микролитография

МИКРОЛИТОГРАФИЯ - формирование микрорисунков на поверхности твёрдого тела. M. лежит в основе технологии микроэлектроники. Обычно M. включает: нанесение на поверхность твёрдого тела (подложку) тонкого слоя фоторезиста (материала, чувствительного к воздействию радиации); экспонирование отд. областей резиста соответственно заданному рисунку (фотошаблон) и проявление, т. е. удаление экспонированных (в позитивном процессе) или неэкспонированнах (в негативном процессе) областей резиста. В результате формируется фоторезис-тивная плёночная маска, в "окнах" к-рой осуществляется технол. обработка поверхностного слоя подложки. Затем фоторезист обычно удаляется. Подобная процедура при изготовлении интегральной схемы повторяется, причём каждый последующий рисунок точно совмещается с предыдущим. Чередование M. с др. приёмами (травление, кристаллизация, напыление плёнок, легирование, окисление и т. д.) позволяет создавать твердотельные структуры со сложной геометрией.

Важный показатель M.- разрешающая способность - характеризуется мин. шириной линий рисунка (проектной нормой). При возникновении M. (1958) проектная норма составляла 30-100 мкм, ко 2-й пол. 80-х гг. она достигла 1-2 мкм, а в оксперим. устройствах - 0,1 мкм. Формирование рисунка с шириной линий до 0,01-0,001 мкм (0,1-0,01 HM) наз. нанолитографией.

По характеру экспонирующего излучения выделяют фотолитографию, рентгеновскую литографию, электро-нолитографию и ионолитографию. Для фотолитографии наиб, критична длина волны l излучения. В случае контактной печати (фотошаблон накладывается непосредственно на слой фоторезиста) разрешающая способность Недостаток контактной печати - быстрое накопление дефектов в шаблоне и формируемых структурах. При проекц. печатигдеА - апертура проекц. системы. Наиб, широко распространены дуговые ртутные лампы; для фотолитографии в глубокой УФ-области используют дейтериевые лампы. Методы голографич. M. позволяют упростить оптич. системы и исключить влияние дефектов шаблона и пылинок.

Рентгенолитография практически свободна от волновых ограничений разрешающей способности. Последняя в данном случае ограничивается в осн. эффектами полутени: где S - ширина зазора между шаблоном и пластиной, d - диаметр источника излучения, D - расстояние от источника до шаблона. Для достижения субмикронного разрешения необходимы проекц. рентг. системы смкм; при этом неоднородности эфф. величины зазора приводят к флук-туациям геом. искажений рисунка. Рентг. шаблоны представляют собой сложные структуры на тонкой мембране, проницаемой для рентг. излучения. Рисунок выполнен из металлич. плёнок, поглощающих рентг. излучение. Наиб, перспективно синхротронное излучение высокой интенсивности с малой расходимостью пучка, благодаря чему эффект полутени исключается.

При электронолитографии используют либо параллельный поток электронов (проекц. электронолитогра-фия), либо пучок электронов, сканирующий пластину (сканирующая электронолитография). Первый метод обладает более высокой производительностью, но требует сложных шаблонов и имеет ограниченную разрешающую способность. Второй позволяет достичь разрешения лучше 0,1 мкм (в экспериментахHM) и формировать изображение без помощи шаблона путём прямого управления лучом с помощью ЭВМ. Разрешающая способность электронолитографии определяется рассеянием электронов в резисте и их обратным рассеянием в результате отражения от подложки. Для уменьшения этих явлений применяют двухслойные резисты. Осн. проблема, препятствующая широкому внедрению электронолитографии в массовое нроиз-во интегральных схем,- низкая производительность сканирующих систем. Поэтому обычно её применяют в сочетании с фотолитографией и рентгенолитографией. При этом электронолитографию используют для формирования шаблонов p отдельных, наиб, ответственных рисунков на пластинах.

Ионолитография обладает свойствами сканирующей электронолитографии, но эффект обратного рассеивания здесь выражен значительно слабее. Жидкометал-лич. ионные источники создают плотные пучки. Сканирующие ионные системы используют для прямого формирования структуры интегральных схем без шаблонов. При этом ионный пучок, управляемый ЭВМ, осуществляет легирование полупроводника, вносит в него локальные радиац. повреждения, осуществляет травление подложки. Однако производительность в этом случае низкая.

Лит. см. при ст. Микроэлектроника, Интегральная схема.

В. Ф. Дорфман.

   <<      Предметный указатель      >>