en donde la primera capa fotosensible incluía múltiples partículas fotosensibles; las partículas fotosensibles de la primera capa fotosensible comprendían partículas de AgBr como primera sal metálica con iones de plata. La primera capa fotosensible tenía un espesor promedio de aproximadamente 50 nm, y el tamaño de partícula promedio de las partículas de AgBr de la primera capa fotosensible era de aproximadamente 5 nm.

A continuación, en un entorno con un grado de vacío de 10-7 Pa, se proporcionó un primer haz de energía que estaba conectado con un sistema informático. El sistema informático controlaba la emisión del primer haz de energía de modo que el primer haz de energía pudiera representar directamente una imagen negativa de un patrón de IC deseado sobre la primera capa fotosensible. Por consiguiente, las partículas de AgBr en el área de la primera capa fotosensible coherente con la imagen negativa del patrón de IC deseado se redujeron para formar partículas metálicas de plata de color negro mediante la absorción de la energía del primer haz de energía; en donde el primer haz de energía era un rayo X con una longitud de onda de 0,1 nm.

Posteriormente, un primer agente revelador hizo contacto con la primera capa fotosensible a una temperatura de 18 °C, y los iones de plata de las partículas de AgBr irradiadas por el primer haz de energía se redujeron completamente para formar múltiples partículas de plata atomizadas en la primera capa fotosensible. El primer agente revelador comprendía 1-fenil-3-pirazolidinona y un agente de ajuste del pH.

A continuación, se usó agua corriente ddH²O para enjuagar cuidadosamente la primera capa fotosensible que se trató con el primer agente revelador y, a continuación, se usó el primer fijador para eliminar las partículas de AgBr no reducidas de la primera capa fotosensible; en donde el primer fijador era tiosulfato de sodio. Después, se usó agua corriente ddH²O para enjuagar cuidadosamente la primera capa fotosensible que se trató con el primer fijador, y esta etapa de enjuague se repitió tres veces y, a continuación, se realizó una etapa de secado y, finalmente, se obtuvo una máscara maestra que tenía un primer patrón predeterminado. En la máscara maestra, las partículas de plata atomizadas formaron el primer patrón predeterminado, que era la imagen negativa del patrón de IC deseado.

Preparación de un patrón de circuito a escala picoscópica

En primer lugar, se proporcionó un chip. El chip comprendía un sustrato de silicio y una segunda capa fotosensible formada sobre el sustrato de silicio; en donde la segunda capa fotosensible incluía múltiples partículas fotosensibles; las partículas fotosensibles de la segunda capa fotosensible comprendían partículas de AgBr como segunda sal metálica con iones de plata. La segunda capa fotosensible tenía un espesor promedio de aproximadamente 50 nm, y el tamaño de partícula promedio de las partículas de AgBr de la segunda capa fotosensible fue el mismo que el tamaño de partícula promedio de las partículas de AgBr de la primera capa fotosensible.

A continuación, en un entorno con el mismo grado de vacío de 10-7 Pa, la máscara maestra antes mencionada se apiló directamente sobre la segunda capa fotosensible para formar una capa compleja. A continuación, se proporcionó un segundo haz de energía que estaba conectado con un sistema informático para irradiar la capa compleja. Los iones de plata de las partículas de AgBr en un área de la segunda capa fotosensible que no estaba cubierta por el primer patrón predeterminado de la máscara maestra se redujeron para formar partículas metálicas de plata de color negro mediante la absorción de la energía del segundo haz de energía; en donde el segundo haz de energía era un rayo X con una longitud de onda de 0,1 nm.

Posteriormente, un segundo agente revelador hizo contacto con la segunda capa fotosensible a una temperatura de 18 °C, y los iones de plata de las partículas de AgBr irradiadas por el segundo haz de energía se redujeron completamente para formar partículas de plata atomizadas en la segunda capa fotosensible. El segundo agente revelador comprendía 1-fenil-3-pirazolidinona y un agente de ajuste del pH.

A continuación, se usó agua corriente ddH²O para enjuagar cuidadosamente la segunda capa fotosensible que se trató con el segundo agente revelador y, a continuación, se usó el segundo fijador para eliminar las partículas de AgBr no reducidas de la segunda capa fotosensible; en donde el segundo fijador era tiosulfato de sodio. Después, se usó agua corriente ddH²O para enjuagar cuidadosamente la segunda capa fotosensible que se trató con el segundo fijador, y esta etapa de enjuague se repitió tres veces y, a continuación, se realizó una etapa de secado y, finalmente, se obtuvo un patrón de circuito que tenía un segundo patrón predeterminado. El segundo patrón predeterminado del patrón de circuito era una imagen negativa del primer patrón predeterminado de la máscara maestra, y la separación de líneas del segundo patrón predeterminado en el patrón de circuito indicaba la posición de las líneas formadas por las partículas de plata atomizadas de la máscara maestra. Es decir, el segundo patrón predeterminado del patrón de circuito fue el patrón de IC deseado; en donde la separación de líneas estaba a una escala picoscópica.

