Метод фотолитографии
Этот метод позволяет получить конфигурацию элементов любой сложности и имеет большую точность по сравнению с масочным, однако он более сложен.
Существует несколько разновидностей фотолитографии:
Метод прямой фотолитографии предусматривает нанесение сплошной пленки материала тонкопленочного элемента, формирование на ее поверхности фоторезистивной контактной маски, вытравливание через окна в фоторезисте лишних участков пленки. Контактная маска из фоторезиста или другого материала, более стойкого к последующим технологическим воздействиям, воспроизводит рисунок фотошаблона из пленки.
Экспонированный фоторезист удаляется (растворяется), после чего пленка резистивного материала стравливается с участков, не защищенных фоторезистом. Далее на подложке в вакууме наносится сплошная пленка алюминия. После фотолитографии и травления алюминия проводящая пленка остается в областях контактных площадок и проводников. При этом сформированные на предыдущем этапе резисторы не повреждаются. После нанесения поверх проводящих элементов и резисторов защитного слоя стекла проводится еще одна, третья фотолитографическая обработка, в результате которой стекло удаляется из областей над контактными площадками, а также по периметру платы.
Метод обратной (взрывной) фотолитографии отличается от предыдущего тем, что сначала на подложке формируется контактная маска, затем наносится материал пленочного элемента, после чего производится удаление контактной маски.
При фотолитографическом методе для изготовления ГИС, содержащих резисторы и проводники, используют два технологических маршрута.
Первый вариант – напыление материала резистивной и проводящей пленок; фотолитография проводящего слоя; фотолитография резистивного слоя; нанесение защитного слоя.
Второй вариант – после проведения первых двух операций, тех же что и в предыдущем варианте, сначала осуществляют фотолитографию и травление одновременно проводящего и резистивного слоев, затем вторую фотолитографию для стравливания проводящего слоя в местах формирования резистивных элементов, после чего следует нанесение защитного слоя и фотолитография для вскрытия окон в нем над контактными площадками.
При производстве пленочных микросхем, содержащих проводники и резисторы из двух различных (высокоомного и низкоомного) резистивных материалов, рекомендуется такая последовательность операций:
- поочередное напыление пленок сначала высокоомного, затем низкоомного резистивных материалов
- напыление материала проводящей пленки
- фотолитография проