Маски для напыления

Разновидности Ф. т. наз. взрывная (для получения рисунка на пленках металла) и инверсионная (для получения профиля изображения с отрицат. наклоном стенок). В первом случае рисунок получается путем напыления слоя металла на пластину с проявленным фоторезистом, а при снятии фоторезиста удаляют часть металлич. слоя, осевшего на маску во втором - на позитивном фоторезисте получают негативный рис ок. [c.171]

ГО.054.040 Маски для напыления элементов микросхем. Типовые [c.133]

Внутри рабочей камеры расположены нагреватели 6 для обезгаживания, испаритель 8 для нагрева напыляемых веществ, трафарет (маска) 9, обеспечивающий заданную конфигурацию тонкопленочного слоя, и подложка 10, на которой конденсируется испаряемое вещество. Между испарителем и маской помещена заслонка 3, позволяющая прекращать процесс напыления, как только толщина напыляемой пленки достигает требуемой величины. [c.7]

Последовательное напыление через маски отдельных тонкопленочных слоев для получения резисторов, конденсаторов, контактных площадок и проводников конечным результатом этого этапа является получение пассивной части микросхемы. [c.32]

Перед напылением маску и подложку закрепляют в специальных держателях и помещают в откачиваемый объем. Подложку нагревают до требуемой температуры и затем по очереди плотно прижимают к ней маски, через которые производят напыление. [c.33]

Через пятую маску напыляют выводные электроды в виде толстых слоев меди. Затем для предотвращения окисления подложку охлаждают и вынимают из вакуумной камеры. Для улучшения стабильности сопротивлений и емкостей, если они будут работать при повышенных температурах, после напыления производят термообработку микросхемы в окислительной среде при температуре около 300° С. После термообработки к выводным электродам присоединяют медные луженые проводники и на микросхему наносят слой защитного лака, чем и заканчивается изготовление ее пассивной части. Завершающим этапом изготовления микросхемы является припайка или приварка транзисторов и герметизация законченной микросхемы. [c.34]

Рис. 1-15. Расположение элементов при использовании метода напыления через маски.

Другим важным преимуществом этого метода является свобода выбора изолирующего материала. При обычном вакуумном напылении криотронов с использованием механических масок в качестве изолирующего материала применяется моноокись кремния. Применение моноокиси кремния объясняется тем, что она относительно легко наносится путем термического испарения в вакууме, не взаимодействует с подавляющим большинством материалов и, кроме того, процесс ее напыления может быть легко механизирован. Однако моноокись кремния отнюдь не является идеальным изолятором. При ее нанесении не удается полностью избежать образования пор и отверстий в очень тонких изолирующих слоях. Зти отверстия в изоляционном слое вызывают закорачивание лежащих по обе стороны от него сверхпроводящих слоев. Кроме того, возникающие при термо-циклировании внутренние напряжения в изоляционных слоях приводят к шелушению и расслоению тонкопленочной структуры. В связи с этим пытались заменить моноокись кремния органическими полимерными пленками, в которых оба вида повреждений отсутствуют. Однако специфической особенностью полимерных пленок является их способность растекаться и проникать под края механических масок. Кроме того, избыток паров органической жидкости загрязняет другие материалы, предназначенные для испарения, а также механические маски устройства, находящиеся в рабочем объеме вакуумной камеры. [c.59]

Маски, через которые производится напыление, могут содержать по нескольку сотен полосок. Таким образом, после резки одной пластины получается несколько сотен транзисторов. [c.68]

Для высокого вакуума о/Л п<1, т. е. число взаимодействий молекул и атомов газа в.объеме намного меньше числа взаимодействий молекул и атомов газа с поверхностью. Когда напыление пленок происходит при высоком вакууме, атомы испаряемого вещества летят независимо друг от друга по прямым линиям без взаимных столкновений ч столкновений с молекулами остаточных газов вплоть до конденсации на поверхности стенок сосуда. На противоположной к маске стенке образуется четкое изображение маски, на закрытых частях которой полностью отсутствуют конденсированные частички пара. Изображение маски в точности соответствует ее геометрической тени, которая могла бы быть получена в том случае, если испаритель заменить точечным источником света. [c.78]

Маскодержатель представляет собой стальной диск толщиной 3 мм и диаметр 150 мм. Диск закреплен на вертикальном валу, который вращается в подшипниках, установленных в стальных кронштейнах. Маскодержатель расположен ниже верхнего кронштейна, на котором закреплен держатель подложки. Таким образом, при повороте диска каждая маска по очереди совмещается с подложкой, чем обеспечивается последовательное напыление на нее тонкопленочных слоев, имеющих различный рисунок. Поворот испарителя дает возможность одновременно менять состав напыляемого материала. [c.273]

