SU864383A1 - Pattern for roentgenolythography - Google Patents

Pattern for roentgenolythography Download PDF

Info

Publication number
SU864383A1
SU864383A1 SU792852916A SU2852916A SU864383A1 SU 864383 A1 SU864383 A1 SU 864383A1 SU 792852916 A SU792852916 A SU 792852916A SU 2852916 A SU2852916 A SU 2852916A SU 864383 A1 SU864383 A1 SU 864383A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
layer
aluminum
pattern
membrane
ray
Prior art date
Application number
SU792852916A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Русанов
Татьяна Даниловна Вахтина
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6707
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 Предприятие П/Я Р-6707 filed Critical Предприятие П/Я Р-6707
Priority to SU792852916A priority Critical patent/SU864383A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU864383A1 publication Critical patent/SU864383A1/en

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

Изобретение относитс  к полупроводниковому производству и может быт использовано в микроэлектронике дл  получени  посредством рентгенолитографии полупроводниковых структур с субмикронными размерами. Известен шаблон дл  рентгенолитог рафии, состо щий из тонкой прозрачной майларовой пленки, служащей в качестве мембраны, нат нутой на под держивающем кольце. На пов ерхность пленки нанесен подслой хрома, улучшающий адгезию мембраны к слою поглотител  рентгеновского излучени , в качестве которого используют золото 11 . Однако шаблоны из полимерных материалов характеризуютс  недостаточ но равной поверхностью, низкой удел ной теплопроводностью, котора  затрудн ет отвод тепла, генерируемого поглощаемьши рентгеновскими лу чами, деформаций пленки вблизи закрепленных краев, ведущей к искажени рисунка, прозрачностью майларовой мембраны, значительно снижаивдейс  вследствие наличи  дополнительного сло  хрома. Наиболее близким к предлагаемс 1у по технической сущности  вл етс  ша лон дл  рентгенолитографии, содержащий кремниевую подложку со сквозными окнами, на поверхности которой созданы слаболегированный п - и сильмолегированный п+слои. Поверх указанных слоев размещен слой окисла алюмини , образующий в сквозных окнах подложки мембрану (прозрачный дл  рентгеновского излучени ), на который нанесен слой золота с подложек хрома, сформированный в соответствии с рисунком топологии и служащий поглотителем рентгеновского излучени . Кремниевые шаблоны обладают высокой прочностью и стабильностью размеров, имеет полнре соответствие термического расширени  с термическим расширением кремниевой подложки 2. Недостатками данных шаблонов  вл ютс  плоха  адгези  золота к мембране , хрупкость, низка  оптическа  прозрачность в пробельных местах, исключающа  оптическое освещение, нетехнологичность вследствие сложности изготовлени  мембраны, наличи  дополнительных операций, в частности операций нанесени  подсло  хрома.The invention relates to semiconductor manufacturing and can be used in microelectronics for obtaining by means of X-ray lithography semiconductor structures with submicron dimensions. A known template for X-ray lithography, consisting of a thin transparent Mylar film, which serves as a membrane tensioned on a supporting ring. A chromium underlayer is deposited on the surface of the film, which improves the adhesion of the membrane to the X-ray absorber layer, which uses gold 11. However, templates of polymeric materials are characterized by an insufficiently equal surface, low thermal conductivity, which makes it difficult to remove heat generated by absorbed X-rays, film deformations near fixed edges, leading to distortion of the pattern, transparency of the Mylar membrane, significantly decreasing due to the presence of an additional chromium layer . The closest to the proposed technical essence is the X-ray lithographic chalice containing a silicon substrate with through-holes, on the surface of which lightly doped n - and lightly doped n + layers are created. A layer of aluminum oxide is placed over these layers, forming a membrane (transparent for X-rays) in the through holes of the substrate, on which a layer of gold from the chromium substrates is deposited, formed in accordance with the topology pattern and serves as an X-ray absorber. Silicon patterns have high strength and dimensional stability; they have full compliance with thermal expansion with thermal expansion of silicon substrate 2. The disadvantages of these templates are poor adhesion of gold to the membrane, brittleness, low optical transparency in whitespace, eliminating optical lighting, low-tech because of the complexity of manufacturing a membrane , the presence of additional operations, in particular, the operations of applying chromium underlayer.

