МАСКА ДЛЯ ВЗРЫВНОЙ ФОТОЛИТОГРАФИИ

Областью применения предлагаемой полезной модели является микроэлектроника, а также может быть использована при изготовлении ряда электронных приборов, например, для формирования контакта Шоттки, металлизации из слабоподдающийхся травлению материалов.
Известна маска для взрывной фотолитографии, состоящая из слоя фоторезиста с рисунком на обрабатываемой пластине (см., например, статья «Метод взрывной фотолитографии как решение проблем сложносоставных полупроводниковых систем» Л. Рябцев; науч. рук. В.М. Комаровская // Инженерно-педагогическое образование в XXI веке: материалы Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и студентов, 24-25 мая 2018 г. - Минск: БИТУ, 2018. - Ч. 2. - С. 185-187.).
Толщину фоторезиста выбирают равной 1,5-2 толщины слоя металла.
Основным недостатком данной маски является то, что необходимо поддерживать вертикальность стенок фоторезиста и большое расстояние от источника металла до обрабатываемой пластины, для того чтобы можно было произвести удаление фоторезиста через его боковую стенку в рельефе для формирования рисунка из металла.
Указанные выше недостатки частично устранены в маске, состоящей из слоя фоторезиста и резиста для взрывной литографии (LOR) с рисунком на обрабатываемой пластине (см., например, статью фирмы MicroChem «LORLift-Off Resists» https://research.engineering.ucdavis.edu/cnm2/wp-content/uploads/sites/11/2013/05/LOR_Data_Sheet.pdf).
При формировании рисунка в слое резиста для взрывной литографии (LOR), размеры полученных отверстий несколько больше, чем размеры рисунка в фоторезисте, что позволяет произвести удаление фоторезиста через его боковую стенку в рельефе для формирования рисунка из металла, однако необходимо выдерживать большое расстояние от источника металла до обрабатываемой пластины.
Основным недостатком данной маски является то, что при распространенном магнетронном напылении достаточно толстых слоев металлических пленок (0,3 мкм и более), граница фоторезиста, нависающая над слоем (LOR), поднимается вверх и происходит запыление металлом боковых стенок (LOR), что затрудняет отделение участков металлизации и ухудшает воспроизводимости процесса взрывной фотолитографии.
Результатом предлагаемой полезной модели является расширение возможности использования маски для нанесения рабочих слоев с помощью магнетронного распыления.
Указанный результат достигается тем, что в отличие от известной маски для взрывной фотолитографии состоящей из слоя резиста для взрывной литографии, фоторезиста с рисунком на обрабатываемой пластине, в предлагаемой маске для взрывной фотолитографии, между слоем резиста для взрывной литографии и фоторезиста вводится дополнительный слой алюминия, толщиной 0,2≤d≤0,3 мкм.
Таким образом, алюминиевый слой в маске при напылении металла не деформируется и боковая стенка резиста для взрывной литографии не покрывается наносимым металлом, что упрощает его удаление, даже в случае магнетронного напыления металла.
Минимальный размер d обусловлен тем, что при меньшей толщине не будет жесткости «козырька» алюминия.
Максимальный размер d обусловлен тем, что при большей толщине алюминия точность получения размеров ухудшается.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурами 1-5.
На фиг. 1 полупроводниковая пластина с нанесенным резистом (LOR), слоем алюминиевой маски, слоем фоторезиста.
На фиг. 2 полупроводниковая пластина со сформированным рисунком в фоторезисте.
На фиг. 3 полупроводниковая пластина со сформированным рисунком в фоторезисте, в слое алюминиевой маски и слое резиста (LOR).
На фиг. 4 полупроводниковая пластина после нанесения рабочего слоя.
На фиг. 5 полупроводниковая пластина со слоем металла, рисунок которого получен взрывной фотолитографией.
Позициями на фиг. 1-5 обозначены:
1 - полупроводниковая пластина;
2 - слой резиста для взрывной литографии;
3 - слой алюминиевой маски;
4 - слой фоторезиста;
5- наносимый слой металла;
6 - участок под травление;
7 - слой металла, рисунок которого получен взрывной фотолитографией.
Ниже описаны основные этапы изготовления и использования предлагаемой маски на примере полупроводниковой пластины.
На полупроводниковую пластину 1, состоящую из кремниевой подложки методом центрифугирования наносится слой резиста для взрывной литографии 2 марки LOR 5А толщиной 0,6 мкм с последующей сушкой при 125°С, 180°С.
После чего наносят слой алюминия для формирования алюминиевой маски 3 методом электронно-лучевого напыления толщиной 0,2-0,3 мкм. Затем наносится слой фоторезиста 4 марки S1813G2SP15 толщиной 1 мкм и проводится фотолитография для формирования участка для травления 6 слоев 2, 3.
Далее удаляется слой алюминиевой маски 3 жидкостным травлением (травитель для алюминия H3PO4:HNO3:H3COOH:H2O=73%:3,l%:3,3%:20,6%), возможно плазмохимическое травление для получения меньших размеров.
Затем травится слой резиста для взрывной литографии 2 в кислородной плазме. Далее проводится нанесение слоя металла (титан, золото) общей толщиной 0,3 мкм методом магнетронного распыления. После чего проводят удаление (взрыв) слоев 2,3,4 в азотной кислоте, которая проникает в боковые стенки участка 6 и удаляет слои 2,3,4.