Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 152
Текст из файла (страница 152)
стнн, в которых вырезается нлн вытравливается рисунок желаемой гзвузомлп улусе а формы. Маска помещается в непосредстзениой близости от полложки, чем достигается осажденне нсдулсгл паряющегося вещества только на открытую поверхность подложкн. Регузирз см лонкн. нальиенл Лзппдзсчсг Такое устройство дла напыления приводятся на рнс. Е Толщина Лаумлуа пленкн контролнруется с помощью регулнрующего устройства н зас- Точное воснронзведенне рисунка маскн в осажденной пленка завнснт от следующлх факторов: 1) длина свободного пробега частиц испаряющегося вещества должна быть сравнительно большой по отношенню к расстоянию маска — подложка для того, чтобы ~~~ г избежать хаотической кокденсвцнн нспаряющегося вещества, обуслов.
ленной столкновениями межлу молхлш слил лекуламн, 2) коэффициент сцеплення отражаемого потока частиц вещества с подложкой должен маску. э»с. к осзмкснче тзззкз езсзек чюсз быть блнзккм к единвце, ве избе- жанне вторнчного испаренна н осаждения, так кзк прн этом ве. щесгво проникает под маску. Прн нспареннн в высоком вакууме и прн достаточно низкой температуре подложки, когда маска находится в непосредственном контакте с подложной, эффект рассенввння обычно не заметен. В случае катодного 'распылення прн повышенном давлении в вакуумной системе иногда трудно создать четкие линии рисунка в пленке нз-за отражения и вторичного осаждения конденсирующегося вещества, Точность тонкопленочных рисунков, нзготовленных методом напыления через маскн, ограничнваетса механнческкмн свойствами матернала мвскк 660 2.
Оашкдеиие.плюши через маски и точкостью методов изготовлеиия масок. Поскольку тоикоплеиочиые элемеиты и микросхемы создаются в результате нескольких последователь. иыч операций вапылеиия, то геометрическое соответствие рисуиков в мас. ках — называемое обычно совмещеиием — являетси важным требоваивем. Наконец, маски для иапылеиия имеют топологические ограиичеаия, поскольку целиком рисунок в маске са всемв соедииеииями ие может быть изготовлеи, чтобы ве оставались очерчеииыми участки, соединяемые мекаиически. Из.за этих ограничений в ряде техиологическик процессов изготовления микросхем зачастую метод иапылеиия через маски является иеприемлемым.
А. Изготовление масок для напыленнн Для изготовлеиия маски для иапылеиия необходимо из целой заготовки — пластииы точно и селективио образовать отдельиые участки, соответствующие в целом эадаииому рисунку. Это можно сделать мехаииче. ским или химическим способом, в зависимости от типа и толщииы выбраииого материала маски. При выборе материала руководствуются желанием изготовить маску, которая сохранила бы свои геометрические размеры и пласкостиость как можно дольше, даже при позышеииых температурах осаждения пленки. При этом материал маски должен иметь достаточиую для мехаиической обработки прочность.
Чаще всего используются металлы, сплавы, ииеющие низкий коэффициент термического расширения, пРоч. вость которых позволяет подвергать их иехаиической обработке. Графит тоже хорошо выдерживает мехаиическую обработку и хорошо сохраияет геометрические размеры. Однако из него можно изготавливать только довольно грубые формы масок, поскольку для создания сложного рисуика в заготовке ои слишком хрупок. Другим подходящим материалом, с точка зрения прочности, коэффициеита термического расширения и плоскостяостн является стекло. Вообще стекло с трудом поддается механической обработке и толью стекла определеииых составов, применяемые для изготоелеиия масок поддаются фотохимической обработке.
Ф) Механические способы. Для изготовления в заготовках масок (из металла и сплавов) отверстий различиой формы имеется несколько способов. Простейшим из иих является зыдавливаиие (штамповка) отверстий, ио при этом форма рисунков бывает непразильиой, а маски в зиачитель.
ной мере теряют плоскостиосгь 1!!. Более высокая точность достигзетсв при . исаользоваиии соответствующего режушего и саерлильиого ииструмеита. Изготовление сложных масок вручную является трудоемким я дорогим способом. Эта трудность преодолевается с помощью автоматизации обработки.
