Линия фотолитографии для производства кремниевых пластин
Фотолитогра́фия — метод получения рисунка на тонкой плёнке материала, широко используется в микроэлектронике и в полиграфии. Один из основных приёмов планарной технологии, используемой в производстве полупроводниковых приборов.
Для получения рисунка используется свет определённой длины волны. Минимальный размер деталей рисунка — половина длины волны (определяется дифракционным пределом).
Фоторезист — специальный материал, который изменяет свои физико-химические свойства при облучении светом.
Фотошаблон — пластина, прозрачная для используемого в данном процессе электромагнитного излучения, с рисунком, выполненным непрозрачным для используемого излучения красителем.
Процесс фотолитографии происходит так:
- На толстую подложку (в микроэлектронике часто используют кремний) наносят тонкий слой материала, из которого нужно сформировать рисунок. На этот слой наносится фоторезист.
- Производится экспонирование через фотошаблон (контактным или проекционным методом; см степпер).
- Облучённые участки фоторезиста изменяют свою растворимость и их можно удалить химическим способом (процесс травления). Освобождённые от фоторезиста участки тоже удаляются.
- Заключительная стадия — удаление остатков фоторезиста.
Если после экспонирования становятся растворимыми засвеченные области фоторезиста, то процесс фотолитографии называется позитивным. Иначе — негативным.
Методы фотолитографии
По источнику излучения (указана длина волны)
- Ртутная лампа (около 400 нм)
- Эксимерный лазер KrF (248 нм)
- Эксимерный лазер ArF (193 нм)
- Эксимерный лазер F2 (157 нм; только экспериментальные установки)
- EUV литография (около 13 нм; промышленные установки компании ASML)
- Рентгеновская литография (en:X-ray lithography) (менее 1 нм; только экспериментальные установки)
Технологии, позволяющие уменьшить техпроцесс:
Альтернативные способы
- «Взрывной». (обратная фотолитография) При его использовании слой материала наносится на слой облучённого и протравленного фоторезиста, после чего остатки фоторезиста удаляются, унося с собой области материала, под которыми он располагался. Используется для изготовления рисунков из материалов, не имеющих травителя, либо если травитель является слишком агрессивным.
- «Выжигание». Необходимые окна в полимерном слое разрушаются воздействием на них мощного светового потока, испаряющего нанесённую на материал плёнку или прожигающего сам материал насквозь. Применяется для изготовления малотиражных офсетных форм и в некоторых системах ризографии.
См. также
