|
QADAM 4. LITOGRAFIYA
Fotorezist qatlamni qo'llash va quritishdan so'ng, zarur himoya relyefining shakllanishi bosqichi boshlanadi. Rölyef, fotorezist qatlamning ba'zi joylariga tushadigan ultrabinafsha nurlanish ta'sirida, ikkinchisi eruvchanlik xususiyatlarini o'zgartirishi natijasida hosil bo'ladi, masalan, yoritilgan joylar erituvchida eriydi, bu esa maydonlarni olib tashlaydi. nurga ta'sir qilmagan qatlamning yoki aksincha - yoritilgan joylar eriydi. Relyefni shakllantirish usuli bilan fotorezistlar salbiy va ijobiyga bo'linadi. Ultraviyole nurlanish ta'sirida salbiy fotorezistlar himoya relyef zonalarini hosil qiladi. Boshqa tomondan, musbat fotorezistlar ultrabinafsha nurlanishiga uchraganda, oqim xususiyatlariga ega bo'ladi va erituvchi tomonidan yuviladi. Shunga ko'ra, ultrabinafsha nurlanishiga ta'sir qilmaydigan joylarda himoya qatlami hosil bo'ladi.
Fotorezist qatlamining kerakli joylarini yoritish uchun maxsus niqob shablonidan foydalaniladi. Ko'pincha, bu maqsadda fotografik yoki boshqa usul bilan olingan shaffof bo'lmagan elementlarga ega optik shisha plitalar ishlatiladi. Aslida, bunday shablonda kelajakdagi mikrosxemaning qatlamlaridan biri chizilgan (jami bir necha yuz shunday qatlamlar bo'lishi mumkin). Ushbu shablon ma'lumotnoma bo'lgani uchun, uni juda aniq bajarish kerak. Bundan tashqari, bitta fotomaska \u200b\u200buchun ko'plab fotografik plitalar tayyorlanishini hisobga olsak, u bardoshli va buzilishga chidamli bo'lishi kerak. Demak, fotomask juda qimmat narsa ekanligi aniq: mikrosxemaning murakkabligiga qarab, u o'n minglab dollarga tushishi mumkin.
Bunday shablon orqali o'tadigan ultrabinafsha nurlanish (4-rasm) faqat yonadi kerakli saytlar fotorezist qatlamining yuzasi. Nurlanishdan so'ng fotorezist rivojlanishni boshdan kechiradi, bu esa qatlamning keraksiz qismlarini olib tashlaydi. Bu kremniy dioksid qatlamining tegishli qismini ochadi.
Fotolitografik jarayonning soddaligiga qaramay, mikrosxemalar ishlab chiqarishning ushbu bosqichi eng qiyin hisoblanadi. Haqiqat shuki, Murning bashoratiga ko'ra, bitta mikrosxemadagi tranzistorlar soni keskin o'sib boradi (har ikki yilda ikki baravar ko'payadi). Transistorlar sonining bunday ko'payishi faqat ularning hajmini pasayishi hisobiga mumkin, ammo aynan kamayish litografiya jarayoniga "tayanadi". Transistorlarni kichikroq qilish uchun fotorezist qatlamga qo'llaniladigan chiziqlarning geometrik o'lchamlarini kamaytirish kerak. Ammo hamma narsaning chegarasi bor - lazer nurlarini nuqtaga yo'naltirish unchalik oson emas. Gap shundaki, to'lqin optikasi qonunlariga muvofiq minimal o'lcham Lazer nurlari yo'naltirilgan nuqta (aslida bu shunchaki nuqta emas, balki difraksiya naqshidir) boshqa omillar qatorida yorug'lik to'lqinining uzunligi bilan belgilanadi. Litografiya texnologiyasining rivojlanishi 70-yillarning boshlarida ixtiro qilinganidan beri yorug'lik to'lqin uzunligini qisqartirish yo'nalishida bo'lgan. Aynan shu narsa integral mikrosxemaning o'lchamlarini kamaytirishga imkon berdi. 1980-yillarning o'rtalaridan boshlab fotolitografiyada lazer tomonidan ishlab chiqarilgan ultrabinafsha nurlanish ishlatila boshlandi. Fikr oddiy: ultrabinafsha nurlanishining to'lqin uzunligi ko'rinadigan yorug'lik to'lqin uzunligidan qisqa, shuning uchun fotorezist yuzasida ingichka chiziqlarni olish mumkin. Yaqin vaqtgacha litografiyada 248 nm to'lqin uzunligi bo'lgan chuqur ultrabinafsha nurlanish (Deep Ultra Violet, DUV) ishlatilgan. Biroq, fotolitografiya 200 nm chegarani kesib o'tganida, jiddiy muammolar yuzaga keldi, bu birinchi marta ushbu texnologiyadan foydalanish imkoniyatini shubha ostiga qo'ydi. Masalan, 200 mikrondan kam bo'lgan to'lqin uzunliklarida fotosensitiv qatlam tomonidan juda ko'p yorug'lik so'riladi, shuning uchun elektron shablonni protsessorga o'tkazish jarayoni yanada murakkablashadi va sekinlashadi. Bu kabi qiyinchiliklar tadqiqotchilar va ishlab chiqaruvchilarni an'anaviy litografik texnologiyalarga alternativa izlashga undaydi.
EUV litografiyasi (Extreme UltraViolet) deb nomlangan yangi litografiya texnologiyasi 13 nm to'lqin uzunligi ultrabinafsha nurlanishiga asoslangan.
DUV dan EUV litografiyasiga o'tish to'lqin uzunligining 10 martadan ko'proq pasayishini va atigi bir necha o'nlab atomlarning kattaligi bilan taqqoslanadigan diapazonga o'tishni ta'minlaydi.
Hozirgi vaqtda qo'llanilayotgan litografiya texnologiyasi minimal o'tkazgich kengligi 100 nm bo'lgan shablonni qo'llashga imkon beradi, EUV litografiyasi esa juda kichikroq - 30 nm gacha bo'lgan chiziqlarni bosib chiqarishga imkon beradi. Ultrashort nurlanishni boshqarish u qadar oson emas. EUV nurlanishi shisha bilan yaxshi singib ketganligi sababli, yangi texnologiya to'rtta maxsus konveks nometalldan foydalanishni o'z ichiga oladi, bu niqobni qo'llaganidan keyin olingan tasvirni kamaytiradi va yo'naltiradi (5-rasm ,,). Har bir oynada taxminan 12 ta atom qalinligi bo'lgan 80 ta alohida metall qatlam mavjud.
5-QADAM
Fotorezist qatlam ta'sirlangandan so'ng, kremniy dioksid plyonkasini olib tashlash uchun o'yish bosqichi boshlanadi (8-rasm).
Tuzlash jarayoni ko'pincha kislotali vannalar bilan bog'liq. Ushbu kislota zarb qilish usuli o'z-o'zidan bosilgan elektron platalarni yasagan radio amatörlarga yaxshi tanish. Buning uchun folga tekstolitiga lak bilan kelajak taxtaning yo'llarining naqshlari qo'llaniladi, bu himoya qatlami bo'lib xizmat qiladi va keyin plastinka azot kislotasi bilan vannaga tushiriladi. Keraksiz plyonka joylari o'yib tashlanib, sof tekstolitni ko'rsatmoqda. Ushbu usul bir qator kamchiliklarga ega, ulardan asosiysi qatlamni olib tashlash jarayonini aniq nazorat qilishning iloji yo'q, chunki aşınma jarayoniga juda ko'p omillar ta'sir qiladi: kislota konsentratsiyasi, harorat, konvektsiya va boshqalar. Bundan tashqari, kislota material bilan har tomonga ta'sir o'tkazadi va asta-sekin fotorezist niqobi ostiga kirib boradi, ya'ni fotorezist bilan qoplangan qatlamlarni yon tomondan yo'q qiladi. Shuning uchun, protsessorlarni ishlab chiqarishda, plazma deb ham ataladigan quruq ishlov berish usuli qo'llaniladi. Ushbu usul sizga ishlov berish jarayonini aniq boshqarishga imkon beradi va o'yilgan qatlamning yo'q qilinishi qat'iy vertikal yo'nalishda sodir bo'ladi.
Quruq ishlov berish silikon dioksidni gofret yuzasidan olib tashlash uchun ionlangan gaz (plazma) dan foydalanadi, u silikon dioksid yuzasi bilan reaksiyaga kirishib, uchuvchan yon mahsulotlarni hosil qiladi.
Zarblash protsedurasidan so'ng, ya'ni sof kremniyning kerakli joylari ochilganda, foto qatlamning qolgan qismi olib tashlanadi. Shunday qilib, kremniy substratida silikon dioksid naqsh qoladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
