Литография

Литография - это процесс формирования элементов микросхем и полупроводниковых приборов фотографическими методами.

Сущность литографического процесса состоит в том, что на подложку наносят фоточувствительный слой (резист), а затем его засвечивают через фотошаблон, вытравливают канавки, напыляют проводящие и диэлектрические пленки и т.д. до изготовления полупроводникового прибора или микросхемы. По используемому для засветки резиста виду излучения литография подразделяется на фотолитографию (засветка ультрафиолетом) рентгенолитографию (засветка рентгеновским излучением), электронную и лазерную литографии (соответственно засветка резиста проводится электронами или лазерным излучением и т.д.). Известны ионнолитография, комбинированные виды литографий. Засветку можно производить перемещающимся лучом (проекционная сканирующая литография) или посредством наложения шаблона (контактная литография).

В настоящее время распространилось значительное количество как самостоятельных, так и комбинированных литографий. В числе самостоятельных литографий следует отметить лазерную литографию, реализуемую как по принципу фотолитографии, так и по принципу безрезистивной литографии. При безрезистивной литографии роль резиста выполняет покрытие (чаще графит), выжигаемое лазером или электронным лучом.

Разрешающие возможности литографий

На рис.5.1 представлены местоположения некоторых видов литографий относительно ширины разрешающей линии.

Рис. 5.1. Местоположения литографий относительно ширины разрешающей линии

Из рис. 5.1 видно, что с уменьшением длины волны засвечивающего излучения разрешающие возможности литографии возрастают.

Фотолитография

Чувствительные к свету органические соединения - фоторезисты (сокращенно ф/р) наносятся на поверхность подложки и подвергаются воздействию излучения (экспонируются). Использование специальной маски с прозрачными и непрозрачными полями – фотошаблона (сокращенно ф/ш) приводит к локальному воздействию излучения на фоторезист и, следовательно, к локальному изменению его свойств. Доза засвечивания подбирается на основании так называемых сенситометрических измерений, исходя из типа пленки и типа излучения.

Энергия фотона (Дж) для проведения фотолитографии рассчитывается по формуле: Еф= hc/ , где: h=6,62 Е-34 вт/с- постоянная Планка, С= 3 Е8м/с - скорость света, - длина волны, м.

Типовой литографический процесс

На рис.5.2. представлены основные этапы типового литографического процесса.

ф/р (позитив, негатив)		Сканер, шаблон	Репродуцирование
Нанесение ф/р	Сушка	Экспонирование	Мультипликация
Подложка	<T0,>T0 + Ar	Методы совмещения	Фотоповторитель
проявление	Дубление	травление	удаление ф/р
Проявитель (бромбензол)	КОН, NaOH	HCl, HF, плазма Ионы

Рис. 5.2. Основные этапы типового литографического процесса

Технологический процесс фотолитографии проводится в следующей последовательности: обработка подложки; нанесение фоторезиста и его сушка; совмещение и экспонирование; проявление защитного рельефа; сушка фоторезиста, задубливание; травление рельефа; удаление фоторезиста.