методы слой фоторезиста

Можно на полупроводниках по рисунку нанести вакуумным напылением или электролитически, или химическим осаждением проводящие тонкие слои металла (Си, Ag и др.) или, наоборот, стравить по рисунку, например, медь с фольгированного гетинакса, что используется при изготовлении печатных схем. Фотолитографическим методом можно по рисунку удалить слой диэлектрика с полупроводника (например, 5Юо с поверхности кремния), образовать слой диэлектрика на металле или полупроводнике и т. д. Задубленные слои фоторезистов удаляют специально подобранными растворителями. [c.360]

Слой фоторезиста можно наносить также пульверизацией [4]. Так как подложки прн этом методе неподвижны, слой наносимого резиста не подвергается деформирующему напряжению. Этим способом можно создавать слои толщиной свыше 3,5 мкм (например, [c.17]

Принято считать, что рассеянный свет у голографических 1)е-шеток меньше, чем у нарезных, и составляет 10- —10- от интенсивности монохроматической линии. Вместе с тем приводимые в литературе количественные данные, получаемые путем экспериментального сравнения решеток указанных типов, различаются более чем в 10 раз. По-видимому, это объясняется индивидуальными особенностями сравниваемых решеток, а также различием спектральных областей, аппаратуры и методов сравнения. Голографические решетки отличаются от нарезных по характеру рассеяния. Как уже указывалось, у голографических решеток нет периодических и местных изменений постоянной и соответственно они меньше рассеивают свет в направлении дисперсии. Однако диффузное рассеяние, вызываемое шероховатостью и дефектами слоя фоторезиста, а также недостатками оптики интерферометра, у них несколько больше [98]. Поэтому при регистрации светового потока, проходящего через щель, с увеличением высоты последней голографическая решетка увеличивает общий уровень рассеянного света в большей мере, чем нарезная. Сравнение рассеянного света нарезной и голографической решеток в спектрографе более выгодно для последней. [c.86]

При использовании способа электрохимического наращивания на полированную пластину из нержавеющей стали наносят слой — светочувствительное покрытие (фоторезист) — и экспонируют через негатив. После проявления на пластине образуются места, свободные от слоя фоторезиста, на которые гальваническим способом наращивают слой меди или никеля требуемой толщины. После этого изготовленную маску снимают с пластины. Хотя точность изготовления монометаллических масок, полученных методом электрохимического наращивания, при малой толщине слоя достаточно высока, маски не обладают необходимой жесткостью, упругостью и прочностью. Укрепление маски другими металлами или ее утолщение снижает точность изготовления и повторяемость результатов. [c.40]

При использовании метода химического травления па подложку наносят пленку рабочего материала микросхемы. Затем наносят слой фоторезиста и проводят процесс получения защитного слоя. Травлением незащищенные места пленки удаляют, после чего на подложке получают готовый элемент пленочной микросхемы. [c.45]

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]

Обработка слоев фоторезистов требует большого практического опыта. Несмотря на то, что всюду применяются одни и те же методы, отдельные операции в различных лабораториях отличаются друг от друга. После того, как установлено технологическое оборудование для фотолитографии. [c.594]

Максимальное разрешение рисунков в слое фоторезиста, полученное на липпмановских пластинах методом контактной печати [c.615]

Имеется ряд других методов улучшения адгезии слоя фоторезиста к подложке, в которых отпадает необходимость термического удален) я влаги с поверхности. Они основаны на покрытии поверхности гидрофобным веществом. Например, органические хлорсиланы способны удалять адсорбированные молекулы воды, путем образования газообразной хлористоводородной кислоты [c.619]

Подтравливание как результат плохой адгезии слоя фоторезиста следует отличать от перетравливания. Перетравливание происходит при продолжительном боковом растравливании, после того как экспонированные участки пленки были уже растворены. Это может произойти при травлении пленок металла, когда не установлены толщина пленки и скорость травления. Перетравливание проявляется в виде глубоко и неровно растравленных краев линий и в большинстве случаев происходит по-види.мо-му, при использовании очень быстрых травителей. В этом случае очень трудно точно установить продолжительность травления. Увеличение продолжительности бокового растравливания обусловлено тем, что молекулы травящего раствора сцепляются с поверхностью образца ограничить продолжительность растравливания можно быстрым исключением воздействия травителя помещением подложки в стоп-ванну. Раствор в этой ванне должен иметь такой состав, который немедленно бы остановил химическую реакцию, возбужденную травителем. Примером может служить прекращение действия кислотного травителя алюминия при погружении образца в ванну с разбавленным щелочным раствором. Одним из других методов является уменьшение скорости травления разбавлением травителя, лучше всего вязкими жидкостями, подобными полиспиртам. В этом случае следует резко уменьшить обмен свежего и отработанного раствора травителя на краях линий. Этот метод иногда целесообразно применять и при травлении распылением, потому что экспонированные участки пленки более эффективно обрабатываются травителем, и промывочным раствором, чем края линий. [c.620]

