Фотолитография

Фотолитография является незыблемой основой производства микросхем, и в обозримом будущем ей вряд ли найдется достойная замена.
Этапы фотолитографий
1. Подготовка поверхности
2. Нанесения фоторезиста
3.Экспонирование
4. Проявление фоторезиста
5. Обработкка поверхности
6. Удаление фоторезиста

Поэтому имеет смысл рассмотреть ее подробнее. Например, нам нужно создать рисунок в слое какого-то материала — диоксида кремния или металла. Прежде всего, на подложке тем или иным способом создается тонкий обычно тоньше одного микрона и сплошной, без дефектов, слой нужного материала. Далее на нем проводится фотолитография. Для этого сперва на поверхность пластины наносится тонкий слой светочувствительного материала, называемого фоторезистом. Затем пластина с фоторезистом помещается в прецизионную установку, где нужные участки поверхности облучаются ультрафиолетом сквозь прозрачные отверстия в фото-маске. Маска содержит соответствующий рисунок, который разрабатывается для каждого слоя в процессе проектирования микросхемы. Под действием ультрафиолета облученные участки фоторезиста меняют свои свойства так, что становится возможным их селективно удалить в определенных химических реактивах, существует негативный и позитивный фоторезист. Один при облучении «крепчает», поэтому удаляют его необлученные участки, а другой, наоборот, теряет химическую стойкость, поэтому удаляются его облученные участки. Соответственно, различают позитивную и негативную фотолитографию. После снятия фоторезиста остаются открытыми только те области поверхности пластины, над которыми требуется совершить нужную операцию — например, убрать слой диэлектрика или металла. Они успешно удаляются (эта процедура называется травлением — химическим или плазмохимическим), после чего остатки фоторезиста можно окончательно убрать с поверхности пластины, оголив сформированный в слое нужного материала рисунок для дальнейших действий. Фотолитография завершена. При производстве современных микропроцессоров приходится совершать операции фотолитографии до 20–25 раз — каждый раз над новым слоем. В общей сложности это занимает несколько недель! В одних случаях это слои изолирующих материалов, служащих под затворным диэлектриком, транзисторов или пассирующими прослойками между транзисторами и проводниками. В других — это формирование проводящих поликремневых затворов транзисторов и соединяющих транзисторы металлических проводников. В третьих — это формирование селективно легированных областей, главным образом — стоков и истоков транзисторов, причем легирование участков поверхности монокристаллической кремниевой пластины ионизированными атомами различных химических элементов производится не через окна в фоторезисте, а сквозь рисунок в достаточно толстом слое нанесенного диэлектрика, например: того же оксида кремния. После чего диэлектрик удаляется вместе с фоторезистом. Иногда применяется и такой интересный метод, как взрывная фотолитография. То есть сперва формируется рисунок вытравливаются окна в фоторезисте или временном слое диэлектрика, затем на поверхность пластины наносится сплошной слой нового материала, например: металла, и наконец, пластина помещается в реактив, удаляющий остатки фоторезиста или временный диэлектрик. В результате удаляемый слой как бы «взрывается» изнутри, унося с собой лежащие на нем куски нанесенного последним металла, а в предварительно «открытых» участках окнах, металл остался и сформировал нужный нам функциональный рисунок. И это только верхушка айсберга, называемого микроэлектронной технологией, в основе которой лежит принцип фотолитографии.