конспект лекций за второй семестр преподаватель Ляхова (12_Литография)

Посмотреть архив целиком


1.2. Методы получения рисунка


Определенная конфигурация может создаваться

- одновременно с нанесением материала (безмасочная),

- раздельно: сначала наносится слой материала, затем он покрывается резистом и селективно травится (масочная).


Масочная литография.


Масочная литография формирует защитный слой перед травлением.

Маска может наноситься

- на защищаемый слой,

- на подложку под наносимый слой (в результате вместе с маской удаляется ненужный материал).

Полимер маски под внешним воздействием может

- разрушаться в случае позитивного резиста или

- полимеризоваться в случае негативного резиста.



Рис. Позитивный и негативный резисты.


Фотошаблон для позитивного резиста повторяет требуемый рисунок, а для негативного – требует зеркального отображения.

Внешним воздействием на полимер маски может служить рассеянное оптическое излучение. Это групповой и потому производительный метод формирования рисунка. Рисунок защитного слоя с помощью контактного фотошаблона или проекционным способом.

Контактный фотошаблон оптимален для больших обрабатываемых поверхностей. Для повышения разрешающей способности и точности, уменьшения влияния дефектов изображения предварительно изготавливают фотооригинал в увеличенном масштабе в 10 ..30 раз.

Минимальный размер определяется длиной волны используемого света. Длина волны видимого света 0,35 – 0,7 мкм; ультрафиолетового излучения (УФ) – 0,1 – 0,3 мкм. УФ позволяет получить с помощью контактной фотолитографии минимальный размер  l = 0,1 мкм из-за размывания границы тени от фотошаблона. 


Рис. Недостатки контактного фотошаблона.


Для нивелирования дефектов вблизи границ вместо контактного фотошаблона используют проекционную фотолитографию. Рисунок ИС с маски проецируется на поверхность защитного покрытия, предотвращая воздействие оптического излучения на полимер. Маска может быть увеличенного размера, что уменьшает дефекты изготовления маски. Из-за аберрации изображения линзой возможно изготовления ИС небольшого размера.

Рис. Схема формирования проекционного изображения.


Иммерсионная литография — это технология, которая используется для улучшения проекционной литографии. Идея иммерсионной литографии заключается в том, что между маской-шаблоном и кремниевой подложкой используется дополнительная среда — жидкость. Скорость распространения света в веществе всегда меньше скорости распространения света в вакууме и зависит от коэффициента преломления этого вещества. Т.е. свет, проходящий через материал с высоким коэффициентом преломления, имеет меньшую длину волны (эффективная длина волны уменьшается в n раз, где n — коэффициент преломления среды), поэтому он может быть сфокусирован более точно.

Методика иммерсионной литографии подразумевает погружение кремниевых пластин в очищенную воду. Применение воды в этом процессе объясняется тем, что она имеет более высокий коэффициент преломления, чем воздух, что, в свою очередь, позволяет добиться увеличения разрешающей способности литографии без изменения длины волны источника излучения.

Установка NEMO: оптика и жидкость имеют коэффициент преломления порядка 1,6; а коэффициент преломления фоторезиста составляет 1,7. В установке NEMO лазерный луч разделяется на два, а затем эти лучи перекрещиваются, создавая интерференционную картину, или интерферограмму, позволяющую при помощи стандартного процесса иммерсионной литографии добиться более близкого расположения соседних линий на пластине. до 29,9 нм, разделенные одинаковыми пробелами. Это позволяет реализовать 32-нанометровая технологию.

Рис. Схема иммерсионной литографии.



.


Для создания периодически повторяемых изображений используется интерференционная литография.