Способ устранения проколов в маскирующем слое фотошаблона

 

СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ ПРОКОЛОВ В МАСКИРУЮЩЕМ СЛОЕ ФОТОШАБЛОНА, I включающий нанесение на маскирующий слой светочувствительной композиции, локальное экспонирование дефектных (участков фокусированным пучком света , удаление светочувствительной композиции с неэкспонированных участков и химическое усиление изображения, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости маскирующего слоя и технологичности процесса, в качестве светочувствительной композиции используют раствор в толуоле полибутоксититана и комплексного соединения формулы М( Оо )Cl2 , где М - Pt, Pd, О2 - 1,1,4, 4-тетраметилбутиндиол , при следующем соотношении компонентов, мае.%; W Полибутоксититан 1-5 M( )Cl2 0,5-7 УолуолОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО14ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИК (19) (11) 3(51),0,03 Р 1/00, 0 03 С 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"" „, д

1-5

0 5-7

Остальное

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 3467339/18-21 (22} 07.07 ° 82 (46) 23.02.84. Бюл. )) 7 (72) А.В. Логинов, В.A. Яковлев, Г.А. Кузьмин и Г.A. Шагисултанова (71) Ленинградский государственный . ,ордена Трудового Красного Знамени ,педагогический инсТитут им. A.È. Герцена (53) 621.382 (088.8) (56) 1. Гойденко П.П. и др. Изготовление фотошаблонов методом двойного маскирования. - "Электронная

;промышленность", 1977, Р 5, с. 22.

2. Патент США Р 3823016, кл. G 03 С 5/00, 1974 (прототип). (54 ) (57) СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ ПРОКОЛОВ

В МАСКИРУЮЩЕМ СЛОЕ ФОТОШАБЛОНА,, включающий нанесение на маскирующий ! слой светочувствительной композиции, локальное экспонирование дефектных, участков фокусированным пучком све- та, удаление светочувствительной композиции с неэкспонированных участков и химическое усиление изображения, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости маскирующего слоя и технологичности процесса, в качестве светочувствительной композиции используют раствор в толуоле полибутоксититана и комплексного соединения фоРмУлы М(СВ Н(4 0 )@CIA, гДе М - Pt, Pd; С%Н(4 0g - 1,1,4,4-тетраметилбутиндиол, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полибутоксититан

М(С8Н И 0 ) СТ олуол

1075229

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для исправления дефектов прецизионных фотошаблонов в производ стве больших интегральных схем.

Известен способ устранения проколов в маскирующем слое путем двойного маскирования. Данный способ предусматривает нанесение на поверхность фотошаблона со стороны маскирующего слоя пленки позитивного фоторезиста, экспонирование через зеркальную копию фотошаблона и проявление изображения с обнажением дефектных участков. После этого в вакууме напыляют хром на всю поверхность и производят "взрывное" удаление хромовой пленки с неэкспонированных участков растворением подслоя фотореэиста. В местах проколов получают хромовое покрытие, обладающее высокой износоустойчивостью (1J, Недостатками данного способа являются трудоемкость из-за необходимости изготовления зеркальной копии фотошаблона, напыления второго маскирующего слоя и проведения полного цикла процесса фотолитографии. Кроме того, способ характеризуется высоким процентом брака, обусловленного осаждением хрома в проколах пленки фоторезиста, что требует дсполнительной .операции ретуширования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ устранения проколов в маскирующем слое фотошаблонов, включающий нанесение на подложку светочувствительной галогенсеребряной эмульсии, избирательное экспонирование для получения скрытого изображения требуемого рисунка, первое проявление до получения полупрозрачного видимого иэображения (нри этом фотослой сохраняет светочувствительность), визуальное обнаружение дефектов и их локальное экспонирование фокусированным пучком света, заключительное проявление для получения непрозрачного изображения на экспонированных участках, удаление фотослоя с неэкспонированных участков (2} .

