Фотолитографический метод создания тонкопленочных ВТСП структур. Сычев С.А - 7 стр.

UptoLike

Рубрика: 

13
ческом или электрохимическом осаждении на нее другого материала
обратная сторона подложки покрывается кислотоупорным лаком.
На заключительной стадии процесса фотолитографии, как
правило, следует удаление использованного фоторезистивного рель-
ефа с помощью растворителей: диоксана, диметилформалида, моно-
этаноламина, дихлорэтана и др., обычно с применением механиче-
ского воздействия.
Фотошаблоны
Фотошаблон образец (шаблон), несущий информацию о
взаиморасположении и геометрических размерах элементов изготав-
ливаемой микроэлектронной схемы. Фотошаблон называется пря-
мым, если его рисунок является позитивным отображением ориги-
нала, и обратным, если его рисунок является негативным отображе-
нием оригинала. Фотошаблон может быть изготовлен из любого не-
прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, в котором
можно было бы реализовать (выполнить) прозрачные участки. Чаще
всего в качестве фотошаблона применяют пластины из оптического
стекла или кварца, на одной поверхности которых расположены не-
прозрачные (оптически плотные) участки, получаемые фотолито-
графическим или иным способом.
Технология изготовления фотошаблонов является одним из
наиболее сложных процессов в микроэлектронике. Это обусловлено
рядом специфических особенностей фотошаблонов и предъявляе-
мыми к ним требованиями. Основные требования к фотошаблонам
следующие:
1. Высокая разрешающая способность, которая диктуется не-
обходимостью получения минимальных размеров элементов рисунка
от единиц до десятых долей микрона. Поэтому разрешающая спо-
собность фотошаблона должна быть порядка 1000 линий/мм.
2. Достаточно большая площадь рабочего поля, необходимая
для размещения на нем большого количества элементов изображе-
ния. Рабочее поле фотошаблона обычно имеет размеры примерно
14
50х50 мм
2
, что позволяет расположить на нем от десятков до десят-
ков тысяч элементов.
3. Высокая контрастность, которая обеспечивается большой
оптической плотностью непрозрачных участков и отсутствием вуали
на прозрачных участках.
4. Высокая точность размеров элементов и расстояний между
ними. Первое из этих требований связано с необходимостью обеспе-
чения точных размеров активных и пассивных структур интеграль-
ных микросхем для уменьшения разброса их электрических пара-
метров. Второе требование обусловлено необходимостью последо-
вательного совмещения нескольких фотошаблонов, входящих в один
комплект, предназначенный для многослойных структур в микро-
схемах.
5. Высокое качество оптически плотных участков. Фотошаб-
лоны не должны иметь на непрозрачных участках царапины, проко-
лы, пятна и т.д. Полное отсутствие дефектов, особенно в сложных и
больших по площади фотошаблонах, получить очень трудно. Поэто-
му обычно принимают, что количество дефектных элементов рисун-
ка не должно превышать 1%.
6. Плоскостность рабочей поверхности фотошаблона, которая
должна быть не хуже 0,5 мкм на длине 25 мм, чтобы избежать зазо-
ров между слоем фоторезиста и шаблоном при контактной печати.
7. Стабильность характеристик фотошаблонов и их износо-
стойкость во времени. Частое прижатие фотошаблона к подложке,
покрытой фоторезистом, при экспозиции контактным способом при-
водит к его стиранию. Обычно эмульсионные фотошаблоны не вы-
держивают более 20 операций контактной печати. В связи с этим
широко применяются фотошаблоны, использующие в качестве оп-
тически плотного слоя не фотоэмульсии, а более износостойкие ме-
таллические покрытия (например, хром). Металлизированные фото-
шаблоны выдерживают более 1000 операций контактной печати.
При изготовлении непрозрачного слоя фотошаблона могут
быть использованы следующие материалы:
1) серебряная эмульсия;
ческом или электрохимическом осаждении на нее другого материала    50х50 мм2, что позволяет расположить на нем от десятков до десят-
обратная сторона подложки покрывается кислотоупорным лаком.        ков тысяч элементов.
      На заключительной стадии процесса фотолитографии, как              3. Высокая контрастность, которая обеспечивается большой
правило, следует удаление использованного фоторезистивного рель-   оптической плотностью непрозрачных участков и отсутствием вуали
ефа с помощью растворителей: диоксана, диметилформалида, моно-     на прозрачных участках.
этаноламина, дихлорэтана и др., обычно с применением механиче-           4. Высокая точность размеров элементов и расстояний между
ского воздействия.                                                 ними. Первое из этих требований связано с необходимостью обеспе-
                                                                   чения точных размеров активных и пассивных структур интеграль-
                          Фотошаблоны                              ных микросхем для уменьшения разброса их электрических пара-
      Фотошаблон – образец (шаблон), несущий информацию о          метров. Второе требование обусловлено необходимостью последо-
взаиморасположении и геометрических размерах элементов изготав-    вательного совмещения нескольких фотошаблонов, входящих в один
ливаемой микроэлектронной схемы. Фотошаблон называется пря-        комплект, предназначенный для многослойных структур в микро-
мым, если его рисунок является позитивным отображением ориги-      схемах.
нала, и обратным, если его рисунок является негативным отображе-         5. Высокое качество оптически плотных участков. Фотошаб-
нием оригинала. Фотошаблон может быть изготовлен из любого не-     лоны не должны иметь на непрозрачных участках царапины, проко-
прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, в котором   лы, пятна и т.д. Полное отсутствие дефектов, особенно в сложных и
можно было бы реализовать (выполнить) прозрачные участки. Чаще     больших по площади фотошаблонах, получить очень трудно. Поэто-
всего в качестве фотошаблона применяют пластины из оптического     му обычно принимают, что количество дефектных элементов рисун-
стекла или кварца, на одной поверхности которых расположены не-    ка не должно превышать 1%.
прозрачные (оптически плотные) участки, получаемые фотолито-             6. Плоскостность рабочей поверхности фотошаблона, которая
графическим или иным способом.                                     должна быть не хуже 0,5 мкм на длине 25 мм, чтобы избежать зазо-
      Технология изготовления фотошаблонов является одним из       ров между слоем фоторезиста и шаблоном при контактной печати.
наиболее сложных процессов в микроэлектронике. Это обусловлено           7. Стабильность характеристик фотошаблонов и их износо-
рядом специфических особенностей фотошаблонов и предъявляе-        стойкость во времени. Частое прижатие фотошаблона к подложке,
мыми к ним требованиями. Основные требования к фотошаблонам        покрытой фоторезистом, при экспозиции контактным способом при-
следующие:                                                         водит к его стиранию. Обычно эмульсионные фотошаблоны не вы-
      1. Высокая разрешающая способность, которая диктуется не-    держивают более 20 операций контактной печати. В связи с этим
обходимостью получения минимальных размеров элементов рисунка      широко применяются фотошаблоны, использующие в качестве оп-
– от единиц до десятых долей микрона. Поэтому разрешающая спо-     тически плотного слоя не фотоэмульсии, а более износостойкие ме-
собность фотошаблона должна быть порядка 1000 линий/мм.            таллические покрытия (например, хром). Металлизированные фото-
      2. Достаточно большая площадь рабочего поля, необходимая     шаблоны выдерживают более 1000 операций контактной печати.
для размещения на нем большого количества элементов изображе-            При изготовлении непрозрачного слоя фотошаблона могут
ния. Рабочее поле фотошаблона обычно имеет размеры примерно        быть использованы следующие материалы:
                                                                         1) серебряная эмульсия;

                              13                                                                  14