Количество проколов в пленках двуокиси кремния защищенных слоем фоторезиста и подвергнутых воздействию буферного травителя (фтористоводородной кислоты) методом окунания [c.623]

Большое число применений фоторезистов кратко описано в разд. 8.5. Одно из важнейших приложений они находят в производстве электронных интегральных схем, где резисты используются для обозначения участков нанесения покрытия на кремниевой подложке, на которых в последующем образуются сопротивления, конденсаторы, диоды и транзисторы готовой схемы, а также металлические проводники, соединяющие между собой элементы, изолирующие и пассивирующие слои. В процессе производства сложной схемы может быть несколько десятков стадий переноса изображения, травления, легирования или других операций. Каждая стадия должна выполняться в пространстве с точностью не хуже сотен нанометров. Для получения необходимой точности используются фотографические методы, хотя УФ-излучение может быть дополнено более коротковолновыми рентгеновскими лучами, пучками электронов или ионов в случае необходимости размещения большого числа компонентов в малом пространстве. Применяемые в настоящее время фоторезисты в основном построены на полимерных системах. Те, которые используются в полупроводниковой промышленности, представляют собой улучшенные варианты фоторезистов для приготовления фотопластинок. В этом разделе будут описаны три типичные системы фоторезистов. [c.256]

Соединения серебра и меди широко используются в изготовлении так называемых печатных схем, микромодулей, твердых и пленочных схем. Особое значение в современной технологии изготовления миниатюрных радиосхем приобрела техника точного травления — точечная и порисунку. Для этого широко применяется фотолитографический метод. Он заключается в следующем. На поверхность твердого тела (кристалла) наносят слой фотоэмульсии, называемой фоторезистом (от фр. resi ter — сопротивляться). Фоторезист способен задубливаться под действием ультрафиолетового облучения, после чего может противостоять действию травителей. Свойствами фоторезиста, например, обладают желатин с добавками бихромата калия, спирта и аммиака, поливиниловый спирт с бихроматом аммония и другие вещества. Фотографическим способом изготовляют шаблон (маски) — четкий чернобесцветный рисунок на фотопластинке. Им закрывают поверхность твердого тела со слоем фоторезиста. Облучают фоторезист через шаблон ультрафиолетовой лампой. На облученных участ,ках фоторезист по-лимеризуется ( задубливается ) и переходит в нерастворимое состояние. С помощью растворителей фоторезист смывают с участков, не подвергавшихся облучению, а облученные участки остаются защищенными плотно прилегающей к поверхности, устойчивой к травителям [c.359]

Рис. III. 3. Основные этапы л.ианарной технологии изготовления полупроводникового прибора по традиционному методу (а) и при проведении диффузии из слоя фоторезиста (в)

Рис. VI. 1. Основные этапы планарной технологии изготовления полупроводникового прибору по Традиционному методу (а) и при проведении диффузии из слоя фоторезиста-диффузан та (б)

В других методах изготовления масок комбинируют химическое трап-ление с гальваническим нанесением материала для создания послоПных покрытий. Процесс так называемого гальванического покрытия иллюстрируется на рис. 2. Тонкопленочный рисунок, который должен получиться в результате напыления, вначале появляется в виде изображения в слое фоторезиста на плоской медной пластине, толщина которой 0,05 мм. Затем на эту пластину гальваническим методом наносится слой никеля толщиной немного меньше толщины слоя фоторезиста, чтобы избежать за.хлестыва-ния края и перекрытия линий рисунка в слое фоторезиста. После удаления фоторезиста селективно вытравливается медь. Если удалось избежать перетравливания, то получается отверстие, образуемое только тонкой [c.562]

