RU2761773C1 - Способ получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур - Google Patents
Способ получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761773C1 RU2761773C1 RU2021116048A RU2021116048A RU2761773C1 RU 2761773 C1 RU2761773 C1 RU 2761773C1 RU 2021116048 A RU2021116048 A RU 2021116048A RU 2021116048 A RU2021116048 A RU 2021116048A RU 2761773 C1 RU2761773 C1 RU 2761773C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electronic
- layer
- semiconductor substrate
- resists
- micro
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нанотехнологий и электронной техники, а именно к способам получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур, и может быть использовано для изготовления устройств для обработки, передачи и хранения информации. Способ направлен на решение задачи создания универсальной резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования одновременно как микро-, так и наноструктуры с заданными и воспроизводимыми характеристиками. Маска пригодна для изготовления различных устройств обработки, передачи и хранения информации. Способ включает: создание на полупроводниковой подложке слоя электронных резистов, формируемого последовательным проведением циклов нанесения электронных резистов разных видов с последующей сушкой, экспонирование слоя электронных резистов методом электронной литографии, создание слоя позитивного фоторезиста с последующей его сушкой, экспонирование слоя фоторезиста через шаблон методом фотолитографии, последовательное проявление фото- и электронного резистов. Новизна способа определяется порядком проведения технологических операций и использованием электронных резистов различной контрастности, что приводит к формированию нависающей резистивной маски, сочетающей в себе микро- и наноструктуры. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области нанотехнологий и электронной техники, а именно к способам получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур, и может быть использовано для изготовления устройств для обработки, передачи и хранения информации.
Известен способ получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур (патент США № 4612274, приоритет 18.11.1985 г.). Сущность изобретения: на полупроводниковой подложке формируют первый слой позитивного фоторезиста, производят экспонирование первого слоя через шаблон методом электронной литографии, проявляют рисунок, подложку покрывают вспомогательным слоем титана, первый слой фоторезиста удаляют, формируют второй слой позитивного фоторезиста, производят экспонирование второго слоя через шаблон методом оптической литографии и проявляют рисунок.
Основным недостатком приведенного способа являются многостадийность и сложность проведения процесса.
Известен способ получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур (патент США № 7296245, приоритет от 14.03.2005). Сущность изобретения: на полупроводниковой подложке формируют слой позитивного фоторезиста, производят экспонирование слоя фоторезиста через шаблон методом электронной литографии, производят экспонирование слоя фоторезиста через шаблон методом фотолитографии и проявляют рисунок.
Общим недостатком приведенных способов является их непригодность для получения специфической резистивной маски сложного профиля с нависающим над полупроводниковой подложкой резистом. Такая маска требуется для формирования у создаваемых устройств краев высокого качества, а это необходимое условие получения микро- и наноструктур с заданными и надежно воспроизводимыми свойствами. Кроме того, нависающая маска необходима для создания джозефсоновских контактов методом теневого напыления.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому решению является способ фотолитографии, в котором предлагается резистивная маска на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур, имеющая сложный профиль с нависающим над полупроводниковой подложкой резистом (патент РФ № 2586400, приоритет от 28.04.2015). Сущность изобретения: на полупроводниковой подложке формируют первый слой позитивного фоторезиста проведением, по меньшей мере, двух циклов нанесения на подложку слоя фоторезиста с последующей его сушкой, производят экспонирование первого слоя без шаблона методом фотолитографии, формируют второй слой позитивного фоторезиста проведением по меньшей мере, двух циклов нанесения на подложку слоя фоторезиста с последующей его сушкой, производят термообработку при температуре 120-150°С, экспонируют через шаблон методом фотолитографии и проявляют рисунок. Время экспозиции первого слоя меньше времени экспозиции второго слоя.
Основным недостатком приведенного способа является невозможность получения резистивной маски для формирования на одной полупроводниковой подложке одновременно как, микро-, так и наноструктур, что в значительной степени ограничивает его использование для изготовления широкого ряда устройств для обработки, передачи и хранения информации.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи создания универсальной резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования одновременно как микро-, так и наноструктуры с заданными и воспроизводимыми характеристиками.
Технический результат, получаемый при реализации заявляемого изобретения, расширяет возможности изготовления микро- и наноструктур за счет создания резистивной маски, позволяющей размещать на одной и той же подложке одновременно как, микро- так и наноструктуры с воспроизводимыми характеристиками, пригодными для изготовления различных устройств обработки, передачи и хранения информации.
