Основные операции фотолитографического процесса

1- фоторезист

2- окисел

3- подложка

4- фотошаблон

5- фотоэмульсия фотошаблона

а- напечатка пленки фоторезиста

б- первая термообработка (сушка)

в- совмещение и экспонирование

г- проявление

д- вторая термообработка (дубление)

ж- удаление фоторезиста

I- формирование фотослоя

II- формирование рельефа фотослоя

III- формирование рельефа в окисле и металле

IV- удаление использованного рельефного фоторезиста

Ограничения контактной литографии:

1. неизбежность механических повреждений рабочих поверхностей фотошаблона и пластин

2. вдавливание в фоторезистивный слой пылинок, микрочастиц, а также налипание фоторезиста на фотошаблоне при полномом контакте

3. невозможность обеспечить плотного контакта из-за неидеальности плоскости контактирующей поверхности, что приводит к снижению контактной стойкости

Бесконтактная литография:

1. на контактном зазоре

2. проекционная

Перспективные методы литографии

Одним из принципиальных ограничений фотолитографии является разрешающая способность, так как длины волн ультрафиолетового света составляют 0,3 наномнтра.

Каким бы малым не было отверстие в рисунке фотошаблона, размеры изображения этого отверстия в фоторезисте не могут достигнуть указанного значения из-за дифракции. После проявления и травления окисла разрешающая способность снижается до 250-500 линий на мм. Для повышения разрешающей способности литографии используется для экспозиции более коротковолновых излучений – рентгена.

Этот метод основан на взаимодействии рентгеновского излучения с рентгено-резистами, приводящее к изменению их свойств, а именно увеличению или уменьшению стойкости проявителю

Разработаны методы электронной литографией.

Сущность: сфокусированным пучком электронов сканируют по поверхности пластины, покрытой резистом и управляют интенсивностью пучка в соответствии с заданной программой. В точках, которые должны быть "засвечены" ток пучка максимален, а которые должны быть "затемнены" – минимален или равен нулю. Диаметр пучка электронов находятся в прямой зависимости от тока в пучке, а именно, чем меньше диаметр, тем меньше ток.

Ионно-лучевая литография основана на использовании ионов гелия для экспонированной поверхности пластин покрытых резистом.

Различают 2 метода ионно- лучевой литографии:

1) Сканирующая – с фокусирующим лучом аналогична ионной литографии.

2) Проекционная – основана на облучении колленированным лучем шаблона, находящимся на небольшом расстоянии от покрытой резистом пластины – аналогично рентгеновской литографии.

Эффективным при производстве БИС или СБИС является сочетание технологий фото, электронной и рентгеной литографии, а именно при изготовлении шаблонов применяют электронную литографию, а при экспонировании пластины ультрафиолетовые, электронные или рентгеновские лучи.

Получение субмикронных размеров достигается не только совершенствованием литографических процессов, а во многом зависит от способов травления маскирующего материала.

Наиболее эффективным методом является применение в проекционной литографии и сухих методов травления, а именно ионного и плазмо-химического.