A partir de los procedimientos de fabricación de un patrón de circuito divulgados en los ejemplos 1 y 2, se demuestra que en la presente divulgación pueden obtenerse patrones de circuito con diversas separaciones de línea a diferentes escalas de dimensión adoptando cualquier haz de energía que tenga diferentes longitudes de onda con cualquier partícula fotosensible que tenga diferentes tamaños de partícula. Por lo tanto, la presente divulgación puede aplicarse para fabricar patrones de circuito a diversas escalas de tamaño de una manera simple, ampliamente aplicable y eficaz. En consecuencia, la presente divulgación puede aplicarse más fácilmente a la fabricación de diversos productos electrónicos.

En conclusión, el procedimiento de fabricación de un patrón de circuito de la presente divulgación puede formar, de hecho, patrones de circuito ultradelgados que pueden aplicarse al campo de los IC de una manera simple y rentable. Por consiguiente, la presente divulgación tiene un alto potencial para su implementación comercial.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de fabricación de un patrón de circuito, en el que el procedimiento comprende las etapas de:

Etapa (A): proporcionar un sustrato maestro que comprende un sustrato transparente y una primera capa fotosensible formada sobre el sustrato transparente; en donde la primera capa fotosensible incluye múltiples partículas fotosensibles; las partículas fotosensibles de la primera capa fotosensible comprenden una primera sal metálica que contiene primeros iones metálicos, en donde los primeros iones metálicos comprenden iones de plata o iones de cromo;

Etapa (B): proporcionar un primer haz de energía para irradiar la primera capa fotosensible para reducir los primeros iones metálicos que están en un área predeterminada de la primera capa fotosensible para formar múltiples primeras partículas metálicas atomizadas; en donde el primer haz de energía tiene una longitud de onda que varía de 1 picómetro a 200 nanómetros;

Etapa (C): eliminar partículas fotosensibles no reducidas de la primera capa fotosensible mediante un primer fijador para obtener una máscara maestra; en donde las primeras partículas metálicas atomizadas forman un primer patrón predeterminado en la máscara maestra;

Etapa (D): proporcionar un chip que comprende un sustrato semiconductor y una segunda capa fotosensible formada sobre el sustrato semiconductor; en donde la segunda capa fotosensible incluye múltiples partículas fotosensibles; las partículas fotosensibles de la segunda capa fotosensible comprenden una segunda sal metálica que contiene segundos iones metálicos, en donde los segundos iones metálicos comprenden iones de plata o iones de cromo;

Etapa (E): disponer la máscara maestra sobre la segunda capa fotosensible para formar una capa compleja y, a continuación, proporcionar un segundo haz de energía para irradiar la capa compleja para reducir los segundos iones metálicos que están en un área de la segunda capa fotosensible que no está cubierta por el primer patrón predeterminado de la máscara maestra para formar múltiples segundas partículas metálicas atomizadas; en donde el segundo haz de energía tiene una longitud de onda que varía de 1 picómetro a 200 nanómetros; y

Etapa (F): eliminar las partículas fotosensibles no reducidas de la segunda capa fotosensible mediante un segundo fijador para obtener el patrón de circuito; en donde el patrón de circuito tiene un segundo patrón predeterminado formado por las segundas partículas metálicas atomizadas; en donde el segundo patrón predeterminado es una imagen negativa del primer patrón predeterminado, y una separación de líneas en el patrón de circuito varía de 1 picómetro a 100 nanómetros.

2. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, en donde una dosis de radiación total proporcionada por el primer haz de energía varía de 10 kilograys a 600 kilograys.

3. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1 o 2, en donde una dosis de radiación total proporcionada por el segundo haz de energía varía de 10 kilograys a 600 kilograys.

4. El procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el primer fijador comprende tiosulfato de sodio o tiosulfato de amonio.

5. El procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde al menos una de la primera y segunda capas fotosensibles comprende además un fotosensibilizador.

6. El procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde las partículas fotosensibles de la primera capa fotosensible tienen un tamaño de partícula promedio que varía de 0,1 nm a 10 |_im.

7. El procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la primera sal metálica es cloruro de plata, bromuro de plata, yoduro de plata, dicromato de sodio, dicromato de amonio o una combinación de los mismos.

8. El procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la segunda sal metálica es cloruro de plata, bromuro de plata, yoduro de plata, dicromato de sodio, dicromato de amonio o una combinación de los mismos.

9. El procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la etapa (C) comprende:

Etapa (C1): tratar los primeros iones metálicos irradiados por el primer haz de energía con un primer agente revelador para formar las primeras partículas metálicas atomizadas; y

Etapa (C2): eliminar las partículas fotosensibles no reducidas de la primera capa fotosensible mediante el primer fijador para obtener la máscara maestra.

10. El procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la etapa (F) comprende:

Etapa (F1): tratar los segundos iones metálicos irradiados por el segundo haz de energía con un segundo agente revelador para formar las segundas partículas metálicas atomizadas; y

Etapa (F2): eliminar las partículas fotosensibles no reducidas de la segunda capa fotosensible mediante el segundo fijador para obtener el patrón de circuito.

11. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 9, en donde el primer agente revelador comprende hidroquinona, 1-fenil-3-pirazolidinona, sulfato de 4-metilaminofenol o cualquier combinación de los mismos.

12. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 9 u 11, en donde el primer agente revelador comprende además un agente de ajuste del pH.