Минимальный размер элемента и его воспроизводимость по всему полю

Минимальный размер элемента и его воспроизводимость по всему полю ФШ определяет технологический уровень производства ФШ и фотолитографии в целом. Этот параметр зависит от множества факторов: качества стеклянных пластин и фоторезистов, прецизионности оборудования, чистоты химических растворов и др.

Технологический процесс изготовления ФШ один из наиболее сложных в микроэлектронике. Проблемы, связанные с производством ФШ, определяются рядом их специфических особенностей и предъявляемыми к ним требованиями, основными из которых являются следующие:

       высокая разрешающая способность, необходимая для получения элементов интегральных микросхем с минимальными размерами рисунка (до одного микрометра и менее);

       большое число элементов изображения на рабочем поле ФШ, достигающее в зависимости от типа интегральных микросхем от сотен до нескольких сот тысяч элементов на 1 мм2.

Рисунок слоя интегральных микросхем, созданный в масштабе 10:1, 5:1, 4:1 обычно называют промежуточным шаблоном (ПШ). Время, необходимое для изготовления ПШ, зависит от типа генератора изображения и сложности топологического рисунка. Для обычных генераторов оно может изменяться от десятков минут до нескольких часов. Полученный ПШ используют в степпере с последовательным пошаговым экспонированием или мультиплицированием для создания матрицы рисунков слоев с рабочими (фактическими) размерами элементов ИМС. Для изготовления каждого типа интегральных микросхем требуется свой набор ПШ. Основным устройством для изготовления ФШ является генератор изображения – автоматическое оптико-механическое устройство, с помощью которого на пластине со светочувствительным слоем последовательно экспонируется топологический рисунок. Генератор изображения включает в себя:

       координатный стол, перемещающий исходную пластину;

       лазерный источник освещения;

       электронное устройство, управляющее согласно вводимой программе взаимным перемещением пластины, лазерным осветителем светового пятна, а также экспонированием светочувствительного слоя.

При сканировании сфокусированный световой луч проходит все поле пластины построчно. Луч прерывается быстродействующим затвором в соответствии с взаимным расположением координатного стола и светового пятна, задаваемым топологическим рисунком. Сканирование позволяет изготавливать ПШ с рисунком практически любой сложности. Время изготовления комплектов шаблонов входит в технологический цикл создания интегральной микросхемы, для своевременного внедрения которых необходимо, чтобы этот цикл был как можно короче. Сокращение времени особенно важно на начальной стадии разработки интегральных микросхем, когда возможны частые изменения конфигураций некоторых элементов приборов. При этом серьезную роль играет гибкость процесса изготовления ПШ. Процесс изготовления должен предусматривать формирование на ПШ наиболее простым способом нескольких вариантов структур прибора с разными размерами и конфигурацией.

Характеристики, определяющие качество ФШ, зависят от выбора того или иного материала, качества оборудования, режимов фотолитографии и процесса обработки экспонированных фотошаблонных заготовок. Большое значение для получения качественных ФШ имеет выбор оптимальных режимов проявления, в частности времени проявления и температуры проявителя. Качество ПШ во многом определяет основные техникоэкономические показатели производства ИМС, так как дефекты ПШ автоматически переносятся на структуры интегральных микросхем. К дефектам ПШ относятся проколы, вырывы маскирующего слоя, царапины (рисунок 1.4), а также погрешности размеров рисунка маски.

 

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector