[发明专利]一种氧化铁版的制备方法

说明书

制造半导体器件和集成电路必须使用掩膜版。本发明是在半导体制版技术领域内，对掩膜版的制造方法和电子束制版方法有所研究。

本发明是针对原氧化铁版制备工艺存在的弊端和电子束制版工艺中存在的问题提出来的。原氧化铁版制备工艺，是采用五羰基铁[Fe（CO）₅]作原料，用化学汽相淀积（CVD）法实现的。其工艺存在三大弊端：

1、Fe（CO）₅是挥发性强的剧毒药品，造成环境污染，损害工作人员的身体健康。

2、淀积表面小，不适应大批量生产。

3、局限性大，不能另有所用。

现有制版方法是：制造掩膜（例如：真空镀铬）→涂感光胶→曝光→显影→刻蚀。一台真空镀膜机价值20～30万元，一台干法刻蚀机15～20万元，设备投资大，工艺繁索，生产周期长，效率低，限制了制版技术的普及与发展。

为了解决上述方法中存在的问题，我们提出了这一研究课题。

我们的设计思想是：寻求一种无毒的有机铁，它既是制造氧化铁版的原料，又是感光材料，这样就能把两个工艺存在的问题结合在一起去解决，这种有机铁是聚乙烯二茂铁。

本发明主要对聚乙烯二茂铁用于电子束制版工艺进行了研究。具体内容包括：聚乙烯二茂铁溶液（胶）的配制;薄膜的涂敷;电子束曝光;显影、热分解。

本发明较已有技术有很大的优越性。所用原料无毒，解决了污染问题;热分解法一炉可投30～40片玻片，能大批量生产。该方法还可用于制造半导体气敏薄膜（χ-Fe₂o₃）即把聚乙烯二茂铁溶液涂敷于氧化铝片或陶瓷片上，经370～380℃热分解而成（通O₂）用途广泛。用于电子束制版使工艺大为简化。新工艺是：涂感光胶→电子束曝光→显影→热分解，可以看出新工艺不必预先制造掩膜，而是掩膜制造和光刻同时完成。省去了掩膜制造工序（如真空镀铬）和刻蚀工序。也就是省去了两大设备（镀膜机和干法刻蚀机）投资40～50万元，也节约了许多原材料，所加的“热分解”又非常简单经济，所以经济效益明显。用聚乙烯二茂铁作电子束胶，价格只有普通电子束胶的1/4，仅此一项可使版的成本下降20%-30%。

按本发明制得的氧化铁版，在耐磨性、边缘锐度、针孔缺陷方面完全可与Fe（co）₅，cvd法媲美，而分辨率则高于cvd法。聚乙烯二茂铁用于电子束制版，已成功地制作了线宽1μm的微波功率器件掩膜版。经检测：掩蔽性能好，边缘锐度高，无针孔，套刻精度高，完全达到光刻使用要求。最高分辨率达0.75μm;聚乙烯二茂铁感光灵敏度达2-3×10^-5c/cm²，与PCMMA-MAA相当。

按下列程序操作可实现本发明

（1）溶液的配制

把聚乙烯二茂铁溶于氯苯中，（浓度11-13%），待溶解充分后，用粗砂芯漏斗（1～2μm孔径）过滤（抽气或加压），再用孔径0.2μ的滤膜反复过滤，备用。（不用避光）。

（2）涂敷

在普通匀胶机上进行。载片是洗清好的导电玻璃。涂胶速度4000-5000转/分钟;

（3）前烘

在±90℃真空烘箱中烘20分钟。

（4）电子束曝光

加速电压30kv，束斑直径ψ0.25μm，扫描频率50～100kc。

（5）显影

氯苯显影1～1.5分钟。视图形清晰为限。

（6）热分解

在低温炉或干燥箱里进行。把显影后的载片或涂有聚乙烯二茂铁的玻片投入炉内，通入氧气，流量1～2升/分。从室温开始升温，升温速度约10℃/分钟。待炉温升达350℃-370℃，恒温30钟，自然降温。