RU205508U1 - EXPLOSIVE PHOTOLITHOGRAPHY MASK - Google Patents

EXPLOSIVE PHOTOLITHOGRAPHY MASK Download PDF

Info

Publication number
RU205508U1
RU205508U1 RU2021106456U RU2021106456U RU205508U1 RU 205508 U1 RU205508 U1 RU 205508U1 RU 2021106456 U RU2021106456 U RU 2021106456U RU 2021106456 U RU2021106456 U RU 2021106456U RU 205508 U1 RU205508 U1 RU 205508U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
explosive
mask
layer
photoresist
photolithography
Prior art date
Application number
RU2021106456U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Брюхно
Маргарита Юрьевна Котова
Алексей Алексеевич Малаханов
Владимир Игоревич Пугачев
Original Assignee
Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" filed Critical Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ"
Priority to RU2021106456U priority Critical patent/RU205508U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU205508U1 publication Critical patent/RU205508U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • H01L21/3081Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials

Abstract

Областью применения предлагаемой полезной модели является микроэлектроника, а также может быть использована при изготовлении ряда электронных приборов, например, для формирования контакта Шоттки, металлизации из слабоподдающихся травлению материалов.Результатом предлагаемой полезной модели является расширение возможности использования маски для нанесения рабочих слоев с помощью магнетронного распыления.Указанный результат достигается тем, что в отличие от известной маски для взрывной фотолитографии, состоящей из слоя резиста для взрывной литографии, фоторезиста с рисунком на обрабатываемой пластине, в предлагаемой маске для взрывной фотолитографии между слоем резиста для взрывной литографии и фоторезиста вводится дополнительный слой алюминия толщиной 0,2≤d≤0,3 мкм.The field of application of the proposed utility model is microelectronics, and can also be used in the manufacture of a number of electronic devices, for example, for the formation of a Schottky contact, metallization from materials that are weakly etched. The result of the proposed utility model is to expand the possibility of using a mask for applying working layers using magnetron sputtering. This result is achieved by the fact that, in contrast to the known mask for explosive photolithography, which consists of a resist layer for explosive lithography, a photoresist with a pattern on the processed plate, in the proposed mask for explosive photolithography between the resist layer for explosive lithography and photoresist an additional layer of aluminum with a thickness of 0 , 2≤d≤0.3μm.

Description

Областью применения предлагаемой полезной модели является микроэлектроника, а также может быть использована при изготовлении ряда электронных приборов, например, для формирования контакта Шоттки, металлизации из слабоподдающийхся травлению материалов.The field of application of the proposed utility model is microelectronics, and can also be used in the manufacture of a number of electronic devices, for example, for the formation of a Schottky contact, metallization from materials that are not easily etched.

Известна маска для взрывной фотолитографии, состоящая из слоя фоторезиста с рисунком на обрабатываемой пластине (см., например, статья «Метод взрывной фотолитографии как решение проблем сложносоставных полупроводниковых систем» Л. Рябцев; науч. рук. В.М. Комаровская // Инженерно-педагогическое образование в XXI веке: материалы Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и студентов, 24-25 мая 2018 г. - Минск: БИТУ, 2018. - Ч. 2. - С. 185-187.).Known mask for explosive photolithography, consisting of a layer of photoresist with a pattern on the processed plate (see, for example, the article "The method of explosive photolithography as a solution to the problems of complex semiconductor systems" L. Ryabtsev; scientific supervisor VM Komarovskaya // Engineering pedagogical education in the XXI century: materials of the Republican scientific-practical conference of young scientists and students, May 24-25, 2018 - Minsk: BITU, 2018. - Part 2. - P. 185-187.).

Толщину фоторезиста выбирают равной 1,5-2 толщины слоя металла.The thickness of the photoresist is chosen equal to 1.5-2 of the thickness of the metal layer.

Основным недостатком данной маски является то, что необходимо поддерживать вертикальность стенок фоторезиста и большое расстояние от источника металла до обрабатываемой пластины, для того чтобы можно было произвести удаление фоторезиста через его боковую стенку в рельефе для формирования рисунка из металла.The main disadvantage of this mask is that it is necessary to maintain the verticality of the photoresist walls and a large distance from the metal source to the processed plate, in order to be able to remove the photoresist through its side wall in relief to form a metal pattern.

