Схема типового маршрута изготовления электронных средств. Этапы изготовления фотошаблонов. Технологическая документация, страница 4

25.09.01

Критическая площадь, допустимая плотность дефектов.

Критическая площадь – это площадь поверхности микросхемы, в пределах которой появление хотя бы одного локального приводит к браку всей микросхемы. Чем больше критическая площадь, тем больше требования к качеству фотошаблона.

Точность выполнения размеров элементов по всему полю изображения, их взаиморасположения в настоящее время – десятые доли микрона.

Точность воспроизведения геометрической конфигурации элементов в интегральной схеме характеризуется резкостью края контура, ограничивающего элемент, параметром нерезкостью и неровностью края.

Эксплуатационные требования – износостойкость, эксплуатационная надежность, стабильность параметров во времени.

Обозначение фотошаблонов состоит из буквы и двух цифр. Буква характеризует показатель размера, первая цифра – показатель точности, вторая цифра – показатель дефектности.

 

Конструирование фотошаблонов

1 – основание, 2 – маскирующее покрытие; 3 – второй слой маскирующего покрытия; 4 – прозрачная защитная пленка; 5 – буртик; 6 – разделительный слой стекла.

Наиболее распространенными покрытиями являются фотоэмульсии и пленки хрома.

С эмульсионным покрытием: минимальный размер 3 микрона, получаемый при фотопечати, малый срок эксплуатации. В случае контактной печати выдерживают 20 – 30 совмещений.

а) При хромовом покрытии, имеется высокий коэффициент отражения, и это многократное изображение формируют стоячие волны в толще фоторезиста. Минимальный размер элемента ³1,5 микрона. Качество маскирующих покрытий, когда достигает предела необходимо улучшать и изображать новый вид фотошаблона.

б) С двойным покрытием. Дефекты в нем распределяются по случайному закону и не совпадают с покрытием хрома и могут выдержать 200 циклов контактной печати.

в) Конструирование фотошаблонов с двойным маскирующим слоем – второй слой наносят в места дефектов первого слоя дополнительной фотолитографией с использованием экспонирования с обратной стороны пластины, причем первый слой является маскирующим.

г) Используется кварцевая пленка толщиной 0,2 микрона или прозрачная полимерная пленка, толщиной 1,5 – 3 микрона.

д) Буртик делается из кварцевого стекла по периметру фотошаблона, толщиной 1,5 – 3 микрона. Защитный слой создает гарантированный зазор при фотопечати.

е)   Имеет идентичные маскирующие рисунки, повышенную эксплуатационную надежность, скорость нарастания дефектов уменьшается,  изнашивается только одна сторона, но в этом случае необходима высокая точность совмещения с источником излучения.

ж) Фотошаблоны с двойным маскирующим покрытием, разделенным стеклом. Увеличивается износостойкость. Подобная конструкция может лежать в основе фазосдвигающего фотошаблона и минимальный размер меньше 1 микрона.

з) маскирующий слой в рельефном фотошаблоне заглублен в объем стекла, за счет формирования в нем каналов.

Для точной передачи размеров элементов, контурная часть рисунков выводится на поверхность стекла.

Диффузионные фотошаблоны образованы диффузией металла (Н: меди). Может быть оптимальной в условиях экспонирования приконтактной печати, уменьшаются интерференционные эффекты. Размер порядка нескольких микрон.

Гибкие фотошаблоны. Могут возникать дифракционные искажения из-за кривизны соприкасающихся поверхностей. h= 20 – 60 микрон, минимальный размер – 0,4 микрона.

Этапы изготовления фотошаблонов.

1)  Разработка топологии;

2)  Определение класса фотошаблона;

3)  Определение конструкции фотошаблона;

4)  Выбор способа изготовления фотошаблона;

5)  Изготовление комплекта фотошаблонов.

Дано:  структура базового элемента: транзистор биполярный;

тип изделия: интегральная микросхема;

минимальный размер изображения: 3 микрона;

допуск на размер: 0,8 микрона;

критическая площадь: 2,5 мм².

Требуется определить:

1)  при каких технологических операциях изготовления данного изделия требуются фотошаблоны. Сколько необходимо фотошаблонов.

2)  Определить класс фотошаблона, пользуясь заданными данными.

3)  Нарисовать схематически фрагмент изображения каждого фотошаблона (вид сверху) с использованием позитивного фоторезиста.

Решение:

1)  6 операций;

2)  В 34;

3)  Планарно-эпитаксиальная технология;

4)  Конструкция фотошаблона – а.

4.10.01