Фотолитография – совокупность фото и физико-химических процессов, применяемых для создания на пластине заданного топологического слоя с применением фоторезиста и фотошаблона.
Фоторезист – полимерный многокомпонентный материал, стойкий к воздействию кислотных и щелочных травителей.
Фотошаблон – устройство (трафарет, фотомаска), несущее информацию о конфигурации и размерах того или иного слоя ИМС. Цветные фотошаблоны на основе оксида железа позволяют наблюдать рисунок подложки под участками фотошаблона непрозрачным для ультрафиолета и прозрачным для видимого света. Цветные фотошаблоны особенно актуальны при использовании многослойных структур. Процесс фотолитографии включает следующие операции:
1. Подготовка пластин 5. Проявление
2. Нанесение фоторезиста 6. Задубливание
3. Сушка фоторезиста. 7. Травление
4. Экспонирование 8. Удаление фоторезиста
Перед нанесением фоторезиста пластину обрабатывают – очищают от различных примесей, повреждений. Жидкостную очистку желательно не использовать, поэтому предпочтение отдают плазмохимическим методам. После обработки желательно исключить контакт с окружающей средой.
После обработки следует нанесение фоторезиста толщиной 0,1 мкм. Фоторезист наносят струйным методом, чаще всего центрифугированием. Для формирования фотослоя достаточно 20-30 сек. Применяются в основном фоторезисты на основе полимерной матрицы (каучук).
Далее следует сушка фоторезиста. Осуществляется в 2 стадии: низкотемпературная сушка (30 ?C, время до 15 мин) – для удаления растворителей и высокотемпературная сушка (120 ?C) – для формирования структуры фоторезиста, то есть для укладки макромолекул.
Экспонирование – обработка пластин, связанная с созданием вытравленной структуры. Фотошаблон ориентируют относительно пластины по базовому срезу, а далее на фотошаблоне имеются метки или знаки совмещения, которые позволяют сориентировать фотошаблон. Экспонирование проводят в светокопировальных камерах с применением цветных фотошаблонов, и заканчивается получением рисунка топологического слоя.
После экспонирования следует проявление. В качестве проявителей применяются толуол, ксилол и растворы буферные (интенсивные).
Затем следует задубливание фоторезиста (его упрочнение). Это финишная обработка и поскольку фоторезист является полимерным материалом, его снова температурной обработкой уплотняют: сначала отверждение происходит при 50 ?C в течение 1,5 часа и затем идет плавное повышение температуры до 150-160 ?C.
Далее следует травление кремния в растворителях, состоящих из смеси плавиковой (HF), азотной () и уксусной () кислот в соотношении 1:4:4.
Удаление фоторезиста происходит в растворе концентрированной серной кислоты при температуре порядка 160 ?C.