Указанные выше недостатки частично устранены в маске, состоящей из слоя фоторезиста и резиста для взрывной литографии (LOR) с рисунком на обрабатываемой пластине (см., например, статью фирмы MicroChem «LORLift-Off Resists» https://research.engineering.ucdavis.edu/cnm2/wp-content/uploads/sites/11/2013/05/LOR_Data_Sheet.pdf).The above disadvantages are partially eliminated in the mask, consisting of a layer of photoresist and resist for explosive lithography (LOR) with a pattern on the processed wafer (see, for example, the article by MicroChem "LORLift-Off Resists" https: //research.engineering.ucdavis. edu / cnm2 / wp-content / uploads / sites / 11/2013/05 / LOR_Data_Sheet.pdf).

При формировании рисунка в слое резиста для взрывной литографии (LOR), размеры полученных отверстий несколько больше, чем размеры рисунка в фоторезисте, что позволяет произвести удаление фоторезиста через его боковую стенку в рельефе для формирования рисунка из металла, однако необходимо выдерживать большое расстояние от источника металла до обрабатываемой пластины.When a pattern is formed in a resist layer for explosive lithography (LOR), the dimensions of the resulting holes are slightly larger than the dimensions of the pattern in the photoresist, which makes it possible to remove the photoresist through its side wall in relief to form a pattern from the metal, however, it is necessary to maintain a large distance from the metal source to the processed plate.

Основным недостатком данной маски является то, что при распространенном магнетронном напылении достаточно толстых слоев металлических пленок (0,3 мкм и более), граница фоторезиста, нависающая над слоем (LOR), поднимается вверх и происходит запыление металлом боковых стенок (LOR), что затрудняет отделение участков металлизации и ухудшает воспроизводимости процесса взрывной фотолитографии.The main disadvantage of this mask is that with the widespread magnetron sputtering of sufficiently thick layers of metal films (0.3 μm and more), the border of the photoresist overhanging the layer (LOR) rises and the metal dusting of the side walls (LOR) occurs, which makes it difficult separation of metallization areas and impairs the reproducibility of the explosive photolithography process.

Результатом предлагаемой полезной модели является расширение возможности использования маски для нанесения рабочих слоев с помощью магнетронного распыления.The result of the proposed utility model is the expansion of the possibility of using a mask for applying working layers using magnetron sputtering.

Указанный результат достигается тем, что в отличие от известной маски для взрывной фотолитографии состоящей из слоя резиста для взрывной литографии, фоторезиста с рисунком на обрабатываемой пластине, в предлагаемой маске для взрывной фотолитографии, между слоем резиста для взрывной литографии и фоторезиста вводится дополнительный слой алюминия, толщиной 0,2≤d≤0,3 мкм.This result is achieved by the fact that, in contrast to the known mask for explosive photolithography, consisting of a resist layer for explosive lithography, a photoresist with a pattern on the processed plate, in the proposed mask for explosive photolithography, an additional layer of aluminum is introduced between the resist layer for explosive lithography and photoresist, thickness 0.2≤d≤0.3μm.

Таким образом, алюминиевый слой в маске при напылении металла не деформируется и боковая стенка резиста для взрывной литографии не покрывается наносимым металлом, что упрощает его удаление, даже в случае магнетронного напыления металла.Thus, the aluminum layer in the mask is not deformed during metal deposition and the side wall of the resist for explosive lithography is not covered with the deposited metal, which simplifies its removal, even in the case of magnetron metal deposition.

Минимальный размер d обусловлен тем, что при меньшей толщине не будет жесткости «козырька» алюминия.The minimum size d is due to the fact that at a smaller thickness there will be no rigidity of the "canopy" of aluminum.

Максимальный размер d обусловлен тем, что при большей толщине алюминия точность получения размеров ухудшается.The maximum dimension d is due to the fact that with a greater thickness of aluminum, the dimensional accuracy deteriorates.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурами 1-5.The essence of the proposed utility model is illustrated by Figures 1-5.

На фиг. 1 полупроводниковая пластина с нанесенным резистом (LOR), слоем алюминиевой маски, слоем фоторезиста.FIG. 1 semiconductor wafer with deposited resist (LOR), layer of aluminum mask, layer of photoresist.

На фиг. 2 полупроводниковая пластина со сформированным рисунком в фоторезисте.FIG. 2 semiconductor wafer with a formed pattern in the photoresist.

