Метод фотолитографии

Фотолитография – совокупность фотохимических процессов, позволяющая получить на поверхности пластины микроизображения, повторяющие отдельные элементы интегральной схемы.

Основной рабочий инструмент – фотошаблон, а для формирования фоторезистивного слоя применяются фоторезисты.

Контактная фотолитография

Метод применяется при изготовлении топологически сложных тонкоплёночных структур или схем с большим количеством элементов. Фотолитографией формируются резисторы, индуктивности, внутрисхемные соединения и контактные площадки.

Сначала изготавливается фотооригинал: чёрно-белое или другое контрастное изо­бражение в увеличенном масштабе. Обычно фотооригинал вычерчивается тушью в мас­штабе 1000: 1 в позитивном изображении. После этого изготавливают фотошаблон - ри­сунок в масштабе 1: 1 на плёнке или пластине путём перефотографирования фотоориги­нала. Затем на поверхность пластины наносят фоторезист - светоточувствительное многокомпонентное вещество, устойчивое после проявления к воздействию агрессивных сред. В негативном методе фоторезист под действием УФ облучения полимеризуется и становится устойчи­вым к травителям, в позитивном методе будут вытравливаться засвеченные участки.

Технология контактного фотолитографического процесса:

1. Очистка поверхности платы;

2. Нанесение фоторезиста;

3. Сушка;

4. Совмещение фотошаблона с подложкой;

5. Экспонирование УФ облучением;

6. Проявление;

7. Задубливание;

8. Травление скрытых участков подложки (травитель не должен воздействовать на материал основания);

9. Удаление фоторезиста.

Различают одинарную и двойную фотолитографию. Одинарная фотолитография выполняется в сочетании с методом съёмной маски. При двойной фотолитографии сна­чала напыляют резистивный и проводящий слои, после этого первой фотолитографией формируют конфигурацию проводников и контактных площадок, а затем второй фотоли­тографией формируют резисторы.

Факторы, ограничивающие возможности применения контактной фотолитографии:

§ Неизбежность механических повреждений рабочих поверхностей фотошабло­нов и пластин при их совмещении;

§ Налипание фоторезиста на фотошаблон;

§ Неидеальность плоскостности контактируемых поверхностей;

§ Неизбежность смещения фотошаблона относительно пластины при переходе от совмещения к экспонированию.

Бесконтактная фотолитография

Фотолитография на микрозазоре: метод основан на использовании эффекта множе­ственного источника излучения. УФ лучи падают на фотошаблон и подложку под углом. За счёт наклона лучей дифракционные явления устраняются, что приводит к повышен­ной точности рисунка.

Проекционная фотолитография: метод отличается техникой выполнения операций совмещения и экспонирования. Изображение фотошаблона проецируется на пластину, покрытую фоторезистом через специальный объектив с высокой разрешающей способ­ностью. При этом отсутствует контакт фотошаблона с фоторезистом. Процесс упрощается, исключается проблема тонкой установки зазора пластина – фотошаблон. Сложность заключается в разработке высокоразрешающих объективов на большие поля изображения.