Литография в технологии изготовления имс

 

Литографией называется процесс переноса рисунка элементов в фотошаблонах на поверхность п/п пластины с целью формирования данных элементов в различных пленках.

Литография основана на реакции элементов, чувствительных к облучению на воздействие различных облучений. Различают фотолитографию, когда в качестве излучения УФ часть спектра,

рентгенолитографию, электронную литография (пучок ускоренных электронов)

Доминирующим процессом в технологии производства ИМС является фотолитография, в которой в качестве фоточувствительного элемента используется фоторезист. Простейший цикл технологических операций при осуществлении процесса фотолитографии можно отобразить в следующем виде:

Подготовка пластины к нанесению фоторезиста (хим.очиста, сушка)

→

Нанесение фоторезиста и его сушка

→

Совмещение фотошаблона с предыдущим слоем и экспонирование

→

 

→

Проявление фоторезиста

→

Отмывка и задубливание (сушка) фоторезиста

→

Травление или Ме пленок

→

 

→

Отмывка п/п пластины

→

Снятие фоторезиста

→

Отмывка пластин

→

 

При проведении фотолитографии происходит искажение исходного рисунка, представляемого на фотошаблоне. Эти искажения начинают возникать уже на этапе экспонирования, и связаны с дефектами дифракции, возникающими на краях маски.

 

1. п/п пластина
2. диэлектрическая пленка
3. сл.фоторезист
4. светонепроницаемая пленка фотошаблона
5. стекло

 

Последующие погрешности возникают на этапе задубливания проявляемого фоторезиста. В процессе задубливания (сушки) происходит растекание края резистивной пленки.

 

Последующие погрешности возникают на этапе травления диэлектрической пленки.

 

 

Одним из основных элементов ф/г процесса является фоторезист, который представляет полимерный материал, чувствительный к воздействию электромагнитных колебаний определенного спектра. Различают два основных типа фоторезиста: позитивный и негативный.

В позитивных фоторезистах в облученных областях наблюдается разрушение пространственно-молекулярной связей в результате чего растворимость облученного участка возрастает.

Рассмотрим структурную схему позитивного фоторезиста для фотолитографии.

1. п/п пластина
2. диэлектрический слой
3. позитивный фоторезист (слой)
4. -5. фотошаблоны, где 4 – прозрачное стекло, выполняющее конструкторскую роль, 5 – непрозрачная для УФ пленка.

 

При использовании позитивного фоторезиста рисунок элемента с с фотошаблона на прямую переносится на поверхность п/п пластины (диэлектрическую пленку).

При использовании негативных фоторезистов их облученные области становятся нерастворимыми за счет образования пространственно-молекулярных связей. Структурная схема, пояснения использования негативного фоторезиста имеет следующий вид:

 

 

При использовании фоторезиста перенос рисунка элементов с фотошаблона осуществляется в негативном виде. В настоящее время в отечественно электронной промышленности используется негативный и позитивный фоторезисты. Для их маркировки обычно используются следующие обозначения:

ФН-102 – фоторезист негативный

ФП-383 фоторезист позитивный

Применение позитивных фоторезистов позволяет получить более высокую разрешающую способность за счет особенностей полимеризации и ↓ дифракции. Поэтому при изготовлении больших ИМС и ИМС с малыми проектными нормами обычно используются позитивные фоторезисты.