Электронная литография

При проведении электроннолучевой литографии в качестве электронорезиста используются материалы, которые под действием электронного облучения меняют свою растворимость. Основное достоинство электроннолучевой литографии – возможность экспонирования без использования шаблонов. Упрощённая схема установки для проведения электроннолучевой литографии имеет следующий вид:

1 – основание,

2 – катод,

3 – фокусирующий электрод,

4 – анод,

2,3,4 – электронная пушка

5 – короткофокусная магнитная линза,

6 – диафрагма,

7 – длиннофокусная линза,

8 – электростатическая отклоняющая система,

9 – столик,

10 – полупроводниковая пластина.

Электронная пушка, сформированная элементами (2), (3) и (4), обеспечивает получение электронного луча диаметром в несколько десятков мкм. С помощью короткофокусной линзы (5) и диафрагмы (6) производится фокусировка электронного луча (пятно с диаметром до 0.7 мкм). Длиннофокусная линза (7) предназначена для увеличения расстояния до полупроводниковой пластины. Такое увеличение расстояния необходимо для обеспечения сканирования электронным лучом большой площади поверхности. Для сканирования электронного луча применяют электростатическую отклоняющую систему (8). Для увеличения площади сканирования помимо электростатического отклонения луча в установке предусмотрено прецизионное механическое перемещение столика (9).

Основное достоинство электроннолучевой литографии - возможность экспозиции с использованием программного управления. Сканирование электронным лучом может обеспечиваться в растровом и векторном режиме.

При растровом режиме сканирования луч построчно проходит по всей поверхности пластины, однако его интенсивность в местах засветки значительно выше. При векторном сканировании электронный луч с большой интенсивностью сканирует только участки, подлежащие засветке. При переходе между участками происходит выключение электронного луча. электронная литография в настоящее время широко используется в технологии производства ИМС с малыми проектными нормами элементов, а также при изготовлении фотошаблонов.

Металлизация и токопроводящие плёнки в тимс

Для металлизации ИМС наиболее широкое распространение получили плёнки Al. В качестве отдельных элементов ИМС так же используются плёнки других металлов. Для создания перемычек и затворов полевых транзисторов в ТИМС используются плёнки сильнолегированного поликремния. Для напыления Ме плёнок в ТИМС в основном используется следующие методы:

1. Термовакуумного испарения

2. Электроннолучевого испарения

3. Ионно-плазменные методы осаждения.

Метод термовакуумного испарения заключается в нагреве материала испаряемой мишени до температур, позволяющих обеспечивать её эффективное испарение и последующее осаждение на поверхность п/п пластины.

1 – корпус вакуумной камеры

2 – плита

3 – окно

4 – откачивающая система

5 – тигель

6 – материал мишени

7 – подложкодержатель

8 – п/п пластина

9 – вращающийся затвор

Установка работает следующим образом. После загрузки пластин на подложкодержатель (7) и установки в тигель материала мишени из вакуумной камеры производится откачка воздуха для создания глубокого вакуума. Затем, пропуская электрический ток через тигель (5) , обеспечиваю его разогрев, приводящий к испарению материала мишени. Для управления процессом осаждения применяется вращающийся затвор (9), позволяющий открывать и закрывать поверхность п/п пластины. Для лучшей адгезии осаждаемой Ме плёнки осуществляют подогрев п/п пластины с помощью подогревателя, установленного в подложкодержатель.

В ТИМС для увеличения производительности установок термовакуумного напыления часто в качестве подложкодержателя используется специальный транспортёр, позволяющий последовательно подавать в рабочую зону загруженные п/п пластины. Для напыления многослойных Ме плёнок в установке термовакуумного напыления могут применяться несколько тиглей, на которых размещаются мишени из различных Ме.

7 – держатель мишени

8 – подложкодержатель

9 – п/п пластина

Метод электроннолучевого испарения отличается от термовакуумного способом испарения материала мишени. В электроннолучевом методе испарение материала мишени происходит в результате её облучения электронным лучом. В результате появляется возможность испарить тугоплавкие Ме. Упрощенная схема имеет следующий вид:

1 – катод

2 – фокусирующий электрод

3 – анод

4 – магнитная линза

5 – электронный луч

6 – материал испаряемой мишени