Методы локального нанесения пленок

 

Как мне кажется, отвечая на этот вопрос, следует изучить вопрос 27, однако, все перечисленное там следует применять не на всю поверхность пластины, а на ее часть (локализовано). Это достигается с помощью использованных ниже технологий.

Фотошаблоны. Первым этапом процесса изготовления фото­шаблонов является конструирование и вычерчивание послой­ной топологии фотошаблонов. Ранее, когда размеры элементов топологии составляли единицы микрон, а количество элемен­тов на кристалле не превышало десятков тысяч, фотошаблоны вычерчивались на специальных координатографах в масштабе 100:1 и 300:1. В настоящее время при субмикронных размерах элементов и их количестве на кристалле до десятков миллио­нов, фотошаблоны изготавливаются только с помощью компь­ютерных комплексов, использующих методы электронно-луче­вой литографии в масштабах 1:1 и 4:1. При этом объем данных при проектировании уже в настоящее время достигает 0,5-1 Гбайт, а в перспективе 10-100 Гбайт.

Следующим этапом является так называемый промежуточ­ный отсъем оригинала, т.е. его фотографирование на стеклян­ную фотопластинку с необходимым уменьшением размеров и, если необходимо, — мультиплицированием (см. рис. 6.11). Ре­дуцирование размеров при финальном отсъеме зависит от мас­штаба при промежуточном отсъеме. Мультиплицирование осу­ществляется на специальных фотоштампах, «размножающих» изображение кристалла на всю подложку фотошаблона разме­ром до 150x150 мм2.

Фотошаблоны изготавливаются комплектами по числу опе­раций фотолитографии в технологическом цикле. В пределах каждого комплекта фотошаблоны согласованы, т.е. обеспечива­ют взаимную ориентацию и совмещение с заданной точностью.

Одним из слабых мест классической фотолитографии явля­ется механический контакт фотошаблона с пластиной, покры­той фоторезистом. Такой контакт никогда не может быть совер­шенным и сопровождается разного рода искажениями рисунка. Конкурирующим методом является проекционная фотолитог­рафия, при которой рисунок фотошаблона проектируется на пластину с помощью специальной оптической системы.

 

Новые решения и тенденции

Одно из принципиальных ограничений фотолитографии касается разрешающей способности, т.е. минимальных раз­меров в создаваемом рисунке маски. Из-за дифракции света минимальный размер изображения на кристалле (при длине волны ультрафиолетового источника засветки фотошаблона 0,5-0,2 мкм) не может быть с допустимой точностью +10% ме­нее 1,0-0,4 мкм. Между тем уже в настоящее время при созда­нии больших и сверхбольших ИС такие размеры элементов оказываются недостаточно малыми.

Наиболее очевидный путь для повышения разрешающей способности литографии — использование при экспозиции бо­лее коротковолновых излучений, например, мягкого рентге­новского (с длинами волн 1-2 нм). Одной из наиболее трудно­разрешимых проблем рентгенолитографии является создание рентгеношаблонов с масштабом М1:1 и рентгенорезистов. Дру­гой тяжелой задачей является поиск адекватных методов со­вмещения шаблонов.

За последние годы разработаны методы электронной лито­графии. Их сущность состоит в том, что сфокусированный пу­чок электронов сканируют (т.е. перемещают «построчно») по поверхности пластины, покрытой резистом, и управляют ин­тенсивностью пучка в соответствии с заданной программой. В тех точках, которые должны быть «засвечены», ток пучка мак- • симален, а в тех, которые должны быть «затемнены», — мини­мален или равен нулю. Диаметр пучка электронов находится в прямой зависимости от тока в пучке: чем меньше диаметр, тем меньше ток. Однако с уменьшением тока растет время экспози­ции. Поэтому повышение разрешающей способности (уменьше­ние диаметра пучка) сопровождается увеличением длительно­сти процесса.

Одна из разновидностей электронной литографии основана на отказе от резисторных масок и предусматривает воздействие электронного пучка непосредственно на окисный слой Si02. Оказывается, что в местах «засветки» этот слой в дальнейшем травится в несколько раз быстрее, чем в «затемненных» участ­ках.

 

Метод окисных карманов

Магнетронное распыление

Нанесение покрытий в вакууме с помощью магнетронных систем заключается в распылении твердой мишени напыляемого материала ионами инертного газа, образующимися в плазме аномального тлеющего разряда при наложении на него магнитного поля, силовые линии которого ортогонально пересекают силовые линии магнитного поля.

 

1- катод (мишень); 2- магнитная система; 3- источник питания; 4- анод; 5- траектория движения электрона; 6- зона распыления; 7- силовая линия магнитного поля.

 

Рис 10.2 Схема магнетронной распылительной системы с плоской мишенью.

 

Основными элементами магнетрона является катод- мишень, анод и магнитная система (рис.10.2). силовые линии магнитного поля замыкаются между полюсами магнитной системы. Поверхность мишени, расположенная между системами входа и выхода силовых линий магнитного поля, интенсивно распыляется и имеет вид замкнутой дорожки, геометрия которой определяется формой полюсов магнитной системы. При подаче постоянного напряжения между мишенью (отрицательный потенциал) и анодом (положительный потенциал) возникает неоднородное электрическое поле и возбуждается тлеющий разряд. Наличие замкнутого магнитного поля к распыляемой поверхности мишени позволяет локализовать плазму разряда непосредственно у мишени. Эмитированные с катода под действием ионной бомбардировки электроны захватываются магнитным полем, и им сообщается сложное циклоидальное движение по замкнутым траекториям у поверхностей мишени. Электроны оказываются как бы в ловушке, создаваемой с одной стороны магнитным полем, возвращающим их на катод, а с другой стороны - поверхностью мишени, их отталкивающей. Электрон циркулирует в этой ловушке до тех пор, пока не произойдет несколько ионизирующих столкновений с атомами рабочего газа, в результате которых он потеряет полученную от электрического поля энергию. Таким образом, большая часть энергии электрона, прежде чем он попадает на анод, используется на ионизацию и возбуждение, что значительно увеличивает эффективность процесса ионизации и приводит к возрастанию концентрации положительных ионов у поверхности мишени. Это, в свою очередь, приводит к увеличению интенсивности ионной бомбардировки мишени и значительный рост скорости осаждения покрытия.

 

16,1.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: