иготовленні НВІС.
Кислотостійкість - це стійкість фоторезиста до впливу травителей на основі азотної, плавикової, соляної та ін кислот. Критерієм кислотостійкості служить величина крайового і локального растравліванія. Її зазвичай оцінюють за величиною клина, що утворюється на краю плівки після травлення.
Важливим фактором, що впливає на дозвіл літографічного процесу в цілому, є контрастність зображення. Для поліпшення контрастності після операції експонування до прояви фоторезист сушать, чим досягається його однорідна щільність. Крім цього, можливе застосування антіотражающіх покриттів для виключення внутрішнього відображення в плівці фоторезисту. Це явище виникає через те, що відбитий потік інтерферує з проходять світлом, викликаючи додаткову засветку в місцях, захищених непрозорими ділянками фотошаблона. В результаті утворюється так званий "ореол", що викликає нерізкість і нерівність краї зображення.
Для нанесення рівномірного шару фоторезиста малої товщини на сильно рельєфну ступінчасту поверхню використовують багатошарові Фоторезисти, наприклад, двошарові. У цьому випадку спочатку експонують і проявляють верхній тонкий 0, 2-0, 4 мкм шар фоторезиста, а потім за допомогою реактивного іонного травлення переносять малюнок на другий більш товстий шар фоторезиста. Використання 3-х шарової структури, наприклад, фоторезист-SiOsub> 2-фоторезист, дозволяє при товщині 1, 6 мкм отримувати лінії шириною 0, 4 мкм. Багатошарові Фоторезисти можна застосовувати для отримання ліній субмікронного розміру.
Фотошаблони.
фотошаблонів - це плоскопараллельной пластина з прозорого матеріалу з малюнком з прозорих і непрозорих для світла ділянок, що утворюють топологію приладу, багаторазово повторену на поверхні пластини. Фотошаблони можуть бути скляними і плівковими, металізованими і емульсійними, прямими і зворотними. Найкращу роздільну здатність дають металізовані фотошаблони з покриттям з хрому або окису заліза - R ≥ 1000 ліній/мм. Основні вимоги до фотошаблонів - Це висока роздільна здатність, велика площа робочого поля, висока контрастність, висока оптична щільність непрозорих ділянок, точність відтворення розмірів малюнка не гірше 0, 5 мкм, точність кроку між елементами не гірше 0, 5 мкм, стабільність малюнка і його розмірів у часі, стійкість до стирання, площинність робочої поверхні.
На малюнку 2 представлена послідовність операцій виготовлення фотошаблонів різними методами. Найбільш простим і порівняно дешевим способом є оптико-механічний. Спосіб включає в себе такі операції як креслення оригіналу, його репродукування і проміжний відбирання, Мультиплікує з одночасним зменшенням розміру модуля до масштабу 1:1, виготовлення робочих копій фотошаблона. Недоліком цього способу є його багатоетапність, що визначає високу трудомісткість і велику тривалість процесу виготовлення. Тому оптико-механічний спосіб застосовують при виготовленні плат ГІС та ІМС малої або середньої ступені інтеграції.
Рис. 2 Послідовність технологічних операцій виготовлення фотошаблонів різними способами.
високопродуктивних є способи оптичного або електронного генерування зображення, які застосовують при виготовленні ВІС і НВІС. За характером конструктивного оформлення вони поділяються на мікрофотонабор, фотомонтаж і сканування з поелементної розгорткою.
Мікрофотонабор - це спосіб генерування зображення, коли малюнок створюють шляхом набору з окремих елементів прямокутної форми, розміри і розворот яких можуть змінюватися. Експоновані елементи формують за допомогою діафрагми за програмою і послідовно експонують.
При фотомонтаж малюнок набирають із стандартних елементів або фрагментів і послідовно експонують.
Сканування з поелементної розгорткою здійснюють світловим плямою, яке послідовно оббігає всю робочу поверхню заготовки фотошаблона по програмі.
