Материал: LS-Sb89583

ских рисунков соответствующих слоёв. Совмещение считается выполненным, если при введении одного знака совмещения внутрь другого по всему

Рис. 5.2. Схемы: а – совмещения и б – контактного экспонирования;

контуру просматривается зазор.

Погрешность совмещения учитывается при расчёте размеров областей каждого слоя. Обычно фотошаблон очередного слоя совмещается с предыдущим (по ходу технологического процесса) слоем, уже сформированным на пластине.

После выполнения совмещения микроскоп отводится, а на его место подводится осветитель, жёсткосвязанный с микроскопом на каретке (или на поворотной турели). Оператор включает осветитель одновременно с реле времени, которое контролирует время экспонирования (от 3 до 30 с).

4. Проявление − обработка засвеченных пластин в проявителе (6 %

КОН), в результате чего удаляются облученные участки фотослоя. Режимы проявления: пластина закрепляется на столике центрифуги вакуумом, раскручивается со скоростью от 1000 до 5000 об./мин; во время вращения на пластину подается проявитель (3...50 с), затем пластина промывается водой (10 … 45 с) и сушится воздухом высокого давления (10...45 с).

5.Промежуточный контроль – на контрольной пластине под микроскопом проверяется качество проявленного рисунка.

6.Задубливание ФР – окончательная сушка, полимеризация ФР в

ИК-печи (Лада-125) при температуре от 120 до 160 °С в течение 6…13 мин. 7. Травление проявленных областей − вытравливание рельефа в техно-

31

логическом слое (диэлектрическом или металлическом). При травлении в жидких травителях используются водные растворы неорганических соединений (обычно, кислот). Химический состав и концентрация травителя в растворе подбираются таким образом, чтобы поверхностный слой растворялся активно, а нижележащий – не растворялся.

К моменту окончания растворения слоя в "окне" фотомаски боковое травление оказывается примерно равным толщине слоя, однако момент окончания травления зависит от размеров вытравливаемого элемента (окна в маске). В мелких элементах массообмен затруднён и скорость травления ниже, чем в крупных элементах.

Существенное повышение точности травления достигается при использовании вакуумплазменных ("сухих") методов травления, при которых разрушение слоя происходит механически за счёт бомбардировки потоком заряженных частиц (ионов инертного газа). Поскольку движение ионов инертного газа (обычно, аргона) происходит по нормали к поверхности пластины, вытравленные участки точно соответствуют размерам окон фотомаски, т. е. эффект подтравливания отсутствует.

8)Удаление ФР – окончательное снятие ФР в 98%-й азотной кислоте (снятие резиста возможно также в плазме или кипячением в органике).

9)Выходной контроль – окончательная проверка чистоты поверхности пластин, качества совмещения, качества проявленного фотослоя, линейных размеров краев элементов.

Браки фотолитографии делятся на окончательные и те, которые можно исправить. До травления почти все браки можно исправить, после травления уже нет.

Основные виды браков фотолитографии:

∙брак нанесения ФР (неравномерность, дефект поверхности, попадание грязи или недостаточная скорость вращения центрифуги);

∙брак на треке – пересушка (микротрещины ФР – сверху покрыт кор-

кой, а внутри он мягкий) или недосушка (отсутствие защитной маски);

∙брак совмещения (рассовмещение или перепутан шаблон);

∙брак проявления (недопроявление или перепроявление);

∙брак контроля (недосмотр).

Главное требование для процесса фотолитографии – вакуумная гигиена: не более пяти пылинок диаметром 0,5 мкм в рабочей зоне; работа только в специальных защитных костюмах.

32

5.2.Порядок выполнения работы

1.Получить инструктаж по технике безопасности от руководителя ра-

боты.

2.Ознакомиться с установкой совмещения и экспонирования, ее техническим описанием и характеристиками.

3.Получить от руководителя работы контрольные пластины с нанесенным на лицевую сторону фоторезистом и фотошаблон.

4.Установить кассету с контрольными пластинами на платформу подающей кассеты, чтобы она фиксировалась на платформе стержнем, находящимся внизу кассеты. Установить пустую кассету на платформу приемного механизма.

5.Закрыть обе кассеты защитными скафандрами из красного стекла

6.Надев капроновые перчатки, установить шаблон на плиту шаблонодержателя рабочей стороной вверх и закрепить его двумя механическими зажимами, зафиксировав его положение вакуумом.

7.Зафиксировать рабочий столик в центре и, опустив шаблонодержатель, выставить его при помощи ручек в центральное положение. Закрепить плиту шаблонодержателя вакуумом.

8.Установить полуавтоматический режим работы нажатием кнопки

²полуавтомат² на пульте управления.

9.Нажать кнопку ²цикл² на блоке питания. Пластина сориентирована по базовому срезу (грубое совмещение) и подается на рабочий стол.

10.Снять вакуум с шаблонодержателя и совместить реперные модули на пластине с реперными модулями на шаблоне при помощи верхних винтов на манипуляторе.

11.Убрать стопор оптической системы и установить окуляры микроскопа над пластиной.

12.Установить на микроскопе увеличение, необходимое для проведения точного совмещения.

13.Установить микроскоп таким образом, чтобы рабочее поле шаблона располагалось симметрично оси объективов. При этом горизонтальные линии в левом поле микроскопа должны быть продолжением линий в правом поле.

14.Совместить фигуры совмещения на шаблоне с фигурами совмещения на пластине с помощью ручек точного совмещения, вписав их симметрично одна в другую.

33

15. Проверить точность совмещения, нажав клавишу ²контакт² на пульте управления. Провести экспонирование пластины, нажав клавишу

²экспонирование².

16. Проявить проэкспонированную пластину и проконтролировать качество проявленного фотослоя под микроскопом.

5.3. Отчет о работе

Отчет о работе должен содержать:

1. Краткие сведения о фотолитографии; ее особенности и основные ме-

тоды.

2.Описание основных этапов технологического процесса фотолито-

графии.

3.Краткое описание процесса совмещения и экспонирования.

4.Выводы по работе.

5.4.Контрольные вопросы

1.Опишите назначение, особенности и достоинства литографии.

2.Каковы методы литографии?

3.Чем определяется минимальный размер элементов топологического рисунка?

4.Какова длина волны ультрафиолетового излучения для фотолитографии, и что от неё зависит?

5.Опишите основные инструменты фотолитографии.

6.Опишите основные этапы технологического процесса фотолитогра-

фии.

7.Какие дефекты характерны для фотолитографического процесса?

Список рекомендуемой литературы

Черняев В. Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров: учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1987. С. 194–269.

Готра З. Ю. Технология микроэлектронных устройств: справочник. М.: Радио и связь, 1991. С. 298 – 418.