Коледов Л.А. - Технология ИС (1086443), страница 75
Текст из файла (страница 75)
В процессе вжигания частицы стекла расплавляются, спекаясь с частицами проводящей фазы. Стекло образует механически прочное сцепление с материалом подложки. В последние годы были разработаны полимерные резистивные пасты, например на основе лака ДФ-971. Проводящим наполнителем в них является технический углерод, а также коллоидно-графитовый препарат Из этих материалов изготавливается лакосажевая суспензия, наносимая на подложку из слоистого пластика методом трафаретной печати.
После нанесения проводится полимеризация пасты. Здесь не требуется громоздких энергоемких печей для вжигания, однако характеристики резисторов (например, ТК1(= = 10 ' град ') не позволяют использовать их в производстве большинства гибридных микросхем. 11.4. ОПЕРАЦИИ ФОРМИРОВАНИЯ КОНФИГУРАЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ Получение заданных конфигураций, размеров и взаимного расположения элементов осуществляется в несколько этапов в соото ветствии с количеством слоев микросхемы и топологией каждого слоя. Поэтому необходимо точное совмещение изображений каждого слоя друг с другом. Техника получения послойных изображений основана на применении локальных технологических обработок.
В зависимости от способа локализации все методы получения изображений можно разбить на три группы: метод свободной маски, метод контах~ной маски, локальная обработка без масок. Метод сеободнои маски применяется при формировании пленочных элементов. Свободная (сменная) маска — это пластина с отверстиями, размеры, конфигурация и взаимное расположение которых соответствуют топологическому рисунку формируемого пленочного слоя микросхемы. Свободная маска экранирует нужные участки подложки от нанесения пленки.
Свободная маска является инструментом многократного пользования. Методы с использованием конуакгяых масок (рнс. 11.31) могут применяться для получения любых микросхем. Контактная маска в виде рельефного слоя с отверстиями предназначена для однократного пользования. Контактная маска изготавливается непосредственно на подложке или пластине и удерживается на ее поверхности силами адгезионного сцепления. Контактные маски могут формироваться 332 Пбенна нана и Подавлена процесса Подспудна После Несло Песни литоедаРии Подоплека дсплсдение Гдпдление ) ) ! После одолении нпсни а) ду Рис. 11.31.
Формирование конфигурации элементов микросхемы с исиольэоваииеи. — сеаистниной маски — субтрак наний метод; б — «онтактиой маски — аддитнений метод с помощью оптической, рентгеновской, электронной литографии и др. Наиболее изучена, технически отработана и широко применяется в производстве микросхем контактная фотолитография. Локальная обработка без масок может выполняться с помощью остросфокусированного луча (электронного, ионного, лазерного), включением, выключением и перемещением которого по заданной программе управляют с помощью ЭВМ Для получения контактных и прецизионных свободных масок применяют разнообразные литографические процессы. В них на поверхности формируют слой резистивного, т.
е. стойкого к последующим технологическим воздействиям, материала, способного под действием облучения определенной длины волны необратимо изменять свои свойства и прежде всего стойкость к специальным составам— проявителям. Этот резистивный слой локально облучают с помощью специально изготовленного шаблона. После обработки в проявителе за счет удаления в резистивном слое локальных участков получают резистивную маску. В зависимое~и от длины волны применяемого излучения различают оптическую, рентгеновскую, электронную и ионную литографию, Оптическая литография (фотолитография) в соответствии со способами облучения (экспонирования) может быть контактной и 333 рис.
11.33. Процесс литографического переноса изображения Лроядлгниг изсдролггния 5!Ог Йм ФФ Нангсгног спит ансиая нпгп слпя и-типо ,Диффузия проноси - типа ляизпляооо Диффузия лрингсо р- типа д одяпсть дазьу З(иффуз проноси снрмтпго слоя стоп еп ее'1 е !)еп' Диффузи приноси д л- типо д ой«ость «иттгр ((((1! 1 ((! Литагрпфингсно ' праагсс Лодгптпд« 1 плпст они «рснноя р-упопп Кпнгсанио нгтпллизп 7 Контроль гптпдьи у сп ру«игур Нсньтгнис зптитнсгс пс«рштия д д) бесконтактной.
В фотолитографии используются три метода переноса изображений: теневой, проекционный в масштабе 1:! и проекционный с уменьшением в 4...10 раз. Имеются устройства генерирования изображений непосредственно на кремниевые пластины. Рентгеяолитография представляет собой разновидность теневои литографии, в которой вместо источника света используется источник рентгеновского излучения.
Отсутствие рентгеновской оптики не позволяет использовать проекционные способы. Электронная (электронно-лучевая) литография осуществляется в двух вариантах. В первом — конфигурации получают на обрабатываемой поверхности за счет переноса электронов через маску без уменьшения или с уменьшением изображения. Во втором — рисунок вычерчивается с помощью гравировки (сканирования) электронным лучом малого сечения, который, как правило, управляется (отклоняется, включается и выключается) с помощью ЭВМ.
В ионяо-лучевой литографии используют экспонирование рисунков в резисте потоком ионов. Один способ основан на облучении коллимированным ионным лучом шаблона, находягцегося на небольшом расстоянии от покрытой резистом подложки, второй — на сканированки сфокусированного ионного луча по поверхности покрытой резистом подложки с целью создания рисунка. Рис, 11.32. Роль и значение операций литографии в типовом технологическом процее изготовления интегральных микросхем по планарно-зпитаксиальиой технологии 334 В производстве современных микросхем литография †сам универсальная и наиболее часто повторяющаяся технологическая фпторгзист операция (рис.
1!.32). Она позволяет воспроизводимо и с большой точностью выполнять сложные рисунки с размерами элементов до одного и менее микрона на разно- ут-озяунгниг образных материалах (рис.!1.33). ( ! 1 ( 1 фотпшпдлпн Литография применяется при из- Удаление готовлении полупроводниковых и пленочных структур, для получения всевозможных канавок и углублений в полупроводниковых и 5! других материалах, С помощью литографии изготавливают шаблоны — инструменты для проведения самого процесса литографии, получают сквозные отверстия в фольге при изготовлении прецизионных свободных масок, трафаретов, печатных плат, гибких носителей кристаллов и т. д. Позитивные и негативные резисты.
В зависимости от происходящих в резистивном слое при воздействии актиничного излучения Рис. 1!.34. Формирование изображения в резистивной маске при использовании нега- тивного (а) н позитивного (б) резистов: у- акенннчное нанученне, З вЂ” шаблон, 3 — геенне, Е.— панночка фотохимических процессов резисты делятся на негативные и позитив. ные. Резисты, облученные участки которых удаляются в проявителях (за счет деструкции), а необлученные — остаются на подложке и образуют контактную маску, называются позитивно>ми.
Резисты, облученные участки которых в результате полимеризации становятся стойкими к воздействию проявителя и в отличие от необлученных участков остаются на подложке, образуя фг>торезистивную маску, называются негатианымп (рис. 11,34). При использовании позитивного резиста непредусмотренные прозрачные участки шаблона проявляются в виде проколов в пленке, а негативного . в виде островков. Там, где опасны проколы, приме- 1>яют негативный резист, а там, где опасны островки,— позитивный, Позитивные резисты позволяют получать меньшие размеры элементов и более четкие границы рисунка, а негативные — более стойки в процессах, связанных с электролитическим осаждением металлов и с глубоким травлением. В технологических производственных процессах часто применяюг сочетания позитивных и негативных резистов, это облегчает проведение некоторых технологических операций и позволяет повысить качество процесса литографии.
Шаблоны. К шаблонам предъявляются весьма жесткие требова-". ния: они должны иметь высокую разрешающую способность (до 2000 тиний/мм), достаточно большую площадь рабочего поля (это особенно важно при переходе на пластины диаметром 100... 200 мм), высокую контрастность; обеспечивать точность воспроизведения всех размеров изображения (на уровне 0,3...0,5 мкм), точность размеров шага между элементами (в пределах 1 мкм), стабильность рисунка во времени; быть стойкими к потиранию и проколам; иметь плоскостность рабочей поверхности не хуже 0,5 мкм на длине 25 мм.
Первоначально процесс изготовления шаблонов состоял из семи последовательных операций: вычерчивания оригинала, первичного отсъема, копирования прг>межуточнг>го оригинала, мультипликации, снятия первичных копий, изготовления эталонных и рабочих шаблонов. С появлением в начале 70-х годов генераторов изображений и быстродействующих фотоповторителей число операций сократилось до четырехэ Трудоемкий н многоступенчатый процесс изготовления первичного и промежуточного оригинала с помощью координатографа и редукционной камеры может быть заменен одним процессом последовательной печати элементов рисунка на стеклянную, покрытую резистом пластину, который может быть осуществлен двумя методами: сканированием сфокусированного светового или электронного луча, управляемого по заданной программе вычислительным устройством; фотонабором, при котором весь рисунок разделяют на элементарные прямоугольники с различным отношением сторон и определенной их ориентацией по углу, затем с помощью координатного стола и диафрагм эти прямоугольники последователь..
ззб т но проецируют в необходимые места стеклянной пластины, на кото-, рой формируется шаблон. фотонаборный генератор кзображевнй содержнт следующне основные узлы. источник освещения с лампой-вспышкой нлн ртутной лампой сверхвысокого давлевнн; наборная дкафрагма изменяемой конфнгурацнн, вапрнмер в виде сходяшнхся лепестков, образуюшнх прямоугольные отверстия раэлнчного размера (до бб тыс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