Для достижения указанного выше технического результата способ получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур, имеющей сложный профиль с нависающим над полупроводниковой подложкой резистом, включает: создание на полупроводниковой подложке слоя электронных резистов, формируемого последовательным проведением циклов нанесения электронных резистов разных видов с последующей сушкой, экспонирование слоя электронных резистов методом электронной литографии, создание слоя позитивного фоторезиста с последующей его сушкой, экспонирование слоя фоторезиста методом фотолитографии, последовательное проявление фото- и электронного резистов.
От прототипа указанный способ отличается тем, что на полупроводниковой подложке первый слой формируется не нанесением на подложку фоторезиста, а с помощью двух электронных резистов различной контрастности, при этом экспонирование первого слоя производится методом электронной литографии. А на заключительной стадии последовательно проявляются оба слоя резиста.
Между совокупностью существенных признаков объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь. Указанный технический результат достигается благодаря тому, что использование электронного резиста и экспонирование методом электронной литографии позволяют изготавливать наноструктуры в широком диапазоне размеров (50-1000 нм). Проведение не менее двух циклов нанесения электронных резистов разной контрастности с последующей сушкой обеспечивает получение сложного профиля маски с нависанием верхнего слоя электронного резиста над нижним. Использование электронных резистов вместе с фоторезистом позволяет изготовить единую маску, как для нано-, так и для микроразмерных структур.
Изобретение иллюстрируется следующим примером.
Пример
На кремниевой подложке создается первый слой электронных резистов последовательным проведением двух циклов нанесения электронного резиста ММА 8.5 МАА EL9 на скорости 3000 об/мин и одного цикла нанесения электронного резиста AR-P 6200.04 на центрифуге на скорости 4500 об/мин. Каждый цикл нанесения электронного резиста завершается сушкой в течение 5 минут при температуре 150°С. Далее проводится электронная литография наноразмерных структур подложки со слоем электронных резистов на установке электронно-лучевой литографии Crestec CABL-9000C. После чего на подложке создается второй слой, состоящий из фоторезиста S1813, наносимого на скорости 3000 об/мин. Далее этот фоторезист запекается при температуре 110°С. В установке безмаскового совмещения и литографии Heidelberg Instruments μΡG101 производится фотолитография подложки со слоями электронного и фоторезистов для формирования микроразмерных структур, фоторезист проявляется в Microposit MF CD-26 в течение 40 секунд и смывается водой. Электронный резист, непокрытый фоторезистом, в установке плазмохимического травления Corial 2001 удаляется индуктивно-связанной плазмой кислорода в течение 5 минут. Затем подложка с оставшимся фоторезистом засвечивается целиком безмасковым образом. Верхний слой электронного резиста проявляется в ARP-600-546 в течение 1 минуты. При проявлении также удаляется фоторезист, покрывающий электронный. Далее нижний слой электронного резиста проявляется в течение 3 минут в растворе IPA:H2O (93:7 в объемном соотношении) с последующей смывкой в воде. В силу меньшей контрастности нижний резист ММА 8.5 МАА EL9 проявляется шире, чем верхний, создавая нависание верхнего резиста над нижним.
На фиг.1 представлена фотография выполненной предлагаемым способом резистивной маски с нависающим верхним электронным резистом AR-P 6200.04 (поз.1) и вырезами в маске для последующего напыления микроразмерных подводов (поз.2). Такая резистивная маска на полупроводниковой подложке может использоваться для формирования одновременно как микро-, так и наноструктуры с заданными и воспроизводимыми характеристиками. Например, может быть получена структура, представленная на фиг.2, где приведены изображения, полученные на электронном микроскопе фирмы JOEL. На фиг.2А отчетливо видны элементы микроструктуры (для наглядности линейный размер в 1 μm расположен в середине строки внизу изображения). На фиг.2В приведен увеличенный фрагмент с фиг.2А, выделенный прямоугольником и обозначенный I. На нем отчетливо видны элементы наноструктуры (для наглядности линейный размер в 100 nm расположен в середине строки внизу изображения). Напыление производилось в одном вакуумном цикле с окислением в контролируемой атмосфере кислорода между напылениями.
Как видно (фиг.2), под областью нависания маски формируются элементы структуры с размерами, которые можно использовать для создания электронных компонент, способных использовать туннельный эффект, в том числе устройств обработки, передачи и хранения информации.