Генератори зображення використовують в якості вихідних систем машинного проектування топології фотошаблонів ІМС. У результаті отримують еталонні фотошаблони ЕФШ, використовувати які у виробництві ІМС економічно недоцільно. Тому методом контактного друку з отриманого ЕФШ виготовляють необхідну кількість робочих копій, так звані робочі фотошаблони, які і застосовують в технології ІМС.
Якість виготовлених фотошаблонів багато в чому визначає відсоток виходу придатних ІМС, тому для ЕФШ застосовують 100%-ий контроль якості. Це насамперед перевірка лінійних розмірів під мікроскопом зі збільшенням не менш 500х і перевірка совмещаемость комплекту фотошаблонів по реперні знаки.
Контактна фотолітографія.
Суть процесу фотолітографії полягає у створенні на поверхні напівпровідникової (або ізолюючою) пластини захисного рельєфу необхідної конфігурації, що включає в себе велику кількість малюнків елементів ІС. Фотолітографія - це комплекс технологічних операцій, що допускають використання групових методів обробки і забезпечують тим самим високу продуктивність процесу в цілому.
Основними складовими процесу фотолітографії, визначальними її рівень, є фоторезист, фотошаблон і конкретна схема реалізації технологічного процесу, пов'язана з технічними характеристиками використовуваного обладнання.
Дефекти при проведенні процесу контактної фотолітографії.
Практично роздільна здатність процесу контактної фотолітографії 1, 5-2 мкм є гранично досяжною і гірше, ніж дають теоретичні оцінки (на рівні 1 мкм). Це викликано цілим рядом явищ, які супроводжують літографічний процес і знижують його роздільну здатність. Основними дефектами контактної фотолітографії, в зокрема, є: наявність проколів у плівці фоторезисту, неоднорідність товщини плівки фоторезиста, освіта клина травлення, нерівність краю проявленої плівки фоторезиста, зміна геометричних розмірів і наявність "Ореолу" по краю зображення.
Поява проколів у плівці фоторезисту пов'язано з неякісним або зношеним фотошаблонів, різного роду забрудненнями, поганий смачиваемостью поверхні пластини або перегрівом плівки фоторезиста при експонуванні. Як правило, при травленні проколи переходять в окісної захисний шар і є "паразитними" областями локальної дифузії домішок, що може призвести до закороченні р-n переходів.
Неоднорідність по товщині плівки фоторезиста призводить до несплошності контакту з фотошаблонів і труднощі в підборі часу експонування.
Найбільш часто зустрічається дефект - утворення клина травлення. Клин травлення виникає при розтині вікон в захисному шарі окисла і впливає на розмір дифузійної області мал. 3.
Рис. 3. Схематичне зображення клина травлення в захисному шарі SiO2.
При наявності клина розміри дифузійної області додатково збільшуються і можуть бути визначені з наступного виразу
dдіффуз = dокна + 2 Г— hдіффуз Г— (1 + k/10L),
де hдіффуз - глибина дифузії. При товщині оксиду 0, 7-0, 8 мкм; k = 1-2 мкм для негативних фоторезистов і 0, 3-0, 4 мкм для позитивних. Причини появи клина пов'язані з неправильно підібраного експозицією, поганим контактом між пластиною і фотошаблони, недостатньою оптичною щільністю непрозорих ділянок фотошаблона, неперпендикулярних падінням світла на фотошаблон, неякісним проявом фоторезиста.
Дефекти, пов'язані з нерівністю краї плівки фоторезиста з'являються при неправильних режимах прояви і експозиції, при наявності в фоторезист сторонніх часток розміром 0, 3-0, 5 мкм, при неякісних фотошаблонах.
Мінімальний геометричний розмір елемента залежить від довжини хвилі випромінювання О», відстані між фотошаблонів і пластиною z і товщини фоторезиста h, які пов'язані між собою співвідношенням bmin = 3/2 Г— [О» Г— (z + h/2)] 1/2. Тому при поганому контакті пластини і фотошаблона, тобто при зазорі, виникає дифракція, яка і спотворює розміри експонується області. До спотворення геометричних розмірів малюнка можуть призвести також неправильно підібрані режими експонування і прояви.
І...