Формирование рисунка фотолитографическими методами основано на использовании поли.мерной пленки заданной конфйгурации, нанесенной на поверхность металлических или изолирующих пленок, покрывающих всю поверхность подложки. Рисунок микросхемы наносится на маскирующее покрытие из полимерной пленки и повторяется в пленке металла или изолирующего слоя вытравливанием незащищенных участков. Маскирующее покрытие ) из полимерной пленки создается с помощью полимерных фото-чувстнительных материалов, называемых фоторезистами, молекулярная структура и растворимость которых изменяются при облучении фотонами. Для того, чтобы выделить те участки, на которых следует изменить растворимость фоторезиста, и чтобы оградить их от воздействия светового излучения, необходимо иметь диапозитив или фотошаблон с рисунком требуемой конфигурации. Этот процесс аналогичен процессу контактной печати, применяемому в фотографии, за исключением того, что вслед за проявлением рисунка в слое фоторезиста, следует травление рисунка в пленке, на которую нанесен фоторезист и удаление полимерного маскирующего покрытия. [c.570]

Металлизированные хромом пластины, покрытые слоем фоторезиста, могут подвергаться экспонированию либо методом контактной печати вместе с фотошаблонами с эмульсионным слоем галоидов серебра, либо они применяются для создания изображений проекционным методом непосредственно на пластине [64. 66, 68]. В обоих случаях оптические системы, созданные для экспонирования фотошаблонов с эмульсионным слоем галоидов серебра, не могут использоваться без дополнительных изменений и приспособлений. потому что они спроектированы для работы в области длинных волн, за пределами чувствительности большинства фоторе нстов. Поскольку самым подходящим источником света являются ртутные лампы, необходимо создание оптических фильтров, пропускающих излучение на длине волны 4358 А или 4047 А. Объективы фотокамер должны быть откорректированы соответствующим образом. [c.587]

Если для экспонирования пластин со слоем хрома применяются шаблоны с галоидной эмульсией, то никакого выигрыша в увеличении разрешения получить не удается. Тем не менее, применяя соответствующее экспонирование на эмульсионном шаблоне, можно воспроизвести рисунок без изменения оптической плотности на краях линий. Пленку хрома или вытравливают полностью, или поддерживают ее первоначально заданную толщину в защищенных участках, благодаря чему хромовые фотошаблоны обеспечивают получение хорошей контрастности и четкой проработки края. Необходимо отметить, что это не всегда удается, потому что оптические дефекты в эмульсионном фотошаблоне могут повторяться в процессе печа тания. Многие дефекты эмульсионных фотошаблонов имеют или ничтожно малые размеры, или очень маленькую оптическую контрастность и поэтому не могут быть проявлены фоторезистом. Основное преимущество металли зированных хромом фотошаблонов — их высокая износостойкость. Свойствами, которые обеспечивают их долговечность, являются твердость, хо рошая адгезия и химическая инертность металлической пленки. Первое свойство уменьшает возможность образования царапин на рисунке, следующие два обеспечивают возможность удаления фоторезиста такими растворителями, которые будут растворять изображения в эмульсионном слое. Обычно продолжительность использования хромовых фотошаблонов оценивают от 100 до 500 контактных экспонирований, в зависимости от условий работы н искусства оператора. Пленки фоторезиста, которые защищают пленки хрома в процессе вытравливания, примерно в 10 раз тоньше слоя эмульсии галоида серебра и по своей природе они не зернистого строения. Поэтому хромовые фотошаблоны потенциально обладают большей разрешающей способностью, чем липпмановские пластины. Однако для того чтобы реализовать это преимущество, рисунок изображения необходимо создать непосредственно на металлизированной хромом пластине, покрытой слоем фоторезиста, оптическими методами, с применением аппаратуры, обеспечивающей требуемую разрешающую способность. Для этих целей успешно были применены обращенные микроскопические объективы, кото- [c.587]

Имеется большое число органических соединений, структура и растворимость которых изменяются под воздействием света, особенно под воздействием ультрафиолетовой области длин волн. Первыми материалами, которые, как было установлено, обладают такими свойствами, были природные вещества рыбий клей, гудрон, сахар или желатин, сенсибилизированные солями двухромовой кислоты [69]. Коллоидальные органические вещества этого типа в течение некоторого времени использовались для изготовления шкал и координатных сеток и для другого вида фотогравиро-вочных работ. Кроме того, светочувствительные вещества, а на практике это материалы типа фоторезистов, должны также обладать способностью образовывать однородные покрытия с хорошей адгезией, покрытия, которые не разрушаются никакими физическими или химическими методами, кроме травления. И, наконец, необходимо иметь селективные травители, чтобы сформировать, а в конечном счете полностью удалить рисунки в слое. фоторезиста. [c.588]