Цель изобретени  повышение меанической прочности шаблона и тех- г ологичности его изготовлени .The purpose of the invention is an increase in the meanic strength of the template and the manufacturing technology.

Поставленна  цель достигаетс  тем, то шаблон дл  рентгенолитографии, одержащий подложку со СКВОЗНЕЛМИ оками , прозрачный дл  рентгеновского злучени  слой окисла алюмини , обраующий в сквозных окнах подложки ембрану, и слой поглотител  рентгеовского излучени , нанесенный на поверхность мембраны в соответствии с рисунком топологии, снабжен слоем алюмини , расположенным на поверхности подложки под слоем окисла алюмини  и в теле мембраны под слоем поглотител  рентгеновского излучени .The goal is achieved by the fact that the X-ray lithography pattern, which adheres to the substrate with SCORES, an X-ray-transparent layer of aluminum oxide, which forms an edge in the through windows of the substrate, and an X-ray absorber layer deposited on the membrane surface in accordance with the topology pattern, is provided with an aluminum layer located on the surface of the substrate under a layer of aluminum oxide and in the body of the membrane under a layer of an x-ray absorber.

На фиг.1 представлена подложка с повышенным слоем алюмини  и слоем поглотител  золота на фиг.2 - заготовка шаблона со сквозными окнами в подложке и рисунком топологии в слое золота; на фиг.З - шаблон, разрез .Figure 1 shows the substrate with an increased layer of aluminum and a layer of gold absorber in figure 2 - template blank with through windows in the substrate and a topology pattern in the gold layer; on fig.Z - a template, a section.

Шаблон дл  рентгенолитографии изготавливают следующим образом.Template for x-ray lithography is made as follows.

На подложку 1, например кремниеву вакуумным напылением нанос т слой алюмини  2 толгдиной от 1 до 5 мкм, обеспечивающий прозрачность мембраны дл  рентгеновских лучей с А 8,3 X . Слой алюмини  обеспечивает хороший теплоотвод при экспонировании рент- . геновскими лучами и играет роль буфе ра в случае возникновени  деформации . Затем методом вакуумного ндпылени  на слой алюмини  нанос т слой золота 3 толщиной 0,4 мкм, обеспечивающий хорошую контрастность засвеченного рисунка. После этого на слое золота формируют рисунок топологии 4 способом электронно-лучевой литографии с минимальным размером 0,1 мкм, В теле кремниевой подложки вскрыва- ют сквозные окна 5 путем травлени  в травителе:On a substrate 1, for example, silicon by vacuum deposition, a layer of aluminum 2 tolgdine from 1 to 5 µm is deposited, which ensures the transparency of the X-ray membrane with A 8.3 X. The aluminum layer provides a good heat sink when exposing rents. gene rays and plays the role of a buffer in the event of a strain. Then a gold 3 layer with a thickness of 0.4 µm is deposited onto the aluminum layer by vacuum deposition, which provides good contrast of the illuminated pattern. After that, a topology pattern 4 is formed on the gold layer using electron beam lithography with a minimum size of 0.1 μm. In the body of the silicon substrate, the through windows 5 are opened by etching in the etchant:

Этилендиамин68 млEthylenediamine68 ml

Вода3 2 млWater3 2 ml

Пирокатехин12 гPyrocatechin 12 g

при 115°С, после чего осуществл ют двухстороннее анодирование алюмини  при режимах получени  износа устойчивых покрытий.at 115 ° C, after which two-sided anodizing of aluminum is carried out under the conditions of obtaining wear resistant coatings.

Концентраци  . 100 г/л Плотность тока 2 А/дм Напр жение16 ВConcentration 100 g / l Current density 2 A / dm Voltage 16 V

