Способ сушки слоя фоторезиста на подложке и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Цель изобретения - улучшение качества покрытия. Подложки с нанесенным слоем фоторезиста подвергают сушке в камере групповой обработки . Контроль процесса осуществляют путем измерения диэлектрической проницаемости материала слоя емкостным метопом. Процесс прекращают при достижении диэлектрической проницаемости постоянного значения. В качестве датчика используется тонкопленочный гребенчатый конденсатор. Способ позволяет более точно определить момент окончания процесса сушки, что исключает возможность термолиза светочувствительной компоненты. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 Н 01 L 21/312

»В Ю %"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4305563/21 (22) 18.09.87 (46) 30.11.91. Бюл. M 44 (72) П, П. Мягконосов (53) 621,382.002(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1126139, кл. Н 01 1 21/312, 1983, Авторское свидетельство СССР

N 714957, кл. Н 01 1 21/312, 1979. (54) СПОСОБ СУШКИ СЛОЯ ФОТОРЕЗИСТА НА ПОДЛОЖКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано на фотолитографических операциях при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Целью изобретения является улучшение качества слоя фоторезиста и повышение воспроизводимости процесса за счет более точного определения момента полного удаления растворителя из фоторезиста

Слои фотореэиста, не содержащие растворителей, находятся в стеклообраэном состоянии и имеют диэлектрическую . проницаемость (в зависимости от типа фоторезиста) от 1,5до 2,1. Фоторезистивные слои после их нанесения до завершения сушки можно рассматривать как пластифицированные растворителями полимеры, Наличие растворителей в слое фоторезиста вызывает увеличение диэлектрической проницаемости материала слоя вследствие того, что величина диэлектрической проницаемости используемых в фоторезистах растворителей

„„SU 1572337 А1 интегральных микросхем, Цель изсбретения — улучшение качества покрытия. Подложки с нанесенным слоем фоторезиста подвергают сушке в камере групповой обработки. Контроль процесса осуществляют путем измерения диэлектрической проницаемости материала слоя емкостным мето 1ом. Процесс прекращают при достижении диэлектрической проницаемости постоянного значения. В качестве датчика используется тонкопленочный гребенчатый конденсатор.

Способ позволяет более точно определить момент окончания процесса сушки, что исключает возможность термолиэа светочувствительной компоненты. 2 с.г. ф-лы. 1 ил. (Едиметилформачида = 37,6, метилэтилкетона

=18,50; ацетона= 20,74; Яацетатов = 8...40, и т,п,) много больше величины диэлектрической проницаемости слоев фоторезиста. ке содержащих растворителей (гоо р тий

=1,5...2,1). По мере удаления растворителей величина диэлектрической проницаемости материала слоя будет уменьшаться, и при полном удалении раствори гелей она становится равной величине диэлектрической проницаемости покрытия из фоторезиста, находящегося в стеклообразном состоякии.

Прекращение дальнейшей термообработки исключает возможность термолиэа светочувствительной компоненты фотореэиста.

В процессе термообработки слоя фоторезиста, нанесенного на подложку со сформированным на ее поверхности тонкопленочным гребенчатым конденсатором, эа счет испарения растворителей иэ слоя фотореэиста происходит уменьшение емкости гребенчатого конденсатора, и при полном удалении

Ю (I» ! ! щ

6д (д)

1 3> растворителей величина емкос Г> с" ансвится минимальной

Ct;!!tt = Со ЛС;

ГД6 Смяв МИНИМЗЛЬН06 ЗНаЧ6НИ6 ЕМКОСТИ гребенчатого конденсатора, достигаемое 5 при полном удалении растворитогей Nз слоя фоторезиста;

Со — значение емкости гребе: чатого конденсатора. покрытого слоем фо-:ореэиста, в начаг ьньвл момент термообработки: 10

ЛС вЂ” изменение емкости гребенчатого конденсатора в процессе термообработки слоя фоторезиста, происходящее за счет уменьшения как диэлектрической проницаемости материала слоя, TBI< и толшины слоя, 15 в результате испарения растворителей, Та!< как происходящее в процессе термообработки в результате удаления растворителей из слоя фотореэиста описи-:ельное изменение диэлектрической проницаемости 20 материала слоя много больше относигельного изменения толщины слоя, то зависимость изменения емкости ЛС от изменения диэЛЕКтРИЧЕСКОй ПРОНИЦаЕМОСтИ МатеРИаЛа слоя имеет линейный характер, Поэтому 25 уменьшение емкости тонкопленочного гребенчатого конденсатора в процессе термообработки пропорционально уменьшению диэлектрической проницаемости материала слоя, что позволяет использовать емкост- 30 ный метод для измеренля изменения диэлектрической проницаемости материала слоя. В этом случае определение времени термообработки, требуемого для воспроизводимого получения BbtcoKGKB I66TF. åH«ûõ 35 покрытий из фоторезиста, осуществляют измерением времени изменения значений диэлектрической проницаемости материала слоя емкостным методом.

Сущность изобретения поясняется чер- 40 те>ком, где изображено устройство для реализации предложенного способа.

Устройство содержит камеру 1 групповой обработки, состоящую из корпуса 2 с уплотнением 3, и.крышки 4 и снабженную 45 нагревателем 5, кассету бс подложками 7со слоями 8 фоторезиста, размещенну о в камере .1, блока контроля параметров слоя фоторезиста, состоящеГО из датчика 9 с нанесенным на него слоем фоторезиста, ус- 50 тановленного в кассете 6,вместе с подложками 7 и диэлектрически соединенного посредством пружинных контактов 10 и проводников 11 с измерительным устролством 12, например цифровым измерителем 55 параметрОВ кОнденсаторов е7-8. Датчик 9 выполнен в виде тонкопленочного гребен чатого конденсатора 13, расположенного на подложке.

П:,) и м 6 р. На подлох<ки 7 из ситалла наносили напылением в вакууме тонкопленочную структуру \/ — СО- й1 суммарной Топщиной 10+01 f IK!N. h6 ОднОй N3 TGKNx подложек методами фотолитоГрафии изготавливался токнопленочный fp666HH6TI:!é

КЗнденсато,"2 "!3, который использовался в дальнейшем в качестве датчика 9. Емкость

Гp666HHÂTÎÃÎ конденсатора 13, Hp покрыто

Го слоем 8 фоторезиста, иэм6оялась цифровым измерителем Е7 — 8 и составила 17,24 пФ, Датчик 9 устанавливался в кассету 6 вместе с группой одновременно обрабатываемых подложек 7. при этом электроды тонкопленочного гребенчатого конденсатора 13 электрически соединялись пру>клнными контактами 1 0 iN проводниками 1 с цифровым измерителем Е7- 8.

Нанесение слоя 8 фоторезиста ФП вЂ” 383 осуществлялось методом "вытягивания с =амедлением" одновременно на все подложки, размещенные в кассете, с использованием

:-iðffcïocoáë6HNÿ, исключающего испарение растворителей в процессе нанесения слоя.

Затем кассета 6 с подло>кками 7 с нанесенными на них слоями 8 фотОреэиста помеща лась в камеру 1 T-<-.:ìoêoìïI26ccèoííoé обработки, тамперат ра в которой составляла 95: 25 С, После этого камера 1 герметично закрывалась крышкой 4, в ней создавалось давление газообразного азота (3...6) "G" Па. и с помощью измерителя. 12 Е7 — 8 фиксировалась величина емкости тонкопленочного гребенчатого конденсатора 13, покрытого слоем 8 фоторезистг, которая составляла

22Я1 пФ в начальный момент термообработки, В процессе термообработки происходило изменение состав- слоя 8 фоторезиста в результате ис арения из него растворителей, вызывающее изменение диэлектрической проницаемости материала слоя 8 и приводящее за счет этого к постепенному уменьшению емкости гребенчатого конденсатора 13, После ермообработки в течение 3 мин 20 с емкость тонкопленочного гребенчатого конденсатора 13 становилась равной 19,67 пФ, и ее дальнейшего изменения не происходило, что указывало на прекращение изменения диэлектрической проницаемости материала слоя и свидетельствовало о завершении процесса удаления растворителей из слоя 8 фоторезиста.

Затем в камере 1 термокомпрессорной обработки создавалось давленле, равное атмосферному, открывалась крышка 4, кассета 6 с подложками 7 извлекалгсь из камеРЫ.

Составитель А.Хохлов

Техред M.Moðãåíòàë

Редактор Н.Каменская

Корректоо Т.Колб

Заказ 4645 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Х-35, Раушская наб„-4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

После удаления с датчика 9 с тонкопленочным гребенчатым конденсатором 13 слоя 8 из фоторезиста зта подложка вновь могла использоваться в качестве датчика.

Формула изобретения 5

1. Способ сушки слоя фоторезиста на подложке, включающий термообработку слоя фоторезиста с одновременным контролем процесса путем измерения одного из параметров слоя, отличающийся тем, 10 что, с целью повышения качества слоя и воспроизводимости процесса эа счет повышения точности определения момента его окончания, при контроле в качестве измеря15 емого параметра слоя используют его дизлектрическую проницаемость.

2. Устройство для сушки слоя фоторвзиста на подложке, содержащее камеру термообработки с блоком контроля, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества слоя и воспроизводимости процесса за счет повышения точности определения момента его окончания, блок контроля содержит измеритель параметров конденсаторов и электрически соединенный с ним емкостный датчик, выполненный в виде гребенчатого конденсатора, расположенного на дизлектрической подложке.