專利名稱：一種氧化鐵版的制備方法
制造半導(dǎo)體器件和集成電路必須使用掩膜版。本發(fā)明是在半導(dǎo)體制版技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，對掩膜版的制造方法和電子束制版方法有所研究。
本發(fā)明是針對原氧化鐵版制備工藝存在的弊端和電子束制版工藝中存在的問題提出來的。原氧化鐵版制備工藝，是采用五羰基鐵[Fe(CO)5]作原料，用化學(xué)汽相淀積(CVD)法實現(xiàn)的。其工藝存在三大弊端1、Fe(CO)5是揮發(fā)性強的劇毒藥品，造成環(huán)境污染，損害工作人員的身體健康。
2、淀積表面小，不適應(yīng)大批量生產(chǎn)。
3、局限性大，不能另有所用。
現(xiàn)有制版方法是制造掩膜(例如真空鍍鉻)→涂感光膠→曝光→顯影→刻蝕。一臺真空鍍膜機價值20～30萬元，一臺干法刻蝕機15～20萬元，設(shè)備投資大，工藝繁索，生產(chǎn)周期長，效率低，限制了制版技術(shù)的普及與發(fā)展。
為了解決上述方法中存在的問題，我們提出了這一研究課題。
我們的設(shè)計思想是尋求一種無毒的有機鐵，它既是制造氧化鐵版的原料，又是感光材料，這樣就能把兩個工藝存在的問題結(jié)合在一起去解決，這種有機鐵是聚乙烯二茂鐵。
本發(fā)明主要對聚乙烯二茂鐵用于電子束制版工藝進行了研究。具體內(nèi)容包括聚乙烯二茂鐵溶液(膠)的配制;薄膜的涂敷;電子束曝光;顯影、熱分解。
本發(fā)明較已有技術(shù)有很大的優(yōu)越性。所用原料無毒，解決了污染問題;熱分解法一爐可投30～40片玻片，能大批量生產(chǎn)。該方法還可用于制造半導(dǎo)體氣敏薄膜(χ-Fe2o3)即把聚乙烯二茂鐵溶液涂敷于氧化鋁片或陶瓷片上，經(jīng)370～380℃熱分解而成(通O2)用途廣泛。用于電子束制版使工藝大為簡化。新工藝是涂感光膠→電子束曝光→顯影→熱分解，可以看出新工藝不必預(yù)先制造掩膜，而是掩膜制造和光刻同時完成。省去了掩膜制造工序(如真空鍍鉻)和刻蝕工序。也就是省去了兩大設(shè)備(鍍膜機和干法刻蝕機)投資40～50萬元，也節(jié)約了許多原材料，所加的“熱分解”又非常簡單經(jīng)濟，所以經(jīng)濟效益明顯。用聚乙烯二茂鐵作電子束膠，價格只有普通電子束膠的1/4，僅此一項可使版的成本下降20%-30%。
按本發(fā)明制得的氧化鐵版，在耐磨性、邊緣銳度、針孔缺陷方面完全可與Fe(co)5，cvd法媲美，而分辨率則高于cvd法。聚乙烯二茂鐵用于電子束制版，已成功地制作了線寬1μm的微波功率器件掩膜版。經(jīng)檢測掩蔽性能好，邊緣銳度高，無針孔，套刻精度高，完全達到光刻使用要求。最高分辨率達0.75μm;聚乙烯二茂鐵感光靈敏度達2-3×10-5c/cm2，與PCMMA-MAA相當。
按下列程序操作可實現(xiàn)本發(fā)明(1)溶液的配制把聚乙烯二茂鐵溶于氯苯中，(濃度11-13%)，待溶解充分后，用粗砂芯漏斗(1～2μm孔徑)過濾(抽氣或加壓)，再用孔徑0.2μ的濾膜反復(fù)過濾，備用。(不用避光)。
(2)涂敷在普通勻膠機上進行。載片是洗清好的導(dǎo)電玻璃。涂膠速度4000-5000轉(zhuǎn)/分鐘;
(3)前烘在±90℃真空烘箱中烘20分鐘。
(4)電子束曝光加速電壓30kv，束斑直徑ψ0.25μm，掃描頻率50～100kc。
(5)顯影氯苯顯影1～1.5分鐘。視圖形清晰為限。
(6)熱分解在低溫爐或干燥箱里進行。把顯影后的載片或涂有聚乙烯二茂鐵的玻片投入爐內(nèi)，通入氧氣，流量1～2升/分。從室溫開始升溫，升溫速度約10℃/分鐘。待爐溫升達350℃-370℃，恒溫30鐘，自然降溫。
權(quán)利要求
1.一種氧化鐵版的制備方法包括涂感光膠，曝光、顯影，其特征在于，以聚乙烯二茂鐵做為掩膜制造材料和感光材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述一種氧化鐵版的制備方法，其特征在于，該方法用于電子束制版時使掩膜制造和光刻圖形一步完成。
3.一種半導(dǎo)體氣敏薄膜的制備方法，其特征在于，采用聚乙烯二茂鐵為薄膜制造材料，涂敷于氧化鋁或陶瓷片上。
全文摘要
一種氧化鐵版的制備方法，該方法采用聚乙烯二茂鐵取代已有技術(shù)中的五羰基鐵。聚乙烯二茂鐵是起掩膜材料和感光膠雙重作用，用于電子束制版時使掩膜制造和光刻圖形一步完成，簡化了工藝，降低了成本，提高了掩膜質(zhì)量，解決了已有技術(shù)中五羰基鐵造成的毒害和污染問題。
文檔編號G03F7/00GK1073776SQ9211398
公開日1993年6月30日 申請日期1992年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月31日
發(fā)明者劉瑞蘭, 于全訓(xùn), 杜長英, 李來仲 申請人:山東師范大學(xué)