На фиг. 3 полупроводниковая пластина со сформированным рисунком в фоторезисте, в слое алюминиевой маски и слое резиста (LOR).FIG. 3 a semiconductor wafer with a formed pattern in a photoresist, in an aluminum mask layer and in a resist layer (LOR).

На фиг. 4 полупроводниковая пластина после нанесения рабочего слоя.FIG. 4 semiconductor wafer after applying the working layer.

На фиг. 5 полупроводниковая пластина со слоем металла, рисунок которого получен взрывной фотолитографией.FIG. 5 semiconductor wafer with a metal layer, the pattern of which was obtained by explosive photolithography.

Позициями на фиг. 1-5 обозначены:The positions in FIG. 1-5 are indicated:

1 - полупроводниковая пластина;1 - semiconductor plate;

2 - слой резиста для взрывной литографии;2 - resist layer for explosive lithography;

3 - слой алюминиевой маски;3 - a layer of an aluminum mask;

4 - слой фоторезиста;4 - photoresist layer;

5- наносимый слой металла;5- applied metal layer;

6 - участок под травление;6 - area for etching;

7 - слой металла, рисунок которого получен взрывной фотолитографией.7 - metal layer, the pattern of which was obtained by explosive photolithography.

Ниже описаны основные этапы изготовления и использования предлагаемой маски на примере полупроводниковой пластины.The main stages of manufacturing and using the proposed mask are described below using the example of a semiconductor wafer.

На полупроводниковую пластину 1, состоящую из кремниевой подложки методом центрифугирования наносится слой резиста для взрывной литографии 2 марки LOR 5А толщиной 0,6 мкм с последующей сушкой при 125°С, 180°С.On a semiconductor wafer 1, consisting of a silicon substrate, a layer of resist for explosive lithography 2 of the LOR 5A brand with a thickness of 0.6 μm is applied by centrifugation, followed by drying at 125 ° C, 180 ° C.

После чего наносят слой алюминия для формирования алюминиевой маски 3 методом электронно-лучевого напыления толщиной 0,2-0,3 мкм. Затем наносится слой фоторезиста 4 марки S1813G2SP15 толщиной 1 мкм и проводится фотолитография для формирования участка для травления 6 слоев 2, 3.Then a layer of aluminum is applied to form an aluminum mask 3 by the method of electron-beam sputtering with a thickness of 0.2-0.3 microns. Then a layer of photoresist 4 grade S1813G2SP15 with a thickness of 1 μm is applied and photolithography is performed to form an area for etching 6 layers 2, 3.

Далее удаляется слой алюминиевой маски 3 жидкостным травлением (травитель для алюминия H3PO4:HNO3:H3COOH:H2O=73%:3,l%:3,3%:20,6%), возможно плазмохимическое травление для получения меньших размеров.Next, the layer of the aluminum mask 3 is removed by liquid etching (etchant for aluminum H3PO4: HNO3: H3COOH: H2O = 73%: 3, l%: 3.3%: 20.6%), plasma-chemical etching is possible to obtain smaller sizes.

Затем травится слой резиста для взрывной литографии 2 в кислородной плазме. Далее проводится нанесение слоя металла (титан, золото) общей толщиной 0,3 мкм методом магнетронного распыления. После чего проводят удаление (взрыв) слоев 2,3,4 в азотной кислоте, которая проникает в боковые стенки участка 6 и удаляет слои 2,3,4.Then a layer of resist for explosive lithography 2 in oxygen plasma is etched. Next, a layer of metal (titanium, gold) with a total thickness of 0.3 microns is applied by magnetron sputtering. Then carry out the removal (explosion) of layers 2,3,4 in nitric acid, which penetrates into the side walls of section 6 and removes layers 2,3,4.