Нанесение фоторезистов. В том виде, в каком фоторезисты получают от поставщика, они содержат различные от партии к партии количества гелей к инородных частиц. Если эти примеси попадают в нанесенный слой фоторезиста, то они в значительной степени ухудшают качество проявленного рисунка. Поэтому в любом случае перед использованием рекомендуется фоторезисты подвергать фильтрации [84—86]. Обычно это осуществляется с помощью фильтров с очень мелкими порами, стойких к воздействию растворигелеи. Материалы такого типа имеются в промышленности. Это найлон, целлюлоза, а также тефлон с размерами пор от 14 до 0,25 мкм. Обычно во избежание засорения, операцию фильтрации проводят в две стадии. На первой стадии на установках сравнительно грубой очистки пол действием силы тяжести или рабочего давления фильтра удаляются 6o ib-шне частицы. После этого проводится тщательная фильтрация под давлением через фильтры тонкой очистки, с размерами пор или отверстий шириной около 1 мкм. Широко применяется метод, в котором фильтры тонкой очистки встраиваются в установки, с помощью которых фоторезисты наносятся на поверхность подложек. Видоизмененный метод очистки, в котором для удаления сферических частиц из фоторезистов типа KMER применен электрофорез, описан Тейлором [87]. Самый эффективный метод очистки был разработан одним из поставщиков интегральных микросхем [78]. Этот метод состоит из двух операций химической обработки — экст-ракции жидкости жидкостью с последующим центрифугированием, Тща- [c.596]

Даже при самом тесном контакте фотошаблона и подложки, в случае пониженного давления остается оптический промежуток между слоем фоторезиста и шаблоном. Для уменьшения этого промежутка экспонирование осуществляют в жидкой среде с соответствующим коэффициентом отражения. Было осуществлено экспонирование при погружении в масло. Уста-иоълто, что в этом случае в рисунке на слое фоторезиста образуется меньше дефектов, потому что царапины в стеклянном фотошаблоне при -этом делаются невидимыми [62]. Тем не менее этот метод на практике широкого распространения не получил. [c.602]

Данные расчетов количества проколов, приведенные различными авторами, приводятся в табл. 12. Очень трудно осуществить сравнение этих данных из-за отклонений пленок 510г по толщине в каждом отдельном случае, различия концентрации травителей, чистоты окружающей среды и, наконец, методов обнаружения проколов. Те.м не менее в любом случае совершенно очевидно, что количество проколов уменьшается при увеличении толщины слоя фоторезиста. Обычно слой фоторезиста толщиной менее 0,5 мкм не обеспечивает необходимой защиты пленки ЗЮг от проникновения травителя и образования проколов. Попперт [125] считает, что для того чтобы количество проколов было менее 100 см , необходимо, чтобы толщина слоя фоторезиста была не менее 1 мкм. Это согласует- [c.622]

В обычной фотолитографии слой фоторезиста наносится поверх слоя пленки, которая затем подвергается травлению и представляет собой позитивное изображение рисунка, который в дальнейшем должен быть изготовлен, Существуют также и обратные методы, когда негативный защитный рельеф сначала создается прямо на подложке, после чего уже на него осаждается, например, пленка металла, В результате этого пленка осаждается непосредственно на подложке только в незащищенных участках, Последующие операции приведены на рис, 17. На конечной операции зашигный рельеф удаляется растворителем, который взаимодействует только с материалом защитного слоя, но не с материалом пленки. Для того, чтобы этот метод мог быть применим, необходимо хорошее сцепление с подложкой, [c.624]

Катодное травление в высокочастотном разряде. Возможность удаления тонких слоев изолирующих материалов методом катодного травления в ВЧ разряде была продемонстрирована в 1962 г. Андерсоном, Майером и Винером [136]. В 1965 г. Давидзе [137] установил, что фоторези-стивный защитный рельеф может подвергаться воздействию высокочастотного тлеющего разряда достаточно продолжительное время (необходимое для вытравливания тонких пленок любого состава). Простота высокочастотных систем, отсутствие подтравливания, обусловленного прямым столкновением ионов с поверхностью, очень хорошее формирование края линий, достаточно высокая скорость травления, которая может при этом достигаться, и возможность использования уже разработанных методов применения фоторезистов для создания защитных рельефов при вытравливании, — вот все те преимущества, которые позволили немедленно применить этот метод на практике. В про.чышленности появились установки для катодного травления, укомплектованные устройствами для настройки емкости электродов и подводимой мощности [138]. [c.627]

