Побочные эффекты

Субтрактивные и аддитивные методы переноса рисунка

Изготовление фотошаблонов.

Фотошаблоны широко применяются в технологии интегральных микросхем как на стадии формирования активных элементов в полупроводниковом материале, так и при создании пассивных элементов и межсоединений.

Фотошаблон – стеклянная пластина (подложка) с нанесенным на ее поверхности маскирующим слоем – покрытием, образующим трафарет с прозрачными и непрозрачными для оптического излучения участками. В процессе фотолитографии слой фоторезиста экспонируется в соответствии с рисунком покрытия, имеющегося на фотошаблоне.

Подложку фотошаблона выполняют либо из обычного стекла (при экспонировании светом с длиной волны более 300 нм), либо из кварцевого стекла (при длине волны менее 300 нм). В качестве материала маскирующего слоя фотошаблона обычно используется хром, оксиды хрома, железа и др., образующие твердые износостойкие покрытия.

Субтрактивный метод переноса рисунка заключается в осаждении пленки, литографическом покрытии ее маскирующим слоем с рисунком и удалении травлением немаскированных участков пленки. При аддитивном методе, или методе взрывного удаления, вначале на подложку наносится литографическая маска, затем на маску и на незащищенные ею участки подложки осаждается пленка, после чего участки пленки, покрывающие маску, удаляются путем селективного растворения маскирующего слоя в подходящем жидком растворителе, так что пленка, покрывающая маску, может быть поднята и удалена с поверхности подложки.

Применение субтрактивных методов является предпочтительным для современной технологии СБИС способом переноса рисунка. Аддитивные методы способны обеспечить высокое разрешение, но используются редко.

Травление в реактивных плазменных разрядах сопровождается побочными эффектами, главным образом нежелательными. Рассмотрим наиболее важные из этих эффектов.

1. Осаждение полимеров

Например, при травлении радикалами CF₃ происходит образование фторуглеродных фрагментов, которые могут осаждаться на поверхности подвергаемого травлению материала, приводя к нежелательному замедлению процесса травления. С другой стороны, если осаждение полимерных пленок можно производить избирательно: только на маске или подложке, то повышается селективность травления.

Осаждение полимерных пленок на внутренних поверхностях реактора вызывает загрязнение подложки атмосферными примесями, в частности водяным паром, и высвобождение газообразных посторонних примесей в процессе последующего плазменного травления. Например, при травлении с использованием окисляющей плазмы в реакторе, внутренние поверхности которого покрыты фторуглеродной пленкой, высвобождается значительное количество атомов Р.

2. Радиационные повреждения

Разнообразные частицы высокой энергии (ионы, электроны и фотоны), присутствующие в плазме, создают потенциально опасную среду для изготавливаемых СБИС. Подзатворный диэлектрик и граница раздела Si-SiO₂ особенно подвержены радиационным повреждениям в результате облучения этими частицами.

В реальных условиях изготовления МОП-схем чувствительная к облучению область подзатворного окисла защищена металлизацией затвора в процессе травления. Подавляющее большинство частиц не обладает достаточно высокой энергией для прохождения через слой электрода затвора, поэтому радиационные повреждения сконцентрированы по периметру электрода. Кроме того, технологический процесс обычно включает последующие высокотемпературные операции, во время которых радиационные дефекты отжигаются.

Основная проблема, связанная с радиационными повреждениями, возникает при образовании нейтральных ловушек после формирования алюминиевой металлизации, когда дальнейший высокотемпературный отжиг исключен.

3. Примесные загрязнения

Все внутренние поверхности системы реактивного травления подвержены ионной бомбардировке и могут распыляться. Если не обеспечивать правильный выбор материала реактора и контроль ускоряющего напряжения, распыленный материал может осаждаться на подложке и загрязнять подвергаемую травлению микросхему. Загрязнение атомами тяжелых металлов, резко уменьшающими время жизни неосновных носителей, часто наблюдалось в реакторах, изготовленных из нержавеющей стали.

Дата добавления: 2014-01-20