33. Методы фотолитографии.

ВИКИ:

Фотолитогра́фия — метод получения рисунка на тонкой плёнке материала, широко используется в микроэлектронике и в полиграфии. Один из основных приёмов планарной технологии, используемой в производстве полупроводниковых приборов.

Для получения рисунка используется свет определённой длины волны. Минимальный размер деталей рисунка — половина длины волны (определяется дифракционным пределом).

Методы фотолитографии

По источнику излучения (указана длина волны)

* Ртутная лампа (около 400 нм)

* Эксимерный лазер KrF (248 нм)

* Эксимерный лазер ArF (193 нм)

* Эксимерный лазер F2 (157 нм; только экспериментальные установки)

* EUV литография (около 13 нм; промышленные установки компании ASML)

* Рентгеновская литография (менее 1 нм; только экспериментальные установки)

Технологии, позволяющие уменьшить техпроцесс:

* en:Optical proximity correction

* en:Off-axis illumination

* Фазосдвигающие маски

* Иммерсионная литография

* Двойное формирование рисунка (en:double patterning)

* Двойное формирование рисунка со спейсерами (spacer double patterning)

Все далее из лекции: Процесс локального маскирования поверхности кремния, окиси кремния или металлических пленок осуществляется с помощью литографии.

Литография основана на использовании фотошаблонов и особых высокомолекулярных соединений – резистов, обладающих способностью изменять свои свойства под действием различного рода излучений:

ультрафиолетового (УФ) – фотолиторгафия;

рентгеновского – рентгенолитография;

электронного – электронография;

потока ионов – ионография.

Возможности любой из этих разновидностей ограничены длиной волны используемого излучения.

Литография:

• Оптическая- λ >0.4мкм,

• Электронная – λ ~10^-4-10^-5 мкм ,

• Ионная-d=10 нм,

• Рентгеновская- λ от 0,2 до 4 нм

Фотошаблон для фотолитографии представляет собой толстую стеклянную пластину с нанесенным на нее тонким слоем, образующим трафарет с прозрачными и непрозрачными для облучающего источника участками.

Если λ>300 нм стекло обычное. Если λ<300 - кварцевое.

Маскирующий слой изготавливают из напыленных пленок хрома, оксидов хрома, железа, образующих износостойкие покрытия.

Оптическая плотность маскирующего слоя должна быть не менее 2,0; толщина (для фотолитографии) не более 100 нм, а отражательная способность не выше 15%.

Изготовление фотошаблонов – исключительно ответственный этап технологии.

Класс чистоты помещений – более 1000! (одна пылинка размером 50 нм в 1 л. атмосферы). Температура помещения 20оС с погрешностью не выше 0,01оС.

Разрешающая способность фотошаблона и фоторезиста определяется числом задубленных и свободных от резиста полосок на 1 мм шаблона.

Используются фоторезисты с разрешением 2000 и 3000 линий/мм при толщине покрытия ~ 100 нм.

Фотолитография проводится в следующей последовательности:

Очистка подложек после хранения

Нанесение фоторезиста (центрифуга, пульверизация, полив…)

Сушка (110оС для удаления растворителя)

Совмещение и экспонирование

Проявление защитного слоя

Задублирование (сушка защитногно слоя) 130-200оС

Травление подложки

Удаление фоторезиста

При скорости вращения центрифуги 30000-50000 об/мин время нанесения резиста составляет 5-20 с при толщине слоя от 200 нм до 1000 нм.

Совмещение шаблона и подложки на 4 стадии осуществляется либо контактно, либо проекционно.

Фотошаблон для фотолитографии представляет собой толстую стеклянную пластину с нанесенным на нее тонким слоем, образующим трафарет с прозрачными и непрозрачными для облучающего источника участками.

Если λ>300 нм стекло обычное. Если λ<300 - кварцевое.

Маскирующий слой изготавливают из напыленных пленок хрома, оксидов хрома, железа, образующих износостойкие покрытия.

Оптическая плотность маскирующего слоя должна быть не менее 2,0; толщина (для фотолитографии) не более 100 нм, а отражательная способность не выше 15%.

Билет 5.

5 и 34