SU1003201A1 - Фотошаблон и способ его изготовлени - Google Patents

Description

(54) ФОТОШАБЛОН И СПОСОБ ЕГО .ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к технологии

микроэлектроники, в частности к технологии изготовлени  фотошаблонов.

. В производстве микросхем широко примен етс  фотолитографи , важнейшим инструментом которой  вл ютс  фотошаблоны . Создание фотошаблонов - трудоемкий процесс, от их эксплуатационных качеств зависит производительность труда и качество продукции.

Известен фотошаблон, содержащий полированную прозрачную пластину с непрозрачными дл  ультрафиолетового излучени  участками, которые выступают над поверхностью подложки приблизительно на О,1 мкм.

Недостатком такого фотошаблона  вл етс  его мала  разрешающа  способность.

Способ изготовлени  фотошаблона состоит из изготовлени  полированной прозрачной пластины, нанесени  на поверхность пластины фоторезистивной пленки, получени  рисунка на поверхности пластины методом фотолитографии, нанесени  по

рисунку пасты, непрозрачной дл  ультрафиолетового излучени , последующего вжи-гени  этой пасты на глубину 2,5-3,0 мкм в прозрачную пластину L1J.

Недостатком изготовлени  такого фотошаблона  вл етс  сложность контрол  и управлени  высокотемпературным процессом вжигани  пасты в пластину, а также невозможность получени  вь1сокой разрешающей способности при вжигании пасты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  фотошаблон , содержащий полированную стекл нную пластину с непрозрачными дл  ультрафиолетового излучени  участками, расположенными в объеме пластины.

Способ изготоЕпени  данного фотошаб лона основан на формировании на поверхности стекл нной пластины защитной маски из фоторезиста, химической обработке незащищенных участков пластины путем травлени  на глубину, равную толщине непрозрачных участков, заполнение впадин полученного рельефа непрозрачным дл  310 ультрпфнолЬтового излучени  материаплом . Недостатком известного фотошаблона  вл етс  его низка  разрешающа  способность , обусловленна  тем, что формирование рельефа в пластине путем травлени  приводит к разрушению фоторезиста и растравливанию элементов пластины. Кроме того, фотошаблон обладает недоста точной износостойкостью нз-эа наличи  концентраторов напр жений, возникающих на границах контактирующих фаз стекло напаг1нитель (непрозрачный дл  ультрафиопетового излучени  материал), а также из-за образовани  неровностей в поверхности пластины при травлении Цель изобретени  - повыщение разрешающей способности и износостойкости конструкции. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фотошаблоне, содержащем полированную стекл нную пластину с непрозрачными дл  ультрафиолетового излучени  участками, расположенными в объеме пластины, пластина выполнена из ликвируюшего CTeiuia с размерами областей химической неоднородности не более 100 А, а непрозрачные участки выполнены в виде областей пористой структуры , заполненных материалом, поглощающим ультрафиолетовое излучение, В способе изготовлени  фотошаблона, включак дем формирование на рабочей поверхности стекл нной пластины защитной , (Г маски из фоторезиста, химическую обра- ботку незащищенных участков пластины получение непрозрачных дл  ультрафиолетового излучени  участков, удаление защитной маски, химическую обработку про вод т путем выщелачивани  стекла на глу бину 10-20 мкм, а получение непрозрачных участков путем пропитки полученных областей пористой структуры материалом , поглощаюпхим ультрафиолетовое излучение, Процесс выщелачивани  отличаетс  от процесса травлени  тем, что дл  выщелачивани  возможно применение таких кислот , как масл на  и винна . Процесс длитс  1О-1ОО с. При этом фоторезист не разрушаетс . Процесс выщелачивани  обладает анизотропией; скорость выщелачивани  в дес тки раз вьпие по нормали к плоскости поверхности, поэтому точност кра  оказываетс  существенно вьпие. Искажение кра  фоторезиста не хуже 0,1 МКроме этого при введении контрастного поглощающего материала возможно по 014 лучение фотошаблона с подавлением дифракции на краю. Дл  этого подбираетс  травитель таким образом, что анизотропное выщелачивание уменьшаетс  и пористость от кра , дающего дифракцию, возрастает плавно по параболе. Тогда концентраци  поглощающего контрастного материала возрастает по параболе и край контрастного элемента практически не дает дифракционных максимумов, подобно м гкой диафрагме. Все это приводит к равномерному распределению светового пол  в фотошаблоне и повышению разрешаюшей способности при работе с толстыми сло ми фоторезиста. Повышенна  износостойкость фотошаблона обусловлена высокой механической прочностью монолитного материала, т.е. химической св зью фрагментов структуры стекла (Gi-О-Si св з ми), а также отсутствием нарушений поверхности стекла при формировании непрозрачных участков. На фиг. 1 изображен предлагаемый фотощаблон; на фиг. 2-4 - схема способа изготовлени  фотощаблона; на фиг. 2 пластина из отожженного ликвировавшего силикатного стекла; на фиг. 3 - выщелачивание участков тонкого сло  стекла на глубину 10-2О мкм действием кислоты через окна в маске из фоторезиста Hai фиг, 4 - пластина с област ми пористой структуры после.удалени  маски из фоторезиста и защитного сло , и заполнени  их материалом, поглощающим ультрафио- летовое излучение, Предлагаемый фотошаблон состоит из прозрачной стекл нной пластины 1 и непрозрачных дл  ультрафиолетового излучени  участков в виде областей 2 пористой структуры, заполненных непрозрачным материалом. Пластина 1 покрьгта с одной стороны защитным слйем 3, а с другой (рабочей) - защитной маской 4 из фоторезиста . Выщелачивание участков 5 тонкого сло  стекла производитс  на глубину 10-20 мкм действием кислоты через окна в маске из фоторезиста.. П р и м е р. Из ликвирук цего натриевоборисиликатного стекламарки ZlB-l, состав которого N а-О : В2р : St О з. 7: :23:7О, изготавливаютс  заготовки в виде пластин толщиной 1-2 мкм, затем пластины отжигаютс  при температуре SSOiS С в течение 24 ч на воздухе отожженные пластины щлифуютс  и попируютс . Состав стекла определ ет области химической неоднородности. Области химической неоднородности обладают размерами менее 1ОО А. Больший размер этих областей приводит к значительному рассе нию излучени  при экспозиции через фотошаблон, что снижает разрешающую способность фотошаблона. Подготов- ленные таким образом пластины покрываютс  с одной стороны защитным полимерным слоем, например кислостойким лаком Друга  поверхность стекл нной пластины (рабоча ) покрываетс  фоторезистивным слоем. Методом фотолитографии в фото- резистивком слое формируетс  рисунок будущего шаблона, т, е, защитна  маска, через окна которой возможен доступ к поверхности стекла. Через образовавшиес  окна проводитс  процесс кратковременного выщелачивани  стекла путем по- гружени  всей пластины в 3 н, раствор кислоты, например сол ной. Возможно также выщелачивание стекла в растворах солей или кип щей воде. Процесс выш.елачивани  ведут при комнатной температуре . При этом легкорастворимые натриевоборатные компоненты вымываютс  из стекла и образуетс  пористый слой, состо щий из Ю. Размеры пор составл ют , менее 1ОО А. Комнатна  температура выщелачивани  стекла обеспечивает образование однородных по размерам пор в стекле. Опытным путем получено, что оптимальна  глубина, на которую необходимо выщелачивать стекло, составл ет 1О-20 мкм. Больша  глубина пористого сло  снижает разрешающую способность фотошаблона. Меньша  глубина снижает поглощение ультрафиолетового излучени . Врем  выщелачивани  выбираетс , исход  из толщины пористого сло . Дл  получени  пористого сло  толщиной 10-20 мкм необходимо проводить выщелачивание в течение 3-4 мин. После выщелачивани  пластину промывают в воде, сушат на воздухе, а далее удал ют защитный слой и маску из фоторезиста, В результате образуетс  пластина, содержаща  необходимый рисунок в виде областей пористой структуры толщиной 1О-20 мкм,

Дл  введени  в образовавшиес  области пористой структуры поглощаюшег-о ульрафиолет материала осуществл ют пропитку в насыщенном растворе сахара с последующей его карбонизацией при температуре 280-4ООС, После этого в порах образуетс  черный непрозрачный слой, обеспечиваюший эффективное поглощение активного облучени  при экспонировании через фотошаблон.

Таким образом, высока  разрешающа  способность полученного фотошаблона обепечиваетс  малой толщиной (от 10 до 2О мкм) сло ,поглощающего актиничное излучение при экспозиции. Износоустойчивость такого шаблона возрастает примерно в 8-10 раз, так как поглощающий слой находитс  в объеме монолитного материала .

Claims (1)

1. Предлагаемый способ изготовлени  фотошаблонов в отличие от известных позвол ет упростить технологический процесс изготовлени  фотошаблонов. Формула изобретени 

   1, Фотошаблон, содержащий полированную стекл нную пластину с-непрозрачными дл  ультрафиолетового излучени  учасками , расположенными в объеме пластины отличающийс  тем, что, с целью повышени  разрешающей способности и износостойкости фотошаблона, пластина вьтолнена из ликвирующего стекла с размерами областей химической неоднородности не более: 1ОО А, а непрозрачные участки выполнены в виде областей пористой структуры, заполненных материалом, пoглoшaющшvI ультрафиолетовое излучение,

   2, Способ изготовлени  фотошаблона по п, 1, включающий формирование на рабочей поверхности стекл нной пластины защитной маски из фоторезиста, хим11ческую обработку незащищенных участков пластины, получение непрозрачных дл  ультрафиолетового излучени  участков,

   удаление защитной маски, о т л и ч а I„

   ю ш и и с   тем, что химическую обработку провод т путем выщелачивани  стекла на глубину 10-20 мкм, а получение непрозрачных участков путем пропитки полученных областей пористой структуры материалом, поглощающим ультрафиолетовое излучение.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Патент США № 3743417, кл, 355-125, 1973,

   2,Патент ФРГ № 270828О,

   кл, Н OIL 21/31, 1978 (прототип)..

   //

   0

   X

   //

   0t/i.f

   /

   / ./,

   Фш.г

   /

   //

   ф1/г.

   У/

   01/. 4