Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 154
Текст из файла (страница 154)
Из.за того, что в производстве полупроводниковых схем ширина получаемых линий обычно должна быть равна 0,025 мм н менее, маски для напыления в этой области применения не находят широкого использованию Исключение составляют маски, получаемые из молибденовой фааьги с'вытравленными в ией отверстиями для изготовления точечных металлических контактов (см. рис. 4). В этом случае требования к размеру пленки 0,1 мм с допуском 0,0! мм вполНе обеспечиваются технологическим процессом. Другим примером применения масок для напыления является изготовление пленочных электродов на тонкой пленке дву. окиси кремния для снятия вольт-амнериых характеристик, необходимых при оценке качества диэлектрического слоя.
В этом случае получение рисунка небольших размеров с высокой точностью яе является очень важ., иым — важнее сохранить эысокую чистоту окисла. Если электроды пего. тавливаются фотолитографическим методом с последующим травлением, окисел в значительной степени загрязияетси примесями. Таблица 1 Характернстмки пасек для напылении Мнв ем. !щзиер отверстие, икн Лоатс», нки Типы насек Примечание Хрупкан, дорогостоящая 125 Трапаеное стекло (Рйо!огш-В) .
Перфорированный ме- талл Гравированный (высверленные) металл или графит Металл, обработанный дуговым способом Травленая металлпг ческая фольга Металлическая злектролитнческая пленка Проволочная сетка ° > 1,0 П Зависит ат плотности аряаегзиия маски к ноддамке, температуры и эидв ьееыч личного вещества.
Г. применение масок для нанмлення Лешевав, но не обеспечивает необходимую плоско.' стность Ручная обработка; доро-' гостоящая, при автоматиза-. ции 'процесса — ограиичеяиое колячество фору Требуетсп спецнальнпе оборудовущщ дорогостоящая Зависимость ст толшиньц Фольга Ме '. " Хрупкая Ограниченное количество Форм 2. Осажденпе пленок через маснн Мясин для напыления шнроно используются в тех случаях, когда пленкой необходимо покрыть довольно большяе участин подложки я когда минимальные размеры элементов превышают 0,05 мм. Большая часть тонкопленочной схемы состонт яз резисторов, конденсаторов н токоведущнх Ф Рно.
т. Арнолнннн тонненноночннн хема (100 нчоонд нототоотоннон иотовон вавы нонне через 0 раоннчнмн мотом рнннорм ноаножнн 60.ВХЗДВ мм. Шнрннн ннннз 0,06 нм н ОЛ нн. дорожек, н твк же, как и криогенные схемы,они располагаются нз довольно большой площади стеклянной подложки. Длн нзготовлення таких микросхем применяются маски, В случае криогенных приборов для получение заданного рисунка необходнмо в процессе напыления менять маскн, потому что осажденные пленки сверхпроводящнх'металлов не должны под- Гл. 7.
Формирование рнсуцков в тонких в,венках вергаться воздействию воздуха. На рнс. 7 показана кряогенная мнкросхе. ма, иллюстрирующая разновидность схем, которые можно изготавливать таким методом, и возможные уровни контроля технологического процесса. Кроме перечисленных выше случаев, маскн для напыления нспользу. ются прк создании тонкопленочного рисунка н в некоторык другнх мего. дах. Одним нз ннх является метод осаждеияя полнмерных пленок яз паров мономериых соединений. Поскольку в этом случае кондексацня пронсходнт только иа участках, где слой мономерного соедннеиня подвергается воз. действию ультрафиолетового излучения, то заданный контур рисунка можно получить маскированием подложкн от ультрафиолетовых лучей [16[.
Такие полимерные пленочные слои нлн могут попользоваться как диэлектрик в тонкопленочных конденсаторах [171, нлн для нзготовлення фоторезистивных масок в вакууме [!8[. Кроме того маски используются для нанесения сверхтонкнх пленок, служащнх в качестве эародышеобразователя для последующего осаждения более толстых пленок. После того, как на подложку нанесен очень тонкий слой заданной конфигурации, маска уда. ляется н вся поверхность подложкн подвергается воэдействню паров лругого вещества для выращнвання пленкн заданной толщины. Зарождение второго слоя может быть либо ограничено выбором испарнюшнхся веществ и условнй осажденнв [19, 20), либо совсем подавлено предварнтельной обработкой поверхности.
Амес н другие [21) сообщают„ что таким методом можно получать линна шириной около 0,002$ мм, при условия контроля наращивания краев пленки, предварительно нзпыленной через маску, 3. ФОТОДИТОГРАФНЯ Формирование рнсунка фотолитографическимк методами основано на нспользовапнк полимерной плеякн заданной конфигурация, нанесенной яа поверхность металлических нлн иэолнруюшнх пленок, покрызаюшнх всю поверхность подложки. Рисунок микросхемы наносятся на маскирующее покрытие иэ полимерной пленки и повторяется в пленке металла нлн изолирующего слоя вытравлнваняем незащищенных уяастков. Маскирующее покрытие го кэ полимерной пленки создается с помощью полимерных фоточувствительных матерналав, называемых фоторезнстамн, молекулярная структура и растворимость которых изменяются прн облученин фотокамн.