Система автоматического рассверливаиия была описана и 196! г. Делаио (!). Эта система сап~сит иэ коордииатиого столика, который приводится в даижеиие от электромотора с подачей в О,!25 мм и точиосгью отсчета 0,005 мм. На столике крепится алюминиевая заготовка, в которой вырезан рисунок требуемой формы. Режущий ииструмеит жестко закреплен иа каретке, а каретка опускается иа заготовки по команда от устройства для считывания с перфокарт. Создзииые таким способом рисуики состоят из отверстий и ливий в прямоугольной системе коордиаат. Простейшие автоматизироваииые системы использовались для мехавического изготовлеиия масок «з высоко плотиых графитовых заготовок (2).
Этот метод является экономичным и обеспечивает допуск по ширине лииии ~0,005 мм. Основное ограничение этого метода состоит в том, что при его примеиеиии можко изготавливать рисунки лишь довольно иесложиой формы, 2. Освжденне пленок через маски пленкой никеля, в оставшаяся часть медной пластины служит в качестве несущей. В этом случае можно получать рнсунои с допуском ~0,0025 мм.
Маска, покпэвнпая на рис. 3, изготовлена таким методом [1О). В этом слу. чае слои фоторезпста н никеля наносились на пластину иэ медно-бериллиепого сплава толщиной 0,78 мм. Ширниз линий в пленке никеле (рнс. З,а) равна 0,05 мм с допускам ~0,005 мм. Большие окне в несущей Ркс. В. Нжмповвв ывскв, воктчопквв гвльввнпчссквы сяосоеоыг а — лвяеввя сторона подложки с высокпп рвэрсаспвсщ Ь вЂ” сторона подложко в плпрэвлспвв всточпкка для пвпылснкя. В опорков пластккс видны Ьольжпс окпп 1101. пластине (рнс. З,Ь) изготавливается методом трввленик так, что рисунок, полученный напылением, формируется только маской в тонком слое ии. келя.
8) Стеклянные маски, При напылении через маски часто применяются стеклянные подложки с линейными размерами от 25 до 250 мм. В этом случае различие коэффициентов расширения (у металлов он более высокий), особенно при нвгреванни подложки, ведет к образованию смещения напыляемого рисунке. По этой причине были сделаны попытки применить стеклянные маски.
Возможности механической обработки стекла ограничиваются пескоструйной обработкой н ультразвуковой резкой. Кроме того кимическое травление обеспечивает получение нв стеклянных пластинах приемлемые разрешение и четкость креев линии. Практически для произ. водствв масок применяются фоточувствительные стекла особого типа, изве- Гл. 7. Формирование рисунков в тшмпш жваппад стные аод маркой го1о1огш Вго ~1Ц. Это стекло изготавливается в аиде тонких пластин в оно ввлвется светочувствительным до обжига. На необожженных пластинах фотографическим способом создается рисунок нсобходнмой формы, который потом зытравливаетси химическим способом, после чего протравленные пластины обжигаются.
Так как состав стекла и весь технологический процесс изготовления таких масок в печати ие публикуются, поэтому необходимо, чтобы все требования к маскам были точно определены потребителем. Из-за зернистости структуры стеклокерамическнх пяастин„ толщена которых сравнима с толщиной предметных стекол, получаемые минималь. иые размеры отэерстнй составляют по шиРине 0,125 мм, с допуском после травления ~0020 йм. Получение заданных размеров затрудняется нз-эа большой усадкн (до !О'й) зо время обжига заготовок. Маски необходимо тщательно проверять яа коробление, потому что в этом случае не обеспечивается хороший контакт маски с подложкой, а это в дальнейшем приводят к отклоненяю размеров в тонкопленочном рясунке элементов мькро. схемы. Необходимо соблшдать вса меры предосторожности при обращении со стеклянными масками, в частности прн очистке, во избежание нх разрушения.
4) Очистка ыааяи. Все маски, независимо от материала, из которого онн изготовлены и твхяологпя нх получения, перед использованием необходимо подвергать тщательной очистке н коитролю. Частицы пыли, волокна или откоды, образующиеса в результате механической обработки, могут привести к образованию разрывон в напылением рисунке микросхемы. Загрязнения поэеркиости, в частности, масляные, жировые пятна нлн другие органические вещества в процессе нагревания маски могут испаряться и конденснроватьсн на подложке, что может служить причиной плохой адге.
ани пленки к подложке. Обычные спбсобы очистки масок состоят пз обеэ. гаживання нлн обработки ультразвуком в органических растворителях нли водных моющих растворах. Образование скоплений напыляемого вещества на масках, толщина ко. торых срввяима с размерами самых малых отверстий, приводит к умеяьшеиию точности иосаедозательно напиленных пленочных рясунков. Поэтому такяе скопления периодичесни необходимо удалять.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