При использовании первого метода (метода раздельного напыления) маски на воздухе предварительно точно совмещаются с подложками, после чего устанавливаются на подколпачную карусель. В находящийся под этой каруселью испаритель (или специальную карусель испарителей) закладывается напыляемый материал, колпак опускается и откачивается до получения разрежения 1СН—10- мм рт. ст. Затем путем поворота карусели последовательно на каждую подложку через заранее совмещенную с ней маску напыляется только один какой-либо слой (например, только резистор, только диэлектрик или только одна обкладка конденсатора). После этого рабочий объем установки заполняют воздухом, колпак поднимают, подложки с масками вынимают и производят замену масок. Затем в такой же последовательности, но уже на другой установке и через другие маски на подложки напыляют следующий слой. Таким образом, при напылении каждого следующего слоя необходимо разгерметизировать рабочий объем установки. [c.276]

Второй метод (метод последовательного напыления за один технологический цикл откачки) заключается в том, что маски и подложки не совмещаются заранее на воздухе, а помещаются на отдельные карусели, которые могут перемещаться под вакуумным колпаком одна относительно другой. При повороте карусели масок относительно карусели подложек на определенный угол (60°) перед подложкой меняется маска и их совмещение происходит непосредственно в откачиваемом объеме. Благодаря этому за один технологический цикл откачки 276 [c.276]

Схема подколпачного устройства для раздельного напыления резисторов или конденсаторов показана на рис. 3-85, а на рис. 3-86 показан разрез рабочей камеры с непрерывным вращением карусели, на которой установлены предварительно совмещенные на воздухе маски [c.277]

Системы непрерывного действия более целесообразно использовать для нанесения пленок на всю площадь поверхности подложки, например, для металлизации лент, плоских заготовок и пластиковых изделий или для изготовления оптических покрытий линз. Если требуется определенная конфигурация слоя, то в процессе напыления применяют маски или используют метод травления уже напыленного слоя. Однако метод дифференциального травления, вообще говоря, не применим для получения многослойных пленочных структур методом напыления, ради которых, собственно, и были созданы рассматриваемые высокомеханизированные системы. Поэтому для изготовления многослойных микроэлектронных схем приходится применять маски и устройства для их смены. Большие трудности возникают при прецизионном совмещении последовательно серии масок с подложкой внутри вакуумной системы. Непосредственный контакт маски с подложкой может привести к нежелательному изменению маски из-за теплового расширения или коробления. Однако еще более существенно то, что по мере миниатюризации тонкопленочных элементов техника напыления оказывается уже не в состоянии обеспечить требуемую точность размеров, реализуемую лишь с помощью прецизионных фотолитографических методов (см. гл. 7). Именно поэтому в последние годы использование автоматизированных напылительных систем для микроэлектронных применений заметно снизилось. Растущий объем производства полупроводниковых микросхем, изготавливаемых методами полупроводниковой технологии, делает с экономической точки зрения все более привлекательным применение простых систем непрерывного действия для осаждения лишь одного слоя. Хотя стоимость таких систем пока еще в несколько раз больше, чем у обычных установок последовательного типа, их производительность выше. По мере накопления опыта работы с уже применяемыми в настоящее время такими элементами систем, как входные вакуумные шлюзы, испарители большой емкости и устройства для контроля процессов осаждения, представляется все более и более осуществимой идея использования вычислительных машин для контроля всем процессом изготовления объектов. [c.310]

Для создания тонкопленочных рисунков микросхем требуется применение приспособлений, определенной формы, обычно называемых масками. Они могут быть изготовлены из металлических, графитовых или стеклянны.х пластин, в которых вырезается илн вытравливается рисунок желаемой формы. Маска помещается в непосредственной близости от подложки, чем достигается осаждение испаряющегося вещества только на открытую поверхность подложки. Такое устройство для напыления приводится на рис. 1. Толщина пленки контролируется с помощью регулирующего устройства и заслонки. [c.560]

