4. Технология литографии

Литография- процесс переноса геометрического рисунка шаблона на поверхность пленки или пластины. В некоторых случаях шаблон может быть виртуальным, например, при электронной литографии. Другие виды литографии представлены на рисунке 4.1.

4.1. Процесс фотолитографии

Кратким образом процесс фотолитографии можно описать так:

1. Очистка и подготовка рабочей поверхности.

2. Нанесение фоторезиста на рабочую поверхность. Наиболее распространенный метод – это центрифугирование, так как с его помощью можно нанести однородную пленку, при этом контролировать ее толщину.

3. Предварительное задубливание- сушка при высоких температурах.

4. Экспонирование- засветка фоторезиста через фотошаблон с рисунком с помощью ультрафиолета.

5. Проявление

6. Обработка поверхности — травление, электроосаждение, снятие фоторезиста.

4.1.1. Резист

Резист- полимерные материалы, неподдающиеся процессу травления. Они делятся на два вида: позитивные и негативные. Различие заключается в том, что после воздействия экспонирующего облучения растворимость негативных резистов в проявителе уменьшается, а у позитивных увеличивается.

Из-за того, что удалить только не нужный резист после экспонирования и проявления не всегда возможно, вводят коэффициент , показывающий долю оставшегося резиста.

Не трудно догадаться, что величина D зависит и от энергии падающего излучения, чей график представлен на рисунке 4.3. При малой величине энергии экспонирующего облучения негативный резист обладает полной растворимостью в проявителяе. Нерастворимость же начинает проявляться лишь с порогового значения E_t. Положительный резист является полным отражением негативного.

В качестве негативного резиста при оптической литографии применяют полимер, смешанный с фоточувствительным соединением, которое при активации под действием излучения передает энергию молекулам полимера, что способствует образованию поперечных связей между цепочками полимера- происходит полимеризация. Это приводит к увеличению молекулярного веса и нерастворимости резиста в проявителе.

При проявлении пленка негативного резиста разбухает, и неэкспонированная его часть с низким молекулярным весом растворяется. Негативной стороной процесса является уменьшение разрешающей способности негативной пленки.

Как показано на рисунке 4.3 (в), растворимость позитивного резиста в проявителе имеется даже при нулевом значении энергии облучения. При ее дальнейшем увеличении растворимость будет расти до порогового значения E_t, после которого наступает полная растворимость резиста.

В качестве позитивного резиста используют полимер, смешанный с нерастворимым в проявителе фоточувствительным соединением. В области экспонирования соединение поглощает энергию облучения и становиться растворимым- происходит фоторазложение. В отличие от неготивного резиста проявитель не пропитывает всю пленку, и она не разбухает, что позволяет сохранить разрешающую способность.

Однако, несмотря на свой недостаток в разрешающей способности, главным преимуществом негативного резиста является малое время экспонирования, поэтому выбор резиста зависит от задачи, а также затрачиваемых средств.