Микроэлектроника переводы / Optical lithography

Optical lithography has undisputably been the leading integrated circuit pattern defining technique for many years. It has essentially two steps. First, the design and fabrication of the optical mask, which is both costly and time consuming, and secondly, the exposure of the wafer, covered with а layer of light sensitive photoresist to ultraviolet light shone through the mask. Оптическая литография неоспоримо является ведущей для методов производства шаблонов для интегрированных схем в течение многих лет. По сути, это два шага. Во-первых, проектирование и изготовление оптической маски, которая является дорогостоящей и трудоемкой, и, во-вторых, подвергание пластины, покрытой слоем светочувствительного фоторезиста, ультрафиолетовому излучению, проникающему сквозь маску. The method is ideal for large scale production because once the expensive mask-making process has been carried out, an unlimited number of wafers may be patterned at very low cost to the producer. On the other hand, where specific or semicustom lCs are concerned this process has proved unacceptable since the cost and time involved in mask fabrication cannot be justified by the production of only а few devices which may require several interactions for optimum results. Этот метод идеален для крупномасштабного производства, поскольку после проведения дорогостоящего процесса изготовления масок можно создавать неограниченное количество пластин по очень низкой цене для производителя. С другой стороны, когда речь идет о конкретных или полузаказных ИС, этот процесс оказался неприемлемым, поскольку затраты и время, затрачиваемые на изготовление маски, не могут быть оправданы производством только нескольких устройств, которые могут требовать нескольких взаимодействий для достижения оптимальных результатов.

For these reasons, electron beam direct-write lithography is proving invaluable in the field of application of specific or semicustom integrated circuits. This technique allows fast turnaround, а high flexibility and comparatively low cost for very small batches. In addition, the short wavelength of electron - beam offers very high resolution patterning and so may be essential where sub-micron features are required. По этим причинам электронно-лучевая литография с прямой записью оказывается бесценной в области применения специальных или полузаказных интегральных схем. Этот метод обеспечивает быстрый оборот, высокую гибкость и сравнительно низкую стоимость для очень маленьких партий. Кроме того, коротковолновое электронно-лучевое излучение обеспечивает формирование рисунка с очень высоким разрешением и поэтому может быть важным, когда требуются субмикронные характеристики.

Despite the possibility of low throughout, electron - beam generated patterns allow either simple wafer-scale integration or devices for several customers, each possibly with а variety of trial designs to be implemented on а single wafer. The major advantage of the electron - beam's high resolution capability will be nullified if the resist pattern cannot be very precisely reproduced onto the metallization layer. For this reason, wet-etching of the metal with its inherent undercutting is particularly unsuitable and plasma-processing becomes necessary. Несмотря на возможность низкого уровня, схемы, генерируемые электронным пучком, позволяют либо простую интеграцию в масштабе пластин, либо устройства для нескольких заказчиков, каждый из которых может иметь различные пробные конструкции, которые могут быть реализованы на одной пластине. Основное преимущество способности электронного луча с высоким разрешением будет

аннулировано, если рисунок резиста не может быть очень точно воспроизведен на металлизационном слое. По этой причине влажное травление металла с присущей ему подрезкой является особенно неподходящим, и плазменная обработка становится необходимой.

Reactive ion etching is а type of plasma etching where the wafer is placed on an electrode which is capacitivelty coupled to an RF generator. А second electrode larger than this driven one is grounded and а plasma is generated by electronic excitation of а low pressure gas contained between them. The arrangement of the system is such that the driven electrode experiences а negative bias with respect to the plasma causing positive ions to be accelerated towards the wafer. Реактивное ионное травление представляет собой тип плазменного травления, при котором пластина размещается на электроде, который емкостно связан с РЧ-генератором (радио-частотным). Второй электрод большего размера, чем этот управляемый, заземлен, и плазма генерируется электронным возбуждением газа низкого давления, содержащегося между ними. Компоновка системы такова, что ведомый электрод испытывает отрицательное смещение по отношению к плазме, вызывая ускорение положительных ионов к пластине.

This means that not only is there chemical reaction causing removal of the metallization but also ion-enhanced chemical etching and physical sputtering to the vertical etching essential for precise replication of the resist pattern. Dry processing has the added benefits of easily handled process materials, easy automation and good reproducibility. Это означает, что существует не только химическая реакция, вызывающая удаление металлизации, но также усиленное ионами химическое травление и физическое распыление до вертикального травления, необходимого для точного воспроизведения рисунка резиста. Сухая обработка имеет дополнительные преимущества: удобство обработки технологических материалов, простота автоматизации и хорошая воспроизводимость.