4.1.2.Способы нанесения фр

Для нанесения слоя фоторезиста на пластину применяют методы центрифугирования ,пульверизации ,электростатического нанесения ,окунания ,полива. Самое широкое применение в полупроводниковой технологии нашел метод центрифугирования , так как он при несложном оборудовании позволяет получать пленки фоторезиста с разбросом по толщине ± 10 % .Толщина фоторезиста зависит от скорости вращения центрифуги и вязкости фоторезиста.

Метод центрифугирования позволяет формировать слой ФР на подложке с диаметром до 350 нм. Формирование слоя происходит за 20..30 c.При нанесении ФР на неподвижную подложку время между нанесением жидкого резиста и включением центрифуги должно быть минимальным (0.5…1с), чтобы вязкость ФР не менялась в результате испарения растворителей.

Нанесение ФР пульверизацией (распылением) позволяет получать широкий интервал толщин слоев и может использоваться для неплоских поверхностей.При этом расход ФР можно уменьшить примерно в 10 раз , а дефективность слоя (вследствие отсутствия напряжений ) в 3…4 раза по сравнению с центрифугированием , а отсутствие краевого утолщения делает этот метод особенно эффективным при нанесении ФР на прямоугольные подложки.

При электростатическом нанесении ФР диспергируется с помощью форсунки , либо само электрическое поле дробит жидкость на мелкие капли диаметром около 10 мкм. Заряженные капли ускоряются полем и осаждаются на подложку.

Нанесение ФР окунанием – наиболее простой способ нанесения покрытия ,когда обрабатываемую подложку погружают в ФР и выводят из него с регулируемой скоростью.

Качество пленок в этом случае определяется типом установки , режимом нанесения ,свойствами ФР , параметрами подложек (размеры, свойства поверхности ).

4.2 Фотошаблоны

Фотошаблон (ФШ) – плоскопараллельная пластина из прозрачного материала , на который имеется рисунок , состоящий из сочетания непрозрачных и прозрачных (для света определенной длины волны ) участков на основе пленочного покрытия , образующих топологию одного и слоев структуры прибора , многократно повторенных в пределах активного поля пластины.

В зависимости от материала пленочного покрытия различают ФШ на основе фотографической эмульсии (эмульсионные ФШ) , металлической пленки (металлизированные ФШ) и других материалов , например , окиси железа (оксидные ФШ).

При изготовлении ФШ наиболее распространен трехступенчатый метод :

Первый процесс – изготовление оригинала , представляющего собой единичное увеличение изображения модуля ФШ . Выполняется механическим вырезанием и удалением непрозрачного покрытия с прозрачной полимерной пленки на координатографах.

Второй процесс – изготовление промежуточного оригинала или уменьшение копии оригинала , выполненный на фотопластинах с высокой разрешающей способностью.

Третий процесс – мультиплицирование , которое осуществляется на фотоповторителях .

Эталонный фотошаблон – это первый фотошаблон в процессе изготовления с полным набором изображения структур , с которого обычно получают рабочие копии ФШ .

ФШ по виду подложек бывают : стеклянные (кварцевые) , пленочные и масочные ( со сквозными отверстиями).

К исходной ФШ заготовке предъявляют следующие требования :

• улучшенная плоскость пластин ;

• высокая чистота обработки и однородность поверхности ;

• возможность использования в спектральной области длин волн 180..450 нм ;

• минимальный коэффициент отражения поверхности маскирующего слоя в спектральном диапазоне оптического излучения ;

• малый ТКЛР стекла ;

• высокая термоустойчивость и износостойкость при эксплуатации.

Эмульсионные ФШ принципиально не могут обеспечить разрешающую способность (amin=3мкм) , т.к эмульсия имеет минимальную толщину слоя 4…6 мкм, кроме того , крайне низка их эксплутационная стойкость (1…10 совмещений ).Металлизированные ФШ (хромированные ) обеспечивают значительно большие разрешающую способность и стойкость ( до 100 совмещений ) , однако коэффициент отражения пленки Cr высок и это не позволяет стабильно получать элементы размерами менее 1,5 мкм.

Оксидные ФШ (окись Cr,Fe₂O₃, SiO и т.д.) более удобны с точки зрения простоты совмещения , т.к. непрозрачные для УФ излучения оксиды являются прозрачными для видимого света , кроме того , их износостойкость выше, чем у металлизированных ФШ .Металлизированные и оксидные ФШ получают вакуумными и химическими методами , а также - осаждением из парогазовой фазы с последующим травлением .