Маскирующие слои, получаемые из галогенсеребряных эмульсий, имеют низкую механическую прочность,слабую адгезию к базовому материалу, неустойчивы к действию органических растворителей,, используемых для очистки фотошаблонов от налипающего фоторезиста. Поэтому известный способ не пригоден для исправления дефектов рабочих фотошаблонов, маскирующие слои которых должны обладать высокой стойкостью к истиранию, химической инертность|

Целью изобретения является новы шение иэносостойкости маскирующего слоя и технологичности. процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу устранения проколов в маскирующем слое фотошаблона, включающему нанесение маскирующего слоя светочувствительной композиции, локальное экспонирование дефектных участков фокуси16 рованным пучком света, удаление светочувствительной композиции с неэкспонированных участков и химическое усиление изображения, в качестве светочувствительной компози«

15 ции используют раствор в толуоле полибутоксититана и комплексного соединения формулы М(С НН 0 ) СIg (Х), где М вЂ” Г, га; С Н, О - 1,1,4,4-тетраметилбутиндйол, при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ."

Полибутоксититан 1-5

М(С Н 4 0. ) CIg О, 5-7.

Толу ол Остальное

Сущность изобретения заключаZ5 ется в следующем. На стеклянный илн кварцевый фотошаблон, имеющий проколы в маскирующем слое, наносят светочувствительную композицию, представляющую собой раствор полибутоксититана (ПБТ) и соединения формулы (Х) в толуоле. После сушки из нее Формируется твердый прозрачный фотослой. Наличие соединения формулы (I} препятствует гидролизу ПБТ и, как следствие, закреплению фотослоя на поверхности базового материала, Фотослой на местах проколов экспонируют Фокусированным пучком УФ света. На экспонированных участках создается прочно связанное с базовым .

40 материалом черное изображение, размеры которого соответствуют размерам падающего на фотослой пучка света.

Величина оптической плотности изображения в зависимости от содержания

45 компонентов в светочувствительной композиции составляет Р = 0,1-0,6..

Установлено, что центрами изображения являются металлические частицы платины или палладия, образующиеся

5О при фотохимическом разложении соединения формулы (I). Одновременно с разложением соединения Формулы (I) происходит гидролиз ПБТ до гидроокиси титана, вследствие этого облученные участки фотослоя теряют способность растворяться в органических растворителях. Частицы, платины и палладия, распредЕлены в Ti(0HI, являются катализаторами осаждения меди и никеля иэ растворов физических проявителей, что позволяет усиливать первоначальную оптическую плотность покрытий до D W 2. Пленка гидроокиси титана используется как адгеэия, обеспечивающая прочное сцепление получаемых покрытий к йо-, 1075229 верхности базового материала и их износоустойчивость. После операции экспонирования образец обрабатывают, толуолом для удаления необлученного

Фотослоя. На заключительной стадии в растворе медного или никелевого Физического проявителя усиливают изображение до требуемой оптической плотности. В качестве источника све.та используют лазер, или ртутнокварцевую лампу. высокого давления.

Подложками могут служить стекло или кварц с маскирующим рисунком из металла или окисла металла.

Светочувствительную композицию готовят, смешивая расчетные количества ПБТ и раствора соединения фор мулы (E) в толуоле. Экспериментально установлено, что при концентрации соединения формулы (E)-.c 0,5Ъ композиция начинает разлагаться уже в про цессе нанесения на поверхность под-. ложки за счет неизбирательного темнового гидролиза ПБТ. Это вызывает образование дополнительных дефектов в виде остатков пленки Ti(OH)g, поскольку неэкспонированный фотослой не полностью растворяется в толуоле.

Положительный эффект достигается при содержании компонентов светочувствительной композиции в указанных пределах. При этом гидролиз ПБТ происходит только на экспонированных участках после фотохимического разложения соединения Формулы (E) до металла. При концентрации соединения

ФормУлы.(Е} в композиции > 7%, а также при выходе концентрации ПБТ за указанные пределы уменьшается износоустойчивость получаемых покрытий.

Н р и м е р i. На поверхность хромированного фотошаблона, имеющего проколы в маскирующем слое, поливом наносят, светочувствительную композицию, содержащую, мас.Ъ: Pt(C8H О ) CE< 7, ПБТ 5, толуол 88. Сушат в горизонтальном положении 7 мин при комнатной температуре. Экспонируют дефектный участок фокусированным йучком лазера © = 337 нм) . 1 мин. Неэкспонированный фотослой удаляют ватным тампоном, смоченным в толуоле. На экспонированных участках получают .покрытие с D = О,б, размеры которого соответствуют размерам падающего пучка света. Для усиления изображения образец помещают в раствор никелевого физического проявителя состава, мас ° %:

NiCIq бн о . 2,2

ИаНФ.РО Н20 8 0

СбН 0 N> (аммо- . ний лимоннокислый трехзамещенный) 2,2

Н о. 77,6

Na0H До рН 8,5

Через 3 мин в местах проколов получают никелевое покрытие с D 7 2.

Пример 2. На хромиро- ванный стеклянный фотошаблон в местах проколов в маскирующем, слое при помощи пипетки наносят светочувствительную композицию, содержащую, мас.Ъ| Pd(CgH 40 )gCIq 0,5

ПБТ 1, толуол 98,5. Сушку, экспо:нирование и удаление неэкспонированного Фотослоя осуществляют как в примере 1. На дефектном участке получают покрытие с оптической плот15 ностью 0,1. Для усиления иэображения используют физический проявитель того же состава. Через 4 мин получают никелевое покрытие с 0 1 2.

Пример 3. На хромированный стеклянный фотошаблон поливом наносят светочувствительную композицию, содержащую, мас.Ъ: ПБТ 1, соединение формулы (I) 7, толуол 92. Су;ку, экспонирование и удаление неэкспонированного фотослоя производят как в примере 1. На экспонированных участках получают покрытие с оптической плотностью 0,6. Дтгя усиле ния изображения образец помещают в раствор медного физического проявителя состава, мас.В:

CuS0q - 5Н О . 0 5

Трилон Б . 1

Na0H 0,2

Формалин (40%-ный водный раствор) 0,9

Н О 97,4

Через 3 мин в местах проколов получают медное маскирующее покрытие ,с D) 2. 40

Пример 4. На хромированный стеклянный фотошаблон в местах проколов наносят светочувствительную композицию состава, мас.Ъ: ПБТ 5, соединение формулы (I) 0,5, толуол

94,5. Сушку, экспонирование, удаление фотослоя и усиление изображения проводят как в примере 1 ° На дефектных участках получают никелевое маскирующее покрытие с D ) 2; . Пример 5. На хромированный стеклянный Фотошаблон, имеющий проколы в маскирующем слое, наносят светочувствительную композицию оптимального состава, мас.Ъ:

Pd(CgHq4 0 ) CIg 3, ПБТ 2, толуол

95, Сушку, экспонирование, удаление фотослоя и усиление изображения проводят как в примере 1. На дефектных участках фотошаблона получают никелевое покрытие с D > 2.

Результаты испытаний предлагае:мого способа в соответствии с примерами 1-5 приведены в таблице.

В качестве образцов используют де65 фектные фотошаблоны на основе стек1075229

Результаты сравнительных ™спытаний, представленные в таблице,показывают, что предлагаемый способ .позволяет получать локальные маскирующие покрытия с оптической плотностью В > 2, которые по своим проч- ностным характеристикам не уступают хромовым пленкам, полученным вакуумным напылением. Способ прост и технологичен, так как, по сравнению с

10 базовым объектом, он характеризуется уменьшением числа операций и затрат времени.

Способ

Числоопераций

Среднее количество дефектов на одном ФШ

Количество обработанных фотошаблонов

Среднее время обработки одного ФШ, мин

Оптическая плотность

20 365 нм

Среднее. количество дефектов на одном ФШ после обработки

Остатки маски- рующего слоя

Проколы (ФШ) Остатки маскирующего слоя

Проколы

Предлагаемый

9.

100

0 10 28

0 11 26

0 9 30

0 13 29

100

9.

100

5 (оптимальный) 5

12 р 2

Базовый объект.8

9 130

0 18 22

Составитель A. Хохлов

Техред Л .Микеш Корректор Ю. Макаренко

<-

Редактор Р. Цицика

Заказ 494/41

Тираж 464 П одпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Óæãoðoä, ул. Проектная,4 ла К-8 с маскирующим слоем хрома.

; Ha оценки износоустойчивости получаемых.покрытий определяют количество проколов, образовавшихся на исправленных фотошаблонах после

120 циклов контактной фотопечати.

Для оценки технологичности способа определяют среднее время, необходимое для исправления одного фотошаблона, и число операций, а также ,количество дефектов в виде оста ков маскирующего слоя вносимых обработкой указанным способом (мера брака) Среднее количество образовавшихся проколов на

ФШ после

120 циклов контактной печати