ТемператураTemperature

электролита 15-20 С Врем  процесса 30 мин После получени  сплошного сло  окисла алюмини  6 в пробельных участках рисунка анодирование заканчиваетс . Полученна  анодным окислением пленка окисла алюмини  6 отличаетс  от пленок аналогичных окислов, полученных другими методами, более высокой прочностью, отсутствием внутренних напр жений, высокой адгезией слою алюмини . Кроме того,пленка окисла алюмини  получена после формировани  сло  поглотител  в сооветствии с топологией рисунка и  вл етс  цельной только в пробельных участках. Под слоем поглотител  рентгеновского излучени  сохран етс  слой алюмини  , а также на поверхности кремниевой подложки слой, равный половине толщины нанесенного сл алюмини . Благодар  островкам алюмини  в теле диэлектрической мембраны из окисла алюмини  конструкци  шаблона приобретает р д положительных качеств: вследствие пластичности алюминий служит буфером дл  уменьшени  деформаций при возникновении внутренних напр жений, алюминий обладает высокой теплопроводностью и служит дл  отвода тепла, возникающего в поглотителе при экспонировании за счет поглощени  рентгеновского излучени , алюминий более эффективный чем хром материал св зки золота с мембраной вследствие того, что алюминий очень дешев, испарение алюмини  в вакууме легко осуществл етс  с помощью испарител  в виде вольфрамовой спиральной нити накала. Кроме того, алюминий обладает хорошей адгезией к окислам (в частности, к окислу алюмини ) и золоту с образованием интерметаллических соединений, реагирует с монослоем SiOoelectrolyte 15–20 ° C. Process time 30 min. After obtaining a continuous layer of aluminum oxide 6 in the gap areas of the figure, the anodization is completed. The aluminum oxide film 6 obtained by anodic oxidation differs from films of similar oxides obtained by other methods, higher strength, absence of internal stresses, high adhesion to the aluminum layer. In addition, the aluminum oxide film was obtained after the formation of an absorber layer in accordance with the topology of the pattern and is integral only in the whitespace. Under the X-ray absorber layer, the aluminum layer is retained, as well as on the surface of the silicon substrate a layer equal to half the thickness of the deposited aluminum layer. Due to aluminum islands in the dielectric membrane body of aluminum oxide, the template's structure acquires a number of positive qualities: due to plasticity, aluminum serves as a buffer to reduce deformations when internal stresses occur, aluminum has a high thermal conductivity and serves to remove heat generated in the absorber during exposure due to absorption x-ray, aluminum is more efficient than chromium gold-membrane material due to the fact that aluminum is very cheap, and steaming alumina in vacuo readily accomplished using evaporator as tungsten spiral filament. In addition, aluminum has good adhesion to oxides (in particular, to aluminum oxide) and gold with the formation of intermetallic compounds, reacts with a SiOo monolayer

который всегда в естественных услови х покрывает пластины кремни  с образованием надежного контакта к пластине.which always in vivo covers the silicon wafers to form a reliable contact to the wafer.

Данна  конструкци  шаблона дл  рентгенолитографии высокого качества и проще в изготовлении, т.е. более технологична, обладает повышенной механической прочностью и теплопроводностью . Шаблон может быть из отовлен на стандартном оборудовании полуводниковой технологии с минимальными затратами энергии, времени и средств на получение прочной мембраны с высокой адгезией последней к поглотителю.This design of a high quality X-ray lithography pattern is easier to manufacture, i.e. more technological, has high mechanical strength and thermal conductivity. The template can be removed on standard equipment of semi-water technology with minimal expenditure of energy, time and money to obtain a solid membrane with high adhesion of the latter to the absorber.

Например, затраты электроэнергии на получение AE-jOj толщиной 5 мкм на пластине размером 1 дм равны при анодном окислении алкмини :For example, the cost of electricity for the production of AE-jOj with a thickness of 5 μm on a plate with a size of 1 dm is equal for anodic oxidation of alcmini:

Р 2Л.1бВ-0,5ч 0,016 кВт,ч Мощность установки осуждени  окиси алюмини  из газовой фазы около 20 кВт, скорость осаждени  200500 А /мин. Дл  получени  окиси алюмини  толщиной 5 мкм необходимо 100 мин. Расход электроэнергии составл ет :P 2L.1BV-0.5h 0.016 kW, h. The power of the alumina recovery unit from the gas phase is about 20 kW, the deposition rate is 200500 A / min. It takes 100 minutes to obtain 5 μm alumina. Electricity consumption is:

РЗ 20 кВт-1,5 кВт-ч.RZ 20 kW-1.5 kWh

Таким образом, расход электроэнергии во втором случае выше во много раз.Thus, the power consumption in the second case is many times higher.