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]

Влияние стоячей волны может быть частично устранено выбором оптимальной толщины слоя резиста и с помощью изменения отражательной способности подложки [27 , а также постэкспози-ционной тепловой обработкой, которая дает возможность при нагреве полимерного материала выше Тс улучшить границы рельефа фоторезиста вследствие текучести материала [37 . Подобное влияние оказывает и использование концентрированных проявителей или продолжительного проявления эти приемы, однако, не позволяют избежать изменения размеров линий на рельефных поверхностях. Эффективным методом является планаризация рельефной поверхности подложки слоем полимера, на который затем наносится слой резиста. Такая структура дает возможность достичь нормального изображения в тонком слое резиста с последующим переносом изображения в планаризационный полимерный слой [16 (см. гл. VIII). [c.32]

Метод измерения илирины линий наиболее надежен по сравнению с другими. Он заключается в определении точности воспроизведения маски и визуальной оценки изображения. Обычное измерение ширины линий состоит из серии 6 экспозиций и сравнения изображения на фоторезисте с изображением на маске. Если с помощью визуальной оценки поверхности слоя резиста достигнуто оптимальное время экспонирования, для дальнейшего его уточнения сравнивают ширину линий рельефа и шаблона. Допустимые погрешности ухода ширины линий зависят от размеров изображаемых структур и составляют для макролитографии (полиграфии) 3 мкм, а для микроэлектроники примерно 0,1 мкм. Модификация этого приема состоит в экспонировании через клин оптических плотностей и измерении ширины линий для разных клиньев. Определяют уход размеров в зависимости от времени экспонирования и выбирают количество экхнонирующего света, при котором уход размеров минимален (рис. 1,26). [c.45]

При экспонировании происходит постепенное повышение прозрачности пленки и за обычное время слой резиста экспонируется главным образом в середине прозрачного участка шаблона, а на краях этого участка слой резиста не получает дозы, отвечающей 5пор (см. рис. 1.8). Результатом является резкое сужение линий образованного рельефа до предела, определяемого длиной волны света. Использование третьего противоореольного слоя между подложкой и резистом дает возможность применять эту систему и на отражающих подложках. Увеличение числа технологических операций и в некоторой мере длительности экспонирования компенсируется возможностью изготовления рельефа с разрешением 0,45 мкм на промышленных фоторезистах с применением обычных проекционных устройств без существенных дополнительных капиталовложений. Этот метод в ближайшее время предполагают внедрить в технологическую практику, его разработка является доказательством того, что еще не в полной мере использованы возможности фотолитографии [37]. [c.278]

Такие сравнительно сложные многослойные образования, как туннельный контакт субмикронных размеров, получают методом электронной литографии. Процесс начинается с того, что на подложку, как правило, кремниевую, наносйтся слой специального органического вещества — фоторезиста, обладающего свойством либо разрушаться под действием излучения (позитивный резист), либо, наоборот, упрочняться путем полимеризации (негативный резист). Затем фоторезист экспонируется под электронным лучом, который движется по подложке в соответствии с программой, задаваемой ЭВМ, и вырисовывает нужную схему. Засвеченные участки вытравливаются (этап проявления ), после чего производят напыление. В проявленных местах металл ложится прямо на подложку, в остальных -на фоторезист и на следующем этапе удаляется (химически) вместе с резистом. В результате остается рисунок из металлической пленки в проявленных местах. Такая процедура может быть повторена многократно (до 14 слоев [1]) с напьшением попеременно слоев из сверхпроводящих и нормальных металлов, полупроводников или диэлектриков. Использование именно электронного пучка для экспозиции связано, прежде всего, с тем, что длина волны электронов определенной энергии меньше, чем у видимого света, поэтому дифракция сказывается меньше и можно вырисовывать более мелкие детали. Фотолитография, т.е. литография с применением видимого света, позволяет получать детали с минимальным размером до 2 мкм, а электронная литография — до 0,3 мкм и меньше. [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология