CS252035B1 - Sposob vytvrdzovania polymérnych rezistov pre elektronová litografiu - Google Patents

Description

252033

Vynález sa týká spůsobu vytvrdzovania po-lymerných rezistov pře elektronová litogra-fii!, čo umožňuje jednak priame pozorova-nie masiek v elektronových rastrovacíchmikroskopoch, jednak priame použitie ma-siek pre leptacie procesy.

Doteraz sa masky pre mikroelektronickéaplikácie získávané elektrono-litografickýmpostupom nedali priamO' kontrolovat v e-lektrónových rastrovacích mikroskopoch.Polymérny rezist, napr. polymetylmetakry-lát, je i po vyvolaní citlivý na elektrónovýzvazok mikroskopu. Elektronová dávka primikroskopovaní spravidla převyšuje dávkupotrebnú pre expozíciu masky, takže rezis-tová maska sa působením zvazku prl mikro-skopovaní deštruuje sposobom, pripomína-júcim niapučiavanie za súčasného vznikubublin a zmien makroskopických rozmerov.Pre pozorovanie masiek je potřebné použitnepriame metody zobrazovania, napr. pomo-cou negatívnej repliky zdvihovou litografic-kou technikou, čo neumožňuje vždy získatpotřebné informácie o vytvarovanej rezisto-vej maske. Známe elektronové rezisty sú tiežmálo odolné voči vysokofrekvenčnej plyn-nej plazme a len niekedy sa diajú použit prepriame tvarovanie substrátu.

Uvedené nedostatky v podstatnej miereodstraňuje spósob vytvrdzovania polymér-nych rezistov pre elektrónovú litografiu pó-dia vynálezu, ktorého podstata spočívá vtom, že polymérna maska sa vo vákuu pritlaku pod 10_1 Pa vytvrdí zvazkom iónovinertných plynov s energetickým spektromod 25 eV do 5 keV nábojovou dávkou od 3do 300 C . cm-2. Výhodou použitia vytvrdených masiek je,že v technologickou! procese přípravy od-padá operácia, pri ktorej sa cez nevytvrde-nú polymérnu masku vytvoří ďalšia kovovámaska vačšej odolnosti voči leptacím pro-cesom. Použitie vytvrdených masiek priná-ša zvýšenie kvality a reprodukovatetnostimikroobvodových štruktúr, najma v oblastirealizácie objektov submikrometrových roz-merov. Takto vytvrdené rezistové maskymožno pozorovat v elektrónových rastro-vacích mikroskopoch, čo má veíký význampri pozorovaní účinku elektrónových lito-grafov a optimalizácii procesov. přípravy po-lymérnych masiek. Vytvrdený rezist sa elek-trostaticky nenabíja, je stabilný a poskytu-je obraz z rastrovacieho elektronového mik-roskopu s dobrým rozlišením.

Proces vytvrdzovania rezistových masiekbombardováním iónmi inertných plynov savykonává v evakuovaných komorách, opa-třených zdrojom zvazku iónov inertných ply-nov o maximálnej energii iónov 5 keV. Zinertných plynov je výhodnejšie použit iónys vačšou atomovou hmotnosťou, teda xenón,krypton a argon. Vačšina zdrojov iónovýchzvázkov poskytuje zvazok iónov, v ktoromenergie iónov pokrývajú spektrum energiíod niekofkých EV, až po niektorú medznú energiu, ktorá pre účely vytvrdzovania re-zistu je 5 keV. Na uhle dopadu zvazku pří-liš nezáleží. Výhodnějšími sú uhly vačšieako 45° od roviny substrátu. K vytvrdzova-niu rezistu je potřebná dávka iónového zváz-ku do 300 coulomb na cm2 plochy. Účinkomiónového bombardovania sa vyvolá změnafyzikálno-chemických vlastností polymérne-ho rezistu, prejavujúceho sa zvýšením odol-nosti voči leptaniu a elektronovému zvazku,ktorú nazýváme vytvrdzovaním. U rezisto-vých masiek vytvrdzovaných takýmto sposo-bom dochádza v priebehu vytvrdzovania ibak minimálnemu odprašovaniu rezistu z čel-nej plochy masky, pričom ostatně povrchyostávajú prakticky zachované. Příklad 1

Pre polymérnu masku sa použije vrstvapolymetylmetakrylátu so střednou moleku-lovou hmotnosťou 5 .105 o hrúbke 0,5 ,um.Po expozícii rezistu v elektrónovom litogra-fe a jeho vyvolaní sa vytvořená maska vy-tvrdzuje zvazkom xenónových iónov, sospektrom energií o maximálnej hodnotě 2,2keV, v evakuovanej komoře so suchým čer-pacím systémom, aby sa vylúčil kontami-načný účinok zbytkových olejových pár. Ió-nový zdroj dává zvazok o priemere 500 μΐηa celkovom prúde 700 nA pri tlaku 10-3 Pa.K vytvrdeniu sa nechá působit iónový zva-zok po dobu piatich minút. Vytvrdená poly-mérna maska umožňuje bez dalších úpravmikroskopovanie v elektrónovom rastrova-com mikroskope s prúdom elektronovéhozvazku 10 nA. Příklad 2

Polymérna maska hrůbky 0,5 μΐη z ko-merčně vyrábaného rezistu na báze chinon-diazidov (SCR 11 fy Lachema Brno) savytvrdí rovnakým postupom ako je to uvede-né v příklade 1. Vytvrdená polymérna mas-ka umožňuje bez dalších úprav mikrosko-povanie v elektrónovom rastrovacom mik-roskope. Příklad 3

Vytvrdená maska podfa příkladu 1 sa po-užije pre tvarovanie nióbovej vrstvy na kre-míkovom substráte iónovým leptáním. Po-užije sa rovnaký iónový zdroj ako v příklade1. K odleptaniu nióbovej vrstvy o hrúb-ke 0,5 μΐη potřebuje sa čas asi 30 minút. Vy-tvrdená polymérna maska sa iónovým zvaz-kom čiastočne tiež odleptáva, ale jej odol-nost voči iónovému zvazku je váčšia ako o-dolnosť nióbovej vrstvy a značné váčšia akou masky z 1'ahkotavitel'ných kovov, napr. hli-níka. Zbytok vytvrdenej masky možno od-strániť v účinných rozpúšťadlách, napr. ho-rúcom glykole.

Claims (1)

1. Příklad 4 Pri elektrónomikroskopickom pozorovanípovrchu polypropylénu plněného moleku-lárně mletým bentonitom sa střetáváme spodobnými problémami nestability vplyvomdopadajúceho elektronového zvazku ako ulitografických masiek. Na odstránenie tejtonestability použijeme vytvrdenie povrchupolymérnej vzorky zvazkom Xe-iónov rov-nakým postupom, ako je to uvedené v pří-klade 1. Vytvrdené miesto na povrchu vzor- ky umožňuje bez dalších úprav priame po-zorovanie v rastrovacom elektrónovo-m mik-roskope, pričom si zachovává charakteris-tické znaky disperzíe bentonitu v polypro-pyléne. Vynáez může nájsť široké použitie v tech-nológiách pre výrobu integrovaných obvo-dov s mikrometrovými a submikrometrový-mi rozmermi, v ktorých sa používajú maskyz polymérnych rezistov vytvářených tech-nikou elektrónovej litografie. PREDMET Sposob vytvrdzovania polymérnych rezis-tov pre elektrónovú litografiu vyznačenýtým, že polymérna maska sa pri tlaku pod10“1 Pa bombarduje zvazkom iónov inert- vynalezu ných plynov s energetickým spektrom od25 eV do 5 keV o nábojovej dávke od 3 do300 C . cm“2.