Фізико-технологічні основи фотолітографії - Курсовая работа

Сучасний стан і тенденції розвитку мікроелектроніки ставлять перед фотолітографією нові й усе більш складні задачі, обумовлені насамперед подальшою мініатюризацією елементів схем і різким підвищенням вимог до точності процесів фотолітографії. Крім того, при масовому виробництві інтегральних мікросхем особливу гостроту здобуває проблема відтворюваності фотолітографічного процесу, його технологічної стійкості. Сучасне устаткування дозволяє виготовляти фотошаблони-трафарети з мікронними і субмікронними елементами, роздільна здатність фоторезистів знаходиться на рівні сотих часток мікрона, розробка нових методів прецизійного фрезерування малюнка в металевих, напівпровідникових і діелектричних шарах дозволяє реалізувати на робочих пластинах структури, розміри елементів яких складають десяті частки мікрона.Фотолітографія - це сукупність фотохімічних процесів, серед яких можна виділити три основні етапи: формування на поверхні матеріалу шару фоторезисту, передавання зображення з шаблону на цей шар, формування конфігурації елементів пристроїв за допомогою маски з фоторезисту [1]. Фоторезисти, у яких розчинність експонованої ділянки зменшується, називають негативними, а фоторезисти, розчинність яких після опромінювання зростає - позитивними. Після обробки експонованого фоторезисту в суміші, яка усуває розчинні ділянки, утворюється рельєфне зображення (рельєф), яке повинно бути стійким до впливу агресивних факторів: кислот, лугів і т.д. Не зупиняючись на численних світлочутливих системах, покажемо, що процеси, які лежать в основі утворення рельєфного зображення поділяються на три групи: - фотополімеризація й утворення нерозчинних ділянок; найбільш типовими для системи, у якій використовується цей процес, є негативні фоторезисти - ефіри коричної кислоти і полівінілового спирту; У ряді випадків від фоторезистів не потрібно високої роздільної здатності, однак виникають вимоги поліпшення їхніх захисних властивостей, автоматизації процесів, удосконалення методів нанесення фоторезистів.Для одержання комплекту фотошаблонів - набору стекол із суміщенням множинних зображень, що мають малі розміри елементів і велику загальну площу - застосовуються три методи (або їх поєднання): оптико-механічний, обєднуючий проекцію малої площі з послідовною високороздільною мультиплікацією і заснований на застосуванні фотоповторювачів; сканування, у якому використовуються модулюючі по тривалості або амплітуді світлові або електронні пучки; растровий, який здійснюється за допомогою лінзових, дзеркальних або голографічних растрових пристроїв. При організації процесу доцільно виділити два види інформації: основну - про топологію структур і додаткову (або вторинну) - про тип шаблонів, мультиплікацію, порядок контролю і т.д. Такий розподіл має значення як для зменшення і мультиплікації (оскільки від типу шаблона будуть залежати умови експонування), так і для контролю шаблонів. Наприклад, фотошаблон для створення бази транзистора представляє прозорі вікна на темному полі і небезпечними дефектами є непрозорі острівці хрому. Один вид (задаючий) показує, яким чином виконуються помітки суміщення й обовязкові для складних приладів тестові структури, що дозволяють перевіряти роздільну здатність фотолітографії, технологічні параметри (поверхневий опір, дефекти окисла) і електричні параметри пристрою.Нанесення шару резиста на підкладку найчастіше здійснюється центрифугуванням (рис.1.6,а). Прилягаючий до підкладки граничний шар формується за рахунок зрівноважування відцентрової сили, пропорційної числу оборотів, і сили опору, що залежить від когезії молекул резиста. Якщо резист подається з дозатора або крапельниці на нерухому підкладку, час між нанесенням рідкого резиста і включенням центрифуги повинен бути мінімальним (0,5-1 с), щоб вязкість резиста не мінялася в результаті випаровування розчинників. Способи нанесення фоторезистів: а - центрифугування; б - розпилення; в - електростатичне нанесення; г-занурення; д - нанесення хвилями; 1 - дозатор для подачі резиста; 2 - підкладка; 3 - столик центрифуги; 4 - привід;5 - двигун; 6 - тахометр; 7 - планшайба, що нагрівається; 8 - підкладка: 9 - форсунка подачі речиста; 10 - форсунка; 11 - кільце для зарядження резиста; 12 - підкладка; 13 - заземлена основа; 14 - підкладки: 15 - фільтроване стиснене повітря; 16 - ємність для збору резисту; 17 - підкладка; 18 - ведучий ролик; 19 - подача резиста; 20 - ролик нанесення. Нанесення фоторезисту розпиленням (рис.1.6,б), дозволяє одержувати широкий інтервал товщини шарів, причому підкладка може мати неплоску поверхню.Від якості проведення фотолітографічних операцій залежить в основному відсоток виходу придатних виробів на стадії дослідно-конструкторських робіт, у професійному і серійному виробництві. Локальні дефекти можуть виникати в силу багатьох обставин: знаходитися у вихідному матеріалі, вноситися при термічних операціях епітаксії, дифузії й окислювання, залишатися на поверхні пластин при недостатньому очищенні; але все ж основним джерелом локальних дефектів є фотол

ВСТУП3

Розділ 1. ОСНОВИ ФОТОЛІТОГРАФІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

1.1.Фоторезисти і фотошаблони в фотолітографії

1.2. Методи виготовлення і характеристики фотошаблонів

1.3.Технологія фотолітографії13

Розділ 2. ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ ФОТОЛІТОГРАФІЇ

2.1.Порушення якості фотолітографії

2.2.Методи боротьби з причинами порушення якості фотолітографії

Розділ 3.МЕТОДИ ФОТОЛІТОГРАФІЇ

3.1.«Подвійна» фотолітографія

3.2.«Подвійні» фотошаблони

3.3. Фотолітографія з підшаром

3.4.«Вибухова» фотолітографія

3.5.Негативно-позитивна фотолітографія

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