)хля того, чтобы выделить те участки, на которых следует изменить растворимость фоторезнста, и чтобы оградить их от воздействия светового излучения, необходимо иметь диапознтяв нли фотошаблон с рисунком требуемой конфигурацин. Этот процесс аналогнчен процессу контактной печати. применяемому в фотографии, за исключением того, что вслед за проявлением рксунка в слое фоторезнста, следует травленяе рисунка в пленке. нв которую нанесен фоторезнст и удаление полнмерного маскирующего покрытия.
Поскольку фотолнтографическне рнсувки формируются с помощью светового излучения, то таким методом можно создавать рнсункн с более сложной конфигурацией элементов н меньших размеров, чем нх получают осаждением пленок через металлические маски. Фотолнтографня в настоящее время стала преобладающим методом производства схем в микроэлектронике, потому что именно в этой области яаобходкма высокая точ. ность воспроизведения мелких деталей нлн элементов рнсунка микросхемы.
Примером создания таких элементов является вскрытие окон в пленке ю Защитный рельеф. [Принс нерее.). б70 3. Фотолитография двуокиси кремния для диффузии нлн металлиэации иа кремниевых подложках и создание контактных площадок микросхем. Требовании к создвыию элементов интегральных микросхем с минимальными размерами в значительной степени стямулировали развитие всех технологических процессов фотолитографии. Сюда вхолят: микрофотография, получение фогореэистав с высокой разрешающей с асобностью, высокоточное экспонирование, методы формироваыня рисунка и травление. Сюда же необходимо добавить все методы мультиплицироаания иэображений, разработанные для удовлетворения специфических требований микроэлектроники.
Эты методы мультнплицнрования сделалн возможным изготовление большинства выпускаемых микросхем малых размеров н модулей одного н того же вида в одном технологическом процессе. Это является очеыь важным фактором как с точки зрения экономики, так и однородности получаемых изделий. И хотя методы фотолитографии, применяемые на практике в различных лабораториях, значительно отличаются друг от друга, однако, принципиальные основы и технологические процессы, описанные в данном разлеле, уже утвердились. Обвар основных методов фотолитографии, применяемых е производстве полупроводкнкавых микросхем, был изложен Квструччи [22[. Работами, содержащими подробный перечень первоначальных источников по практическим методам и соответствующему оборудованию и аппаратуре являются «Справочник по технологии производства интегральных микросхем» [23) н монография по фотолитографии, изданная фирмой «Кодак» [24[.
Поскольну разрешающая способность, точность и формированне рисунков, получаемых вытравливанием, в значительной степени зависят от специфических методов, применяемых з фотографии, производство фотошаблонов нвляется одной нз важнейших частей технологии фотолитографии. А. Изготовление фотошаблонов Фотошаблоны для контактной печати представляют собой точное отображение рисунка, который необходимо получить травлением. Иэ-эа малых размеров рисунка, необходимого к воспроизведению, первоначально ан изготавливается в значительно увеличенном масштабе.
Затем ан уменьшается до конечных размеров в одну или несколько операций фотографическими методами. Почти во всех случаях размеры подложни значительно больше конечных размеров иэображения схем. Поэтомусамымэкономичным является воспроизвелеиие оригинала изображения несколько раз с целью образования матрицы рисунков, ы тогда большое количество кристаллов микросхем или модулей идентичной конфигурации можно изготовить на одной подлокгке всего за одну операцию контактной печати. Для обеспечения высокой точности размеров рисунка необходимо, чтобы оригинал рисунка был изготовлен с еще более высокой точностью. Те же самые требования касаются н операций уменьшения, а применяемые фотоэмульсни должны соответствовать разрешающей способности фотокамеры.
Кроме того, в технологии производства фотошаблонов все операции должны выполчягься в контролируемой атмосфере, потому что частицы пыли или механические повреждения, образовавшиеся иа любом этапе операции, в последующих операциях воспроизводятся, что приводит к образованию дефектов в рисунке после травления.
Не менее важным является поддержание постоянства температуры, потому что различие коэффициентов термического расширения аппаратуры и материалов приводит к заметным изменениям размеров рисунка. Б71 Гл. 7. Формирование рисунков в тонких пленкак Возникают и другие затрудкения из-эа того, что для создания рисунков .скем обычно требуется проводить не одну, а несколько операцнА трав. пения н. следовательно, необходимо применять комплект шаблонов. [грп создании нескольких рисунков на одной подложке особекно важно, чтобы рисунки, получаемые травлением пленок, точно соответствовалн фиксированному положению друг относительно друга.
Это может быть достигнуто только в том случае, если при изготовлении фотошаблонов и контактном печатании весь комплект фотошаблонов был изготовлен с одним и тем же коэффициентом уменьшению и высоким совершенством совмещения последующих рисунков друг относительно друга на всех операциях. Процесс выравнивания положения рисунков относительно друг друга н мера точности, с нотороА выполняется этэ операцию называется совмещением. Специальные знаки для совмещения в виде точек илн штрихов обычно размеща. ются в несколькнк участках матрицы рисунков для 'того, чтобы облегчить точное регулирование положения фотошаблоиа и рисунка относительно друг друга по всей плошади подложки при переходе от одного слоя к следлошему.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