Claims (3)
1. Способ получения резистивной маски на полупроводниковой подложке с нависающим над полупроводниковой подложкой резистом, включающий последовательное формирование двух слоев резистов с последующей их сушкой, экспонированием и проявлением рисунка, отличающийся тем, что первый слой формируют из электронных резистов различной контрастности, экспонируют методом электронной литографии, второй слой формируют из позитивного фоторезиста, экспонируют методом фотолитографии, проводят последовательное проявление фото- и электронных резистов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый слой формируют нанесением электронных резистов различной контрастности: ММА 8.5 МАА EL9 в два цикла нанесения и AR-P 6200.04 в один цикл нанесения.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после проявления фоторезиста проводят травление электронного резиста в индуктивно-связанной плазме кислорода.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021116048A RU2761773C1 (ru) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | Способ получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021116048A RU2761773C1 (ru) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | Способ получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2761773C1 true RU2761773C1 (ru) | 2021-12-13 |
Family
ID=79175037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021116048A RU2761773C1 (ru) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | Способ получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2761773C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1454116C (ru) * | 1987-03-17 | 1995-07-25 | Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН | Способ фотолитографии |
| US5870448A (en) * | 1996-05-14 | 1999-02-09 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray mask and fabrication process using it |
| KR20040010421A (ko) * | 1998-02-26 | 2004-01-31 | 캐논 가부시끼가이샤 | 노광방법 및 노광장치 |
| RU2610782C1 (ru) * | 2015-11-11 | 2017-02-15 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Способ изготовления резистной маски с расширенным диапазоном разрешения изображения |
| CN109755127B (zh) * | 2018-12-27 | 2020-11-10 | 中国科学院物理研究所 | 一种用于芯片制造的刻蚀与沉积-剥离融合方法 |
-
2021
- 2021-06-03 RU RU2021116048A patent/RU2761773C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1454116C (ru) * | 1987-03-17 | 1995-07-25 | Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН | Способ фотолитографии |
| US5870448A (en) * | 1996-05-14 | 1999-02-09 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray mask and fabrication process using it |
| KR20040010421A (ko) * | 1998-02-26 | 2004-01-31 | 캐논 가부시끼가이샤 | 노광방법 및 노광장치 |
| RU2610782C1 (ru) * | 2015-11-11 | 2017-02-15 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Способ изготовления резистной маски с расширенным диапазоном разрешения изображения |
| CN109755127B (zh) * | 2018-12-27 | 2020-11-10 | 中国科学院物理研究所 | 一种用于芯片制造的刻蚀与沉积-剥离融合方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003077826A (ja) | 面内寸法差の均一性改善方法 | |
| CN101571674A (zh) | 一种双重曝光方法 | |
| JP6470079B2 (ja) | パターン形成方法 | |
| TW201003779A (en) | Pattern formation method, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor device manufacturing apparatus | |
| US20240295817A1 (en) | Photolithography method based on bilayer photoresist | |
| CN108735582A (zh) | 一种光刻胶膜的制备方法 | |
| JP2002303992A (ja) | 微小構造の製造方法 | |
| RU2761773C1 (ru) | Способ получения резистивной маски на полупроводниковой подложке для формирования микро- и наноструктур | |
| CN114464524A (zh) | 光刻、剥离工艺及制造芯片的方法 | |
| CN108493305B (zh) | 一种图形化蓝宝石衬底的制备方法 | |
| CN106601601A (zh) | 一种图形化蓝宝石衬底的光刻方法 | |
| JPS5911628A (ja) | パタ−ン形成法 | |
| KR100930389B1 (ko) | 고분자를 이용한 포토마스크 제조방법 | |
| JPH0246464A (ja) | 現像方法 | |
| JPS63254729A (ja) | レジストパタ−ンの形成方法 | |
| JPH03141632A (ja) | パターン形成法及び半導体装置の製造方法 | |
| JPS60262425A (ja) | 基板の加工方法 | |
| JPS62269946A (ja) | レジストパタ−ン形成方法 | |
| JPH04304452A (ja) | 位相シフト層を有するフォトマスク及びその製造方法 | |
| JPH0822116A (ja) | パターン形成方法 | |
| JPH0219852A (ja) | レジスト処理方法 | |
| JPS59214851A (ja) | 乾式リソグラフイ・パタ−ン製法 | |
| CN118387832A (zh) | 一种屋檐结构的制作方法 | |
| JPH06282065A (ja) | エッジ強調型位相シフトマスクの製造方法 | |
| CN117672818A (zh) | 芯片产品制备方法及系统 |