Літографія

Мета – забезпечення заданої конфігурації та розмірів елементів ІМС. Методи літографії:

• фотолітографія (ФЛ)

• ренгенолітографія(РЛ)

• єлектронолітографія(ЄЛ)

Створення цих методів пов’язано з вимогами збільшення ступеня інтеграції елементів та дозволеної здібності при виготовленні ІМС. Ці вимоги постійно змінюються з причини зменшення розмірів елементів. Дозволена здібність пропорційна довжині хвилі випромінювання, яке застосовується у методах літографії. Лямда у перелічених методах зменшується у цьому напрямку, тому дозволена здібність мінімальна для фотолітографії і максимальна для електронолітографії. З цього виходить, що найменші розміри елементів ІМС дозволяє здобути електронолітографія і цей мінімум збільшується в напрямку електронолітографії. Для фотолітографії лямда – 0,3 нм – ультрафіолет.

Фотолітографія

Цей метод переважно застосовують при виробництві ГІС а також інших ІМС з малим та середнім ступенем інтеграції. ФЛ – це сукупність фотохімічних процесів, які використовують для створення елементів необхідної конфігурації та розмірів. Основні компоненти цього процесу це фоторезист і фотошаблон.

ФР – це світлочутливі стійкі до впливу агресивних середовищ(кислоти, луги) речовини, призначені для захисту робочої плівки від наступного хімічного, фізичного впливів. Захисний шар утворюється за рахунок зміни фізичних, хімічних властивостей ФР під дією випромінювання. Частіше використовують ультрафіолетове випромінювання. Фоторезисти бувають 2 типів – позитивні та негативні.

Позитивних випромінювання ослаблює зв’язки між молекулами, тобто підвищує розчинність. У негативному ФР навпаки – випромінювання посилює зв’язки між молекулами, створює малорозчинений шар ФР.

Єтапи

ФР – багатокомпонентна система, яка містить полімерну основу і добавки. Роль Д – підвищення світлочутливості, кислотостійкості, в’язкості, змочування підкладки. Полімерна основа П – полівініловий спирт, епоксидні смоли, фенол формальдегід і т.п.

Параметри ФР:

• світлочутливість – мінімальний час протікання фотохімічних реакцій S

• дозволена здібність R – число окремо переданих ліній захисного рельєфу на 1 міліметр підкладки

• L – ширина цих ліній в міліметрах

• стійкість опроміненої ділянки до хімічних впливів, чи легкість розчинення, адгезія

Фотошаблон – це компонент процесу ФЛ, який несе на собі всю інформацію про розміри, конфігурацію та топологію ( розташування) елементів ІС.

Основа шаблону – це як правило оптичне скло чи спеціальні пластмаси, прозорі для випромінювання. Фотошаблони використовують в виді комплектів, кількість ФШ в яких співпадає з кількістю шарів елементів майбутньої ІС.

Всі властивості шаблона (ступені інтеграції елементів. похибки розташування зображення елементів) – забезпечують якість елементів ІС. Тому вартість комплекту 60% від вартості мікросхеми.

А – на підкладку, яка містить шар діелектрика SiO2 наноситься фоторезист – в’язка рідина, яка розтікається по поверхні. Щоб хар був однорідним підкладку розмішують в центрифугу.

Б – після сушки фоторезиста на нього накладається фотошаблон скляний, який несе в собі темний непроникливий для випромінювання елемент майбутнього отвору.

На цьому етапі проводиться засвітлення всієї системи ультрафіолетовим випромінюванням.

Припустимо, що засвітлений фоторезист посилює зв’язки між молекулами(негативнийефект).

В – піддаємо засвітлений ФР дії розчинників(може бути тепла дистильована вода). В результаті незасвітлена ділянка ФР видаляється, відкривається отвір необхідної конфігурації і розмірів над SiO2.

Г – створюємо отвір тієї самої конфігурації у SiO2 хімічним шляхом.

Д – знімаємо залишки ФР, наприклад механічним шляхом

Є – працюємо з отвором : напилюємо металеві плівки, нарощуємо напівпровідниковий шар і т.і.