Негативных фоторезистов

1010 Ом на площади более 100 X 100 мм. Для того чтобы обеспечить необходимое сопротивление, поверхность анодированной подложки грунтуют органическими и неорганическими диэлектриками. В качестве последней применяют слои А1»О3 и SiO2; для грунтовки органическими материалами используют полиимидный лак и негативный фоторезист ФН-11, имеющий хорошие диэлектрические свойства. Грунтовка улучшает и чистоту обработки поверхности пластин, которая ухудшается после анодирования; среднее значение высоты микровыступов снижается с 0,12 до 0,05 — 0,08 мкм, а максимальные значения — с 0,6 до 0,4 мкм.

(I — фоторезистивная маска на сплошной пленке резистивного материала {позитивный фоторезист); б — сформированные тонкопленочные резисторы и фотореэистивная маска для создания алюминиевых проводников и контактных площадок (позитивный фоторезист); в — фотореэистивная маска на защитном покрытии (негативный фоторезист); S — топология пленочных элементов ГИС

Негативный фоторезист Позитивный фоторезист

Негативный фоторезист Позитивный фоторезист

Рассмотрим основные этапы процесса фотолитографии на примере получения маски SiO2. На окисленную поверхность кремниевой пластины наносят несколько капель раствора фоторезиста. С помощью центрифуги его распределяют тонким (около 1 мкм) слоем по поверхности пластины, а затем высушивают. На пластину накладывают фотошаблон (ФШ) рисунком к фоторезисту (ФР) и экспонируют ( 2.19,а), затем его снимают. После проявления негативный фоторезист удаляется с незасвеченных участков ( 2.19, б), а позитивный — с засвеченных. Получается фоторезистивная маска, через которую далее травят слой SiO2, после чего фоторезист удаляют ( 2.19, в).

Широкое применение при изготовлении масок для напыления в производстве микроэлектронной аппаратуры находит негативный фоторезист на основе поливинилового спирта.

Однако преимущества позитивных фоторезистов не исключают возможность- использования на отдельных этапах производства негативных фоторезистов. Например, для некоторых травителей негативный фоторезист предпочтительнее позитивного с точки зрения кислото-устойчи'вости. Кроме того, у негативных фоторезистов проще .проявление: в качестве проявителя можно использовать органический растворитель, не взаимодействующий с поверхностью пластины.

Наличие воздушных промежутков между металлизированными участками фотошаблонов приводит к образованию воздушных зазоров при наложении фотошаблона на кремниевую пластину, покрытую фоторезистом. Это снижает разрешающую способность процесса формирования скрытого изображения на этапе экспонирования из-за преломления света на границах «стекло — воздух» и «воздух — фоторезист». Один из способов ослабления этого явления заключается в заполнении воздушных промежутков фотошаблона фоторезистом *. С этой целью на металлизированную сторону фотошаблона наносят негативный фоторезист. После сушки фоторезиста осуществляют экспонирование с обратной стороны фотошабло-

В настоящее время широкое применение при изготовлении масок для напыления в производстве микроэлектронной аппаратуры находит негативный фоторезист на основе поливинилового спирта. В этом случае в качестве светочувствительной добавки используется бихромат аммония.

Большую группу материалов для изготовления печатных плат представляют фоторезисты. Широко применяют фоторезист на основе поливинилового спирта (ПВС). ПВС с добавкой бихромата аммония — негативный фоторезист с разрешающей способностью до 50 линий на мм. Преимущество фоторезиста на основе ПВС— низкая стоимость, простота проявления — водой. Недостатки — низкая кислото- и щелочестойкость и темновое дубление. Это ограничивает время хранения заготовок после нанесения фоторезиста до 3—5 ч.

Однако преимущества позитивных фоторезистов не исключают возможность- использования на отдельных этапах производства негативных фоторезистов. Например, для некоторых травителей негативный фоторезист предпочтительнее позитивного с точки зрения кислото-устойчи'вости. Кроме того, у негативных фоторезистов проще .проявление: в качестве проявителя можно использовать органический растворитель, не взаимодействующий с поверхностью пластины.

Наличие воздушных промежутков между металлизированными участками фотошаблонов приводит к образованию воздушных зазоров при наложении фотошаблона на кремниевую пластину, покрытую фоторезистом. Это снижает разрешающую способность процесса формирования скрытого изображения на этапе экспонирования из-за преломления света на границах «стекло — воздух» и «воздух — фоторезист». Один из способов ослабления этого явления заключается в заполнении воздушных промежутков фотошаблона фоторезистом *. С этой целью на металлизированную сторону фотошаблона наносят негативный фоторезист. После сушки фоторезиста осуществляют экспонирование с обратной стороны фотошабло-

Ведущую роль в технологии микросхем занимает фотолитография. Она основывается на использовании светочувствительных полимерных материалов — фоторезистов, которые могут быть негативными и позитивными. Негативные фоторезисты под действием света полимери-зуются и становятся нерастворимыми в специальных веществах — проявителях. После локальной засветки (экспонирования) растворяются и удаляются незасвеченные участки. Наибольшая чувствительность негативных фоторезистов соответствует длине волны света 0,28 мкм (ультрафиолет), поэтому экспонирование осуществляют с помощью кварцевой лампы. В позитивных фоторезистах свет разрушает полимерные цепочки: растворяются засвеченные участки. Максимальная чувствительность соответствует более длинным волнам (до 0,45 мкм — видимое излучение). Позитивные фоторезисты обеспечивают более резкие границы растворенных (проявленных) участков, чем негативные, т. е. обладают повышенной разрешающей способностью, но имеют меньшую чувствительность и требуют большего времени экспонирования.

Широко используются фоторезисты со светочувствительными добавками на основе диазосоединений. Так, среди отечественных негативных фоторезистов широкое применение нашли составы ФН-102 и ФН-103, полученные путем модификации натурального каучука и светочувствительных диазосоединений. Используются позитивные фоторезисты серии ФП 1(ФП-383, ФП-354, ФП-330 и др.).

Выше было показано, что разрешающая способность процесса фотолитографии при использовании негативных фоторезистов снижается из-за неизбежного появления «ореола» на границах защитного рельефа при проявлении. При тех же условиях экспонирования при

Применение негативных фоторезистов позволяет расширить возможности технологических процессов фотолитографии и в конечном итоге возможности технологии интегральных микросхем.

Однако преимущества позитивных фоторезистов не исключают возможность- использования на отдельных этапах производства негативных фоторезистов. Например, для некоторых травителей негативный фоторезист предпочтительнее позитивного с точки зрения кислото-устойчи'вости. Кроме того, у негативных фоторезистов проще .проявление: в качестве проявителя можно использовать органический растворитель, не взаимодействующий с поверхностью пластины.

Типичным среди негативных фоторезистов является поливинилциннамат, имеющий разрешающую способность свыше 500 лин/мм и длинноволновую границу спектральной чувствительности 0,41 мкм. Позитивные фоторезисты создаются на основе нафтохинондиазида с новолаком, имеют разрешающую способность порядка 1000 лин/мм и границу спектральной чувствительности 0,48 мкм. Из отечественных фоторезистов наибольшее распространение в 'промышленности, нашел позитивный фоторезист ФП-383.

Проявление негативных фоторезистов заключается в растворении незадубленных участков в растворителях, «а основе которых приготовлен фоторезист.- Проявление позитивных фоторезистов представляет собой химическую реакцию, связанную с превращением кислот в раствори-мые соли. Для фоторезиста ФП-383 используют тринат-рийфоюфат NaaPCV 12НгО (20 грамм я а 1л деионизован-ной воды). Перспективными в отношении производительности и качества "являются распыление тринатрийфосфата и обработка в парах органического растворителя (для негативных фоторезистов) .

Широко используют также фоторезисты со светочувствительными добавками на основе диазосоединений. Так, среди отечественных негативных фоторезистов широкое применение нашли составы ФН-102 и ФН-103, полученные путем модификации нату-

Однако преимущества позитивных фоторезистов не исключают возможность- использования на отдельных этапах производства негативных фоторезистов. Например, для некоторых травителей негативный фоторезист предпочтительнее позитивного с точки зрения кислото-устойчи'вости. Кроме того, у негативных фоторезистов проще .проявление: в качестве проявителя можно использовать органический растворитель, не взаимодействующий с поверхностью пластины.

Типичным среди негативных фоторезистов является поливинилциннамат, имеющий разрешающую способность свыше 500 лин/мм и длинноволновую границу спектральной чувствительности 0,41 мкм. Позитивные фоторезисты создаются на основе нафтохинондиазида с новолаком, имеют разрешающую способность порядка 1000 лин/мм и границу спектральной чувствительности 0,48 мкм. Из отечественных фоторезистов наибольшее распространение в 'промышленности, нашел позитивный фоторезист ФП-383.

Проявление негативных фоторезистов заключается в растворении незадубленных участков в растворителях, «а основе которых приготовлен фоторезист.- Проявление позитивных фоторезистов представляет собой химическую реакцию, связанную с превращением кислот в раствори-мые соли. Для фоторезиста ФП-383 используют тринат-рийфоюфат NaaPCV 12НгО (20 грамм я а 1л деионизован-ной воды). Перспективными в отношении производительности и качества "являются распыление тринатрийфосфата и обработка в парах органического растворителя (для негативных фоторезистов) .