Claims (1)

Маска для взрывной фотолитографии, состоящая из слоя резиста для взрывной фотолитографии, фоторезиста с рисунком на обрабатываемой пластине, отличающаяся тем, что между слоем резиста для взрывной литографии и фоторезиста вводится дополнительный слой алюминия толщиной 0,2≤d≤0,3 мкм.A mask for explosive photolithography, consisting of a resist layer for explosive photolithography, a photoresist with a pattern on the processed plate, characterized in that an additional layer of aluminum with a thickness of 0.2≤d≤0.3 μm is introduced between the resist layer for explosive lithography and the photoresist.
RU2021106456U 2021-03-11 2021-03-11 EXPLOSIVE PHOTOLITHOGRAPHY MASK RU205508U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106456U RU205508U1 (en) 2021-03-11 2021-03-11 EXPLOSIVE PHOTOLITHOGRAPHY MASK

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106456U RU205508U1 (en) 2021-03-11 2021-03-11 EXPLOSIVE PHOTOLITHOGRAPHY MASK

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU205508U1 true RU205508U1 (en) 2021-07-19

Family

ID=77020231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021106456U RU205508U1 (en) 2021-03-11 2021-03-11 EXPLOSIVE PHOTOLITHOGRAPHY MASK

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU205508U1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1099776A1 (en) * 1982-08-23 1990-10-23 Предприятие П/Я Х-5737 Method of forming photoresist mask for plasma etching
WO2005015308A2 (en) * 2003-08-08 2005-02-17 Quantiscript Inc. Fabrication process for high resolution lithography masks using evaporated or plasma assisted electron sensitive resists with plating image reversal
WO2007052534A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-10 Tokyo Electron Limited Etching method and etching apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1099776A1 (en) * 1982-08-23 1990-10-23 Предприятие П/Я Х-5737 Method of forming photoresist mask for plasma etching
WO2005015308A2 (en) * 2003-08-08 2005-02-17 Quantiscript Inc. Fabrication process for high resolution lithography masks using evaporated or plasma assisted electron sensitive resists with plating image reversal
WO2007052534A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-10 Tokyo Electron Limited Etching method and etching apparatus

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MicroChem "LORLift-Off Resists", https://research.engineering.ucdavis.edu/cnm2/wp-content/uploads/sites/11/2013/05/LOR_Data_Sheet.pdf; 19.12.2014. *
MicroChem "LORLift-Off Resists", https://research.engineering.ucdavis.edu/cnm2/wp-content/uploads/sites/11/2013/05/LOR_Data_Sheet.pdf; 19.12.2014. Л. Рябцев, Метод взрывной фотолитографии как решение проблем сложносоставных полупроводниковых систем" // Инженерно-педагогическое образование в XXI веке: материалы Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и студентов, 24-25 мая 2018 г. - Минск: БИТУ, 2018. - Ч. 2. - С. 185-187. *
Л. Рябцев, Метод взрывной фотолитографии как решение проблем сложносоставных полупроводниковых систем" // Инженерно-педагогическое образование в XXI веке: материалы Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и студентов, 24-25 мая 2018 г. - Минск: БИТУ, 2018. - Ч. 2. - С. 185-187. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5838055A (en) Trench sidewall patterned by vapor phase etching
US5876879A (en) Oxide layer patterned by vapor phase etching
US3971860A (en) Method for making device for high resolution electron beam fabrication
KR20100053852A (en) Method for forming micro-pattern of semiconductor device
TWI570784B (en) Semiconductor structures having t-shaped electrodes
US4108717A (en) Process for the production of fine structures consisting of a vapor-deposited material on a base
RU205508U1 (en) EXPLOSIVE PHOTOLITHOGRAPHY MASK
GB2059679A (en) Method of making composite bodies
US4690880A (en) Pattern forming method
JPS5972133A (en) Method of metallizing semiconductor element with two stages
US8772133B2 (en) Utilization of a metallization scheme as an etching mask
KR100228765B1 (en) Cell aperture mask forming method
CN116564800B (en) Method for forming grooves with different depths on semiconductor surface at one time
CN112992784B (en) Semiconductor structure and forming method thereof
CN113678230B (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP5053619B2 (en) Manufacturing method of fine structure
RU2037909C1 (en) Process of manufacture of semiconductor devices
US10607856B2 (en) Manufacturing method of redistribution layer
US3677847A (en) Photolithographic etching method for nickel oxide
KR100257770B1 (en) Method for forming fine conduction film of semiconductor device
JPH02172216A (en) Method of forming resist pattern
Keatch et al. Microengineering techniques for fabricating planar foils for use in laser targets
JPS61100977A (en) Pattern forming method
CN113555503A (en) Preparation method of ion trap chip, ion trap chip and quantum computer
JPS6346152B2 (en)