Содержание

ВВЕДЕНИЕ 1

Глава 1. Электронно-лучевая литография 4

1.1 ФОРМИРОВАНИЕ РИСУНКА ЭЛЕКТРОННЫМ ЛУЧОМ. 4

1.2 МЕТОДЫ РЕПРОДУЦИРОВАНИЯ. 11

1.3. СОВМЕСТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ. 13

1.4 ПРЕИМУЩЕСТВА ЛИТОГРАФИИ С ВЫСОКОЙ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ. 14

Глава 2. Типы приборов, наиболее подходящие для электронно-лучевой литографии. 15

2.1 ЗАВИСИМОСТЬ ПАРАМЕТРОВ ОТ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ. 18

Глава 3. Ограничения электронно-лучевой литографии. 22

3.1 ОГРАНИЧЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С РЕЗИСТОМ. 23

3.2 НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ ТЕХНОЛОГИИ. 26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 32

Введение

В последние два десятилетия происходило исключительно быст­рое развитие технологии и областей применения микроэлектроники. Микроэлектроника достигла уровня, в настоящее время определя­ющего практически все аспекты гражданской и военной электрон­ной аппаратуры. Микроэлектроника **, в частности интегральные схемы, уже вызвала глубокие изменения в самых различных облас­тях техники — ЭВМ, управляющих систем в промышленности, элек­троники военного применения, наручных часов, автомобилей и фо­тоаппаратов. Существенно уменьшены, особенно в последние годы, размеры микроэлектронных приборов, улучшены их характеристи­ки: например, схемы на транзисторах могут работать с рабочей частотой свыше 1 ГГц, хотя еще сравнительно недавно ставилась -задача достичь частоты 10 МГц.

Несмотря на столь быструю эволюцию, во многих областях тре­буются еще более высокие параметры (в частности, меньшая по­требляемая мощность и большее быстродействие) и большая функ­циональная плотность компонентов; во всех случаях необходимы более высокая надежность и меньшая стоимость. Чтобы удовлетво­рить эти требования, в микроэлектронной промышленности вынуж­дены внедрять новейшие методы обработки, изготовления и управ­ления (контроля) технологическими процессами. Одним из наибо­лее перспективных способов достижения этих целей является умень­шение размеров приборов — создание ИС с повышенной функци­ональной плотностью компонентов. Такие ИС позволяют увеличить рабочую частоту и снизить потребляемую мощность. Повышение выхода годных структур, связанное с уменьшением размеров кристаллов (при сохранении большого числа выполняемых функций), приводит к снижению стоимости и предположительно к повышению надежности.

Таким образом, увеличение функциональной плотно­сти является и целью, и стимулом развития технологии. Современный процесс оптической ФЛ может быть назван кра­еугольным камнем технологии изготовления ИС. Однако в ряду основных технологических процессов изготовления ИС фотолито­графия характеризуется наименьшим выходом годных. Помимо это­го, ФЛ как метод формирования рисунка не может обеспечить тре­буемых параметров и функциональной плотности компонентов в разработке новейших микроэлектронных приборов. Поэтому необ­ходим новый, отличный от ФЛ процесс формирования рисунка, ко­торому в свою очередь требуются новые дополняющие технологиче­ские процессы. Для достижения желаемых параметров, стоимости и надежности необходимы также сложнейшие методы технологиче­ского контроля в сочетании с автоматизацией процессов изготовле­ния и управления ими с помощью процессоров.

Большими возможностями для решения перечисленных задач обладают разные виды излучений с большой энергией, в частности электронное, ионное и лазерное [7, 9—11, 62]. Так, ионные пучки можно применять для внедрения атомов примеси в полупроводник в дополнение к диффузии или взамен нее. С помощью электронного луча можно формировать рисунок в слое резиста. В настоящее вре­мя для этого применяют фотолитографию. С помощью лазерного и электронного лучей можно проводить отжиг дефектов кристалличе­ской структуры пластин с лучшими результатами, чем в высокотем­пературных печах. Преимуществом использования в технологиче­ских процессах и для исследовательских целей пучков (особенно пучков заряженных частиц) является их способность производить то же действие, какое обеспечивают традиционные методы, но ка­чественно иным путем.

Поэтому можно ожидать существенных из­менений получаемых результатов, и эти ожидания оправдываются на практике.

Например, лазерные лучи и ионные пучки успешно применяются для подгонки номиналов пленочных резисторов и ионного легирования соответственно.

Электронный луч можно при­менять для создания рисунков с меньшими размерами и лучшей разрешающей способностью по сравнению с самым совершенным фотолитографическим процессом. Есть основания считать, что до­статочно скоро удастся ослабить действие факторов, ухудшающих выход годных структур, снизить плотность дефектов в структуре и создать электронно-лучевые установки (ЭЛУ) для экономически эффективного производства приборов. Технология ЭЛЛ выходит из стен лаборатории и внедряется в производство, она дает начало новому поколению литографических процессов и высокоэффектив­ных средств для изготовления микроэлектронных приборов.

Цель этой книги — описать технологические процессы и обору­дование для литографии с высокой разрешающей способностью, используемые при изготовлении микроэлектронных приборов, а также определить ее место в общем технологическом цикле.