Образование скоплен )й напыляемого вещества на масках, толщина которых сравнима с размерами самых малых отверстий, приводит к уменьшению точности последовательно напыленных пленочных рисунков. Поэтому такие скопления периодически необходимо удалять. Во избежание механических повреждений масок лучше всего это делать химическими способами. Для большинства металлов имеются избирательные травители, которые не взаимодействуют с материалом маски. Однако некоторые инертные материалы, такие как моноокись кремния или полимерные пленки растворяются только в очень агрессивных, широко применяемых реактивах, В таких случаях очистку масок можно обеспечить, предварительно создав покрытие из легко раствори.мого вещества, например, напыление пленки какого-нибудь металла. Образовавшиеся при последующих операциях напыления скопления инертных материалов можно затем удалить, воздействуя на подслой предварительно нанесенного вешества до тех пор, пока слой инертного материала не будет иметь сцепления с маской. Способы удаления скоплений с помощью парообразных химических реагентов были предложены ранее [12]. [c.564]

Гораздо труднее обеспечить контакт маски с подложкой и совмещение, когда при многократных операциях напыления необходимо менять маски непосредственно в вакуумной камере. Все перемещения по совмещению и обеспечение необходимого контакта маски с подложкой должны выполняться автоматически, без использования микроскопа. Устройство для автоматического совмещения состоит из направляющих штифтов и криволинейных пазов или кулачков, или других механических приспособлений. Кроме того, необходимо иметь приспособления в виде поворачивающихся дисков илч пакетных устройств для автоматической смены масок или под- [c.565]

Рис. 4. Маска из молибденовой ленты для напыления точечных металлических контактов.

Рис. 6. Напыление через проволочную маску

Использование масок для напыления определяется, главным образом, их стоимостью, характером контура рисунка и точностью его изготовления (допусками). Перечень всех этих факторов приводится в табл. 1. Сравнение минимальных размеров отверстий с учетом допусков при различных методах показывает, что относительная точность размеров в основном ниже 10%. Из-за того, что в производстве полупроводниковых схем ширина получаемых линий обычно должна быть равна 0,025 мм и менее, маски для напыления в этой области применения не находят широкого использования. Исключение составляют маски, получаемые из молибденовой фольги с вытравленными в ней отверстиями для изготовления точечных металлических контактов (см. рис. 4). В этом случае требования к размеру пленки 0,1 мм с допуском 0,01 мм вполне обеспечиваются технологическим процессом. Другим примером применения масок для напыления является изготовление пленочных электродов на тонкой пленке двуокиси кремния для снятия вольт-амперных характеристик, необходимых при оценке качества диэлектрического слоя. В этом случае получение рисунка небольших размеров с высокой точностью не является очень важным — важнее сохранить высокую чистоту окисла. Если электроды изготавливаются фотолитографическим методом с последующим травлением, окисел в значительной степени загрязняется примесями. [c.568]

Рабочие пластины в процессе работы подвергаются значительному износу и повреждениям, потому что они находятся в тесном контакте с подложками. В процессе контактного печатания они прижимаются со стороны, противоположной той, на которой находится слой фоторезиста, что зачастую приводит к тому, что частицы фоторезиста попадают в эмульсионный слой маски. Это намного ухудшает качество масок, потому что частицы фоторезиста удалить чрезвычайно трудно. Другими причинами являются царапины в эмульсионном слое, нанесенные твердыми частицами, или структурное несовершенство пленок, полученных методом напыления или катодного распыления. В результате эти дефекты прокалывают слой фоторезиста. Таким образом, продолжительность службы фотошаблонов ограничивается 20—50 операциями контактного печатания, в зависимости от типа подложек и мер предосторожности при обращении с фотошаблонами. Имеются сообщения об отдельных методах увеличения срока службы эмульсионных фотошаблонов. Некоторые из таких методов состоят в создании поверх эмульсионного слоя — защитного слоя из обычного воска или мягкой тонкой пластической пленки [26]. Это предотвращает воздействие на него дефектных точек и бугорков, находящихся на подложке. Однако эти методы не получили широкого распространения. [c.586]

Обратной маски Напыление меди Фототравление(экспонирование через негатив) Распыление тантала Вытравливание медв — [c.64]

Ф. обычно включает 1) нанесение фоторезиста на металл, диэлектрик или полупроводник методами центрифугирования, напыления или возгонки 2) сушку фоторезиста при 90-110 °С для улучшения его адгезии к подложке 3) экспонирование фоторезиста видимым или УФ излучением через фотошаблон (стжло, кварц и др.) с заданным рисунком для формирования скрытого изображения осуществляется с помощью ртутных ламп ( и контактном способе экспонирования) или лазеров (гл. обр. при проекц. способе) 4) проявление (визуализацию) скрытого изображения imeM удаления фоторезиста с облученного (позитивное изображение) или необлученного (негативное) участка слоя вымыванием водно-щелочными и орг. р-рителями либо возгонкой в плазме высокочастотного разряда 5) термич. обработку (дубление) полученного рельефного покрьп ия (маски) при 100-200 С для увеличения его стойкости при травлении 6) травление [c.171]

Напыление суспензии из частиц BI2O3 размером 0,1—0,5 мм в среде связующего на маску с образованием отражающих электроны пленок, имеющих однородное распределение частиц, использовано при изготовлении цветных катодных лучевых трубок [515]. Газообразные галогениды висмута предложено использовать для сухой чистки твердых поверхностей, прежде всего полупроводников. Метод отличается простотой, соверщенством и высокой воспроизводимостью и рекомендован к применению в производстве электронных приборов [516]. Оксид висмута BI2O3 используют в качестве добавки к AI2O3 при изготовлении деталей электронной техники [517]. Висмут используют в качестве компонента в устройствах для записи информации с ультравысокой плотностью записи. Так, записывающая среда представляет собой ферроэлектрический слой, включающий буферный слой на подложке, а также цирко-нат титаната свинца, ламеллярный висмут или полимерный ферроэлектрический материал [518]. Замещение Sn—РЬ-покрытий для производства электронных модулей на Sn—Bi-покрытия целесообразно по экологическим причинам. Показано, что нет проблем и для технического применения Sn—Bi-покрытий в промышленности [519]. [c.322]

ТвориТеЛе. После этого удаляют оставшуюся часть фоторезиста и получают подложку с нанесенной на нее контактной маской. При напылении пленки следующего, требуемого для работы микросхемы материала он осаждается как на открытые части подложки, так и на маску. При опускании подложки в состав с травителем или растворителем для материала контактной маски последний [c.45]

Если через прорези а, 6 и с необходимо напылить шины равной ширины на одинаковом расстоянии друг от друга, то при небольших углах 0 толщина трафарета 1 выбирается равной Если взять ббльшую толщину маски, то ширина линии, напыленной вдали от оси испарителя, может быть значительно уже определяющей ее прорези в маске (щели а и с на рис. 1-15). Для предотвращения образования нежелательной конусности у краев напыляемых линий необходим также особо плотный прижим маски к подложке, при котором расстояние й должно быть сведено до минимума. Помимо этого, на конфигурацию напыляемого рисунка, который часто имеет вид тонких и длинных линий (шин), суще- [c.55]

Метод механической маски. При использовании этого метода применяются металлические маски, изготовленные из нержавеющей стали или никеля, на которые напылен титан. Для получения требуемого рисунка катодным распылением необходима особо плотная посадка маски на подложку, поскольку при наличии щели между маской и подложкой диффузный поток атомов проникает в щель и, осаждаясь на подложке, дает размытый рисунок деталей микроэлементов. Это происходит из-за больших размеров источника распыления, а также в результате рассеяния некоторой части распыляемых атомов. [c.63]

После этого пластинку германия помещают в вакуумную камеру, где через маску методом теневого напыления на диффузионный слой германия типа п наносят две полоски металла одну из алюминия (акцептор), а другую из олова или сплава золото — сурьма, дающих невыпрямляющий контакт к германию типа п. Перед нанесением этих электродов поверхность пластины для лучшей адгезии к ней металлических пленок очищают прогревом в вакууме. Размеры металических полосок 0,025-0,50 мм, расстояние между полосками 0,025 мм, [c.68]

Если поворот гайки происходит в направлении, при котором вал опускается, пальцы сцепляются и маскодержатель поворачивается на /к часть окружности. При перемене направления вращения шестерни и гайки поводковые пальцы расцепляются, и при этом маскодержатель поднимается вверх до тех пор, пока маска не будет плотно прилегать к подложке. Окончательное, более точное совмещение маски с подложкой обеспечивается с помощью двух конических базирующих штифтов, которые входят в базовые отверстия на маскодер-жателе. Для измерения сопротивления пленки в процессе ее напыления рядом с подложкой имеется стеклянная пластинка, на края которой нанесены пленочные пизкоомные хромовые электроды. Один из электродов соединен с заземленной базовой плитой, а другой вы- [c.274]