Claims (2)

1.Патент Фоанции № 2261622, кл. Н 01 L 21/308,1975.1. The patent of the Fan no. 2261622, cl. H 01 L 21/308,1975. 2.Бое id State РесНпов, 1972, voe 15, № 7, Spear D- Smith H.J. (прототип).2.Boy id State ResNpov, 1972, voe 15, No. 7, Spear D- Smith H.J. (prototype). -3-3 -2-2 Ш Sh 1 R фигЗ 1 R fig
SU792852916A 1979-12-13 1979-12-13 Pattern for roentgenolythography SU864383A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792852916A SU864383A1 (en) 1979-12-13 1979-12-13 Pattern for roentgenolythography

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792852916A SU864383A1 (en) 1979-12-13 1979-12-13 Pattern for roentgenolythography

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU864383A1 true SU864383A1 (en) 1981-09-15

Family

ID=20864930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792852916A SU864383A1 (en) 1979-12-13 1979-12-13 Pattern for roentgenolythography

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU864383A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2641383A1 (en) * 1988-12-30 1990-07-06 Technion Res & Dev Foundation METHOD FOR OBTAINING MASKS FOR X-RAY LITHOGRAPHY
US5117853A (en) * 1990-07-09 1992-06-02 Gale Group, Inc. Portable shade structures employing non-snag hooks
RU2469369C2 (en) * 2010-07-28 2012-12-10 Учреждение Российской академии наук Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения РАН (ИЯФ СО РАН) X-ray lithographic template and method for production thereof
RU2760178C2 (en) * 2020-04-13 2021-11-22 Общество с ограниченной ответственностью "ФЛЕКСОНИ" Active lithographic template with micromechanically movable elements, method for obtaining it and method for forming functional structure using active template

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2641383A1 (en) * 1988-12-30 1990-07-06 Technion Res & Dev Foundation METHOD FOR OBTAINING MASKS FOR X-RAY LITHOGRAPHY
US5117853A (en) * 1990-07-09 1992-06-02 Gale Group, Inc. Portable shade structures employing non-snag hooks
RU2469369C2 (en) * 2010-07-28 2012-12-10 Учреждение Российской академии наук Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения РАН (ИЯФ СО РАН) X-ray lithographic template and method for production thereof
RU2760178C2 (en) * 2020-04-13 2021-11-22 Общество с ограниченной ответственностью "ФЛЕКСОНИ" Active lithographic template with micromechanically movable elements, method for obtaining it and method for forming functional structure using active template

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2385835C1 (en) Method of obtaining nanostructures of semiconductor
JP2001009800A (en) Nano structure and manufacture thereof
SU864383A1 (en) Pattern for roentgenolythography
US4998267A (en) X-ray lithography carbon mask and method of manufacturing the same
US5096791A (en) Method for preparation of mask for x-ray lithography
JP2005070650A (en) Method for forming resist pattern
JPH02258620A (en) Alumina porous film having fine pore at both surface and production thereof
JPH035573B2 (en)
CN101459053B (en) Method for preparing titanium dioxide or zirconium dioxide micro pattern on silicon substrate
Acosta et al. B-Si masks for storage ring X-ray lithography
JPH04263490A (en) Manufacture of thin film circuit
US3728231A (en) Method of forming an ultrafine aperture mask
US5178975A (en) High resolution X-ray mask having high aspect ratio absorber patterns
JPS61190947A (en) Formation of fine pattern
JPS6033557A (en) Manufacture of material of electron beam mask
WO2005015308B1 (en) Fabrication process for high resolution lithography masks using evaporated or plasma assisted electron sensitive resists with plating image reversal
RU1824623C (en) Semiconductor method of producing visual image
JP2728971B2 (en) X-ray exposure apparatus and X-ray exposure method
CN111863978A (en) Solar cell and preparation method thereof
JPH0394100A (en) Electropolishing solution and electropolishing method
JPS5968745A (en) Mask for forming pattern on lacquer layer by x-linear litho-graphy
JPS59104659A (en) Electrophotographic sensitive body
CN1063552C (en) Method for making quantum line ultra-fine figure
US5089085A (en) Silicon carbide membrane for x-ray lithography and method for the prepartion thereof
JPH09298150A (en) Reflection type mask