LUCRAREA LABORATORULUI № 2
INVESTIGAREA METODELOR DE FABRICAȚIE ȘI CONTROLARE A FOTOSABLONELOR
Scopul lucrării: studiul designului fotomaselor, metodele de fabricare și control al acestora.
I. INSTRUCȚIUNI METODOLOGICE DE PREGĂTIRE PENTRU MUNCĂ
Î.I. Informații de bază din teorie
Fotolitografia este în prezent principala metodă pentru crearea configurației necesare a elementelor de circuit integrat (MI). Esența procesării fotolitografice este crearea unei scutiri protectoare pe suprafața unei plăci (un substrat cu un film depus) cu configurația necesară. În acest scop, pe placă (substrat) se aplică un strat de material fotosensibil, rezistent la substanțe agresive (acizi, alcalii), numit fotorezist. Operațiile fotolitografice se repetă de mai multe ori în procesul de fabricare a IM pentru a forma configurația elementelor fiecărui strat care se formează, astfel încât este necesar un set de măști foto pentru a face IM.
După uscare, materialul fotorezistent acoperit (PR) din neexpus (iluminare) lumina ultrafioletovym prin PN. conținând imaginea stratului elementului IM. Cele ulterioare manifestări de operare FR transformă imaginea latentă în ameliorarea prin dizolvare a anumitor părți ale DF (iluminate - pentru factorii de risc pozitivi și nu iluminate - pentru PR negativ). După uscare, DF este format pe masca de fotorezist suprafața substratului. Masca fotorezist protejează zonele necesare ale filmului în timpul operației de corodare și apoi șterse.
Un aparat de fotografiat este o placă paralelă plană din material transparent, pe care se află
există o imagine a stratului topologic al structurii FS, repetată în mod repetat în câmpul activ al plăcii, constând din lumină transparentă și opacă cu o anumită lungime de undă.
În funcție de materialul stratului de film, FSH se distinge:
pe bază de emulsie - emulsie (E);
pe baza unui film metalic de metal (C) metalizat (M);
pe bază de filme dielectrice sau semiconductoare - color sau transparent (T), care sunt transparente pentru lumina vizibilă și nu sunt transparente pentru lumina ultravioletă.
Emulsie PN, în esență, nu poate oferi rezoluție mare (dimensiunea minimă caracteristica de aproximativ 3 microni), ca stratul de emulsie are o grosime minimă a stratului h = 3 ... 6 mm, în plus extrem de redus durabilitatea lor de serviciu (la zeci de alinieri cu imprimare de contact).
Metalizată FSH furnizează rezoluție semnificativ mai mare, deoarece grosimea peliculei de crom este h = 0,1 ... 0,3 m, și au o rezistență ridicată (până la 100 - 500 operațiuni de aliniere). Cu toate acestea, crom raportul de lumină de film de reflexie este mare (R = 0,6), care determină un efect de reflexie multiplă a luminii între FN și suprafața pe care se aplică imaginii și nu este posibil să se obțină în mod stabil elemente de dimensiuni mai mici de 1 ... 1,5 m. Mai multe creștere rezoluția PN crom poate fi realizată prin aplicarea acoperirii antihalation (CRX Oy peliculă subțire de oxid de crom sau SiO2).
Transparent (colorat) FSH produs utilizând pelicula de acoperire dielectricilor (oxid de fier, oxid de vanadiu, calcogenuri) sau semiconductoare (pelicule de siliciu h = 70 ... 80 nm). Aceste filme sunt bine treci lumina vizibilă (450 ... 570 nm), dar au o densitate optică suficient de ridicată în (pelicula de oxid de fier, având o grosime de 120 ... 240 nm trece doar aproximativ 10% din razele UV) Gama UV. Astfel, prin transparent FSH bine imaginii perceptibile imaginea obținută în prealabil pe substratul IC, ceea ce facilitează foarte mult operația de aliniere. puncții transparente PN sunt mai puțin dense (circa 0,1 ... 0,5 DEF / cm2) decât crom (3 ... 4 DEF / cm2), datorită unei structuri mai uniformă a filmului de oxid de fier.
Procesul de fabricație a FSH (și chiar mai multe seturi de 5 ... 6 FSH necesar pentru fabricarea IC) este foarte laborioasă, datorită cerințelor ridicate pentru caracteristicile sale: Elemente de dimensiuni microni, aliniere precisă a câmpului de lucru FSH complet, mare, cel puțin în defecte.
Complexitatea fabricației și nivelul parametrilor FS care le caracterizează sunt clasificați pe clase și grupuri. Sistemul de clasificare FS este prezentat în Tabelul. 1, dimensiunile geometrice - în Tabelul. 2.
Deoarece FS este instrumentul principal pentru efectuarea operațiilor fotolitografice, controlul asupra fabricării FS, precum și pregătirea lor pentru lucru este o operație foarte importantă. Măsurarea dimensiunilor geometrice ale elementelor de topologie și a densității defectelor oferă informații pe baza cărora FS este fie recunoscut ca fiind adecvat, fie respins. O parte din FS respins poate fi restaurată prin defecte de retușare: eliminarea ne-deteriorării prin îndepărtarea locală a defectului cu ajutorul unui laser etc.
Controlul FSH se face metoda vizual-optic, care constă în inspecția vizuală folosind un microscop PN (MBS, biologice, etc.) ale dispozitivului de proiecție (MRP-20, MRP-60) sau microscoape de televiziune (TM-1). Lucrul cu astfel de unelte impune cerințe înalte asupra calificării operatorului, iar o cantitate mare de informații procesate în procesul de monitorizare face ca munca să fie obositoare.
Pentru a izola imaginea structurii controlate a ariilor de defecte și anomalii ale topologiei, se utilizează metode de filtrare optică spațială care fac posibilă creșterea productivității și fiabilității controlului prin reducerea volumului de informații procesate cu mai multe ordini de mărime. Una dintre variantele acestei metode este suprimarea imaginii topologiei elementelor IC prin scăderea optică a imaginilor FS monitorizate și de referință. Puteți picta suplimentar o imagine monocromatică a FS monitorizate și de referință (de exemplu, în roșu și albastru). Atunci când imaginile sunt combinate optic, zonele identice vor fi nevopsite (gri), iar defectele și deviațiile dimensiunilor geometrice vor fi vopsite și vor fi vizibile: defecte - ca pete colorate; deviație în dimensiune - ca margine de culoare (roșu sau albastru - în funcție de mărirea sau micșorarea mărimii).
Sistemul de clasificare a fotosensibilelor