Большая часть методов, применяемых обычно для создания топкопленочных рисунков микросхем, распадается на два класса. Первый класс основан на применении масок заданной формы, находящихся в процессе осаждения пленок в контакте с подложкой. При этом часть потока испаряющегося вещества отделяется и не осаждается в защищенном маской участке подложки. Эти методы называются методами напыления через маски. Второй класс охватывает метод формирования тонкопленочного рисунка микросхем заданной формы селективным удалением отдельных участком сплошной [c.559]

Для изготовления маски для напыления необходимо из целой заготовки— пластины точно и селективно образовать отдельные участки, соответствующие в целом заданному рисунку. Это можно сделать механическим или химическим способом, в зависимости от типа и толщины выбранного материала маски. Пр1 выборе материала руководствуются желанием изготовить маску, которая сохранила бы свои геометрические размеры я плоскостность как можно дольше, даже при повышенных температурах осаждения пленкн. Прн этом материал маски должен иметь достаточную для механической обработки прочность. Чаще всего используются металлы, сплавы, и.меющие низкий коэффициент термического расширения, прочность которых позволяет подвергать их механической обработке. Графит тоже хорошо выдерживает механическую обработку и хорошо сохраняет геометрические размеры. Однако из него можно изготавливать только довольно грубые формы масок, поскольку для создашш сложного рисунка в заготовке он слишком хрупок. Другим подходящим материалом, с точки зрения прочности, коэффициента термического расширения и плоскостности Является стекло. Вообще стекло с трудом поддается механической обра-ботке и только стекла определенных составов, применяемые для изготовления. масок поддаются фотохимической обработке. [c.561]

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 на1 евании подложки, ведет к образованию с.мещеиия напыляемого рисунка. По этой причине были сделаны попытки применить стеклянные маски. Возможности механической обработки стекла ограничиваются пескоструйной обработкой и ультразвуковой резкой. Кроме того химическое травление обеспечивает получение на стеклянных пластинах приемлемые разрешение и четкость краев линии. Практически для производства масок применшотся фоточувствительные стекла особого типа, изве- [c.563]

По своей конструкции маскодержатели значительно отличаются друг от друга типом используемой подложки. На рис. 4 показана маска для напыления точечных металлических контактов на кремнневы.х подложках. Для маски испол 1-зована лента из молибдена с рядом круглых отверстий. Рамка с маской и кремниевая подложка перемещаются друг относительно друга вдоль ряда отверстий по рисунку микросхемы на подложке. Эта операция осуществляется под микроскопом перед тем, как установить всю конструкцию в вакуумной установке. [c.565]

Вся конструкция маско- и подложкодержатели, предназначенная для использования прямоугольной стеклянной подложки, показана на рис. 5. Металлическая или стеклянная маска крепится в рамке. Подложка крепится с нижней стороны подложкодержателя и с помощью стопорной шпильки и нажимного штифта устанавливается над маской. Совмещение производится под микроскопом через рамку маскодержателя, а перемещение маски или подложки — с помощью боковых установочных винтов. Оба устройства для напыления (рис. 4 и 5), состоящие из маскодержателя с маской и подложкодержателя с подложкой, для улучшения условий осаждения пленок при повышенных температурах, подвергаются нагреванию от спирали, установленной над подложкодержателем. [c.565]

Кроме перечисленных выше случаев, маски для напыления используются при создании тонкопленочного рисунка и в некоторых других методах. Одним из них является метод осаждения полимерных пленок из паров моно.мерных соединений. Поскольку в этом случае конденсация происходит только на участках, где слой мономерного соединения подвергается воздействию ультрафиолетового излучения, то заданный контур рисунка можно ПОЛУЧИТЬ маскированием подложки от ультрафиолетовых лучей [16]. Такие полимерные пленочные слои или могут использоваться как диэлектрик в тонкопленочных конденсаторах [17], или для изготовления фоторезистивных масок в вакууме [18]. Кроме того маски используются для нанесения сверхтонких пленок, служащих в качестве зародышеобразователя для последующего осаждения более толстых пленок. После того, как на подложку нанесен очень тонкий слой заданной конфигурации, маска удаляется и вся поверхность подложки подвергается воздействию паров другого вещества для выращивания пленки заданной толщины. Зарождение второго слоя может быть либо ограничено выбором испаряющихся веществ и условий осаждения [19, 20], либо совсем подавлено предварительной обработкой поверхности. Амес и другие [21] сообщают, что таким методом можно получать линии шириной около 0,0025 мм, при условии контроля наращивания краев пленки, предварительно напыленной через маску. [c.570]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология