литография, оптическая иначе фотолитография; photolitigraphy (англ. optical lithography) — технология микроэлектроники; вариант литографии, включающий перенос изображения элементов электронной схемы с маски (шаблона) на полупроводниковую подложку с пленочным покрытием из фоторезиста (материала, чувствительного к облучению светом) с последующим травлением покрытия и легированием подложки или нанесением пленок через окна в слое фоторезиста.

Описание

Обычный материал подложки - кремниевые пластины с окисленной поверхностью. Тонкая поверхностная пленка SiO2 защищает кремний от дальнейшего окисления, служит непроницаемым барьером для большинства примесей и является хорошим диэлектриком. Достоинством системы Si-SiO2 является возможность селективного травления при использовании травителей, действующих только на один из этих двух материалов.

Фотолитографический процесс включает химическую очистку поверхности подложки от следов различных (органических, ионных, металлических) примесей, окисление очищенной поверхности подложки с созданием защитного слоя SiO2, нанесение на окисленную поверхность тонкой пленки фоточувствительного материала (фоторезиста), экспонирование (облучение) фоторезиста через маску и удаление (травление) негативного фоторезиста с необлученных участков или позитивного фоторезиста с облученных участков. Наиболее часто используют позитивные фоторезисты, позволяющие точнее передавать очень мелкие геометрические детали изображения. В оптической литографии все детали схемы экспонируются одновременно. Пластина кремния с нанесенным рисунком помещается в среду, из которой в кремний через окна в слое фоторезиста вводятся атомы легирующей примеси. Повторение операций окисления, фотолитографии и легирования позволяет селективно вводить атомы легирующих примесей p- и n-типа в очень малые по размеру области на поверхности кристалла. Сформированный фотолитографией рисунок позволяет также наносить через окна в слое фоторезиста необходимые металлические и/или диэлектрические пленочные покрытия. Наименьшие размеры элементов, которые можно получить с помощью классической оптической фотолитографии, принципиально ограничены длиной волны света. Фотолитография с помощью света с длиной волны ~400 нм позволяет серийно изготовлять интегральные схемы с минимальным размером 2-3 мкм, содержащие до 105 транзисторов.

Иллюстрации

Основные этапы литографического процесса с использованием позитивного (слева) и негативного (спра

Основные этапы литографического процесса с использованием позитивного (слева) и негативного (справа) фоторезистов:

а) окисление и образование поверхностного слоя SiO2; (б) нанесение слоя резиста;

в) экспонирование;

г) удаление экспонированного позитивного и неэкспонированного негативного резистов;

д) протравливание слоя SiO2;

е) полное удаление резиста; (ж) легирование кремниевой подложки.

(1) подложка из кремния; (2) поверхностный слой SiO2; (3) слой фоторезиста; (4) фотошаблон (маска); (5) область легирования.


Автор

  • Гусев Александр Иванович

Источник

  1. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - М., Наука-Физматлит, 2007. - 416 с.

Напишите нам