Способ электронолитографии

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к аат. саид-ву— (22) Заявлено 291176 (21) 2426045/23-05 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 2306.81. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 230681

В 05 0 1/38

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 678.026.3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Т. Н. Мартынова и !0. В. Басихи н

Институт неорганической химии Сибирского отделения

АН СССР (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ЭЛККТРОНОЛИТОГРАФИИ

Изобретение относится к области электроники и микроэлектроники. !

Известен способ электронолитографии путем нанесения на подложку полиметилциклосилоксанов методом центрифугирования, которые затем облучают электронным лучом. При этом облученные участки пленки сшиваются, с образованием пространственного полимера. Изображения, полученные в пленке, проявляются с использованием метода фракционного растворителя.

Чувствительность такого рода полимеров составляет 10 4 и 10 сл/см раэ- 15 ! решающая способность 0,4 мкм при диаметре электронного луча 0,1 мкм и толщина пленки чувствительного слоя

0,2-0,3 мкм (1j.

Однако при таком способе недоста- 20 точна разрешающая способность полимеров, что приводит к искаженной передаче электронного изображения, необходимо использование канцерогенных органических. растворителей при 2з нанесении пленки чувствительного слоя и проявлении иэображения и, кроме того, после облучения кремнийорганические соединения не выдерживают действия минеральных кислот. 30

Наиболее близким к предлагаемому является способ электронолитографии, в котором в качестве чувствительного слоя используют трифенилсиланол.

На холодную подложку наносят с помощью вакуумного термического испарения пленку трифенилсиланола, которую затем облучают электронным лучом. В результате облучения участ— ки пленки подвергаются полимеризации и теряют способность сублимировать в вакууме. Необлученные участки плен.ки трифенилсиланола удаляются реиспарением в вакууме

Чувствительность этого веществ, 10 — 10 Кл/см 2 разрешающая способ" I ность 0,03 мкм при толщине слоя

0,01 мкм.

Недостатком этого способа являет— ся низкая чувствительность веществ, применяемых в качестве чувствительного слоя, а также то, что после облучения электронным лучом применяемые кремнийорганические соединения не выдерживают действия плавиковой кислоты, а также действия травителей, применяемых для травления.

Цель изобретения — повьыение чувствительности чувствительного слоя к

604238

Тираж 762 Подписное. Филиал ППП"Патент",г.Ужгород, ул.Проектная,4 действию электронного облучения. и повышение химстой кости.

Это достигается тем, что в качестве кремнийорганического соединения используют силсесквиоксаны общей формулы (RS i 0 <), где и = 6-16, R арил, алкил или винил. Способ электронолитографии осуществляют следующим образом.;

Силсеаквиоксаны наносят на холод"ную подложку в вакууме при разреже$ нии до 5;10 мм рт.ст. Испарителем алу>кит вольфрамовая или никелевая лодочка. Температуру испарителя поддерживают в пределах 150-400 С в зависимости от типа соединения. Толщина полученной пленки зависит от коли чества взятого вещества и от расстояния подло>кки до испарителя. о

Экспонирование резиста электронным лучом (d = 0,1 мкм) проводят в раст.ровом электронном микроскопе. В результате облучения электронным лучом облученные участки пленки полимеризуются,.Изображение, полученное в пленке, проявляют с использованием метода вакуумного реиспарения, для чего облученную пленку помещают в вакуум с разрежением до 5 10 мм рт.ст. и нагревают при 160-400 С. (температура зависит от типа вещества) в течение 10 мин. В результате необлученные участки вещества удаляются.

Чувствительность синтезированных препаратов составляет 10 -10 Кл/с>Р и зависит как от типа радикала R, так и от молекулярного веса силсесквиоксанов, Было выцелено наиболее чувствительное к действию электронного облучения вещество — октавинилсилсесквиоксан общей формулы (Р,5 0.(g) n, где

R„-СН=СН, П =3;

Изображение при толщине слоя

О, 1 мкм передается без искажения.

После облучения орга.носилсесквиоксаны с мваются и служат защитной маской при травлении такими травителями, как НС8, Н ЬО, HF,. а также выдер>кивают действйе травителей, которые используются для травления S i 0 .

После травления облученные участки органосилйесквиоксанов удаляют с помощью ионного травления в аргоне, а также смесью азотной и серной кислоты в соотнощении 1:1.

Пример . Пленки получают методом вакуумного термического испарения на установке УВН-2н. Для этого навеску октаметилсилсесквиоксана весом 40 мг помещают в вольфрамовую лодочку и испаряют при

1S0 С в течение 10 мин в вакууме при разре>кении до 5 ° 10 мм рт.ст. Под:ложками служит лейкосапфир с напыленВНИИПИ Заказ 4569/16 ной молибденовой пленкой толщиной

0,05 мкм. Расстояние от лодочки до, подложки 20 см. Толщина получаемых пленок определяется элипсометром и составляет 0,07-0,1 мкм.

Затем резист экспонируют электронным лучом диаметром 0,1 мкм.в растровом электронном микроскопе I SM VS в режиме сканирования луча по растру с перекрыванием луча на строках для оп о ределения чувствительности и без перекрывания для определения разрешающей способности.

Энергия электронного пуска 20 кэВ, ток пучка 3.10 >А, доза необходимая для полимерзации 2 ° 10 Кл/см .

Изобра>кение, полученное в пленке, проявляют, нагревая подложку при

160 С в течение 10 мин в вакууме при разре>кении 5 10 мм рт.ст °

Получают линии из Полимеризованного октаметилсесквиоксана с шагом

0,4 мкм и с шириной линии О, 1 мкм.

После проявления незащищенные участки травят с помощью ионного травления кислородом.

После ионного травления на защищае»ых молибденовых пленках толщиной

0,05-0,07 мкм размеры линий не искажаются.

Затем 3ащитную маску удаляют смесью азотной и серной кислоты в соотношении 1:1.

Использование предлагаемого способа позволяет провести весь процесс электронолитографии без канцерогенных органических растворителей, сократить время экспонирования чувствительного слоя, улучшить защитные свойства полимеризованных электронным лучом участков чувствительного слоя.

Формула изобретения

Способ электронолитографии путем нанесения на металлическую подложку чувствительного слоя методом вакуумного испарения кремнийорганического соединения, облучения электронными лучами, проявления при термообработке в вакууме, ионного травления кислородом и последующей обработки смесью серной и соляной кислот в соотно шении1:1,отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и химстойкости чувствительного слоя, в качестве кремнийорганического соединения используют силсесквиоксаны общей формулы (RS i 0 )» где R - алкил, арил, винил, п = 6-16.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Е. D. Roberts, I . .E 1ectrochem.

Soc, 120, Р 12, 1716, 1973.

2. К. S. Shoul ders, Advances in

Computers, ekl. by F.Alt, Academic, press, New Jork, 2, 137, 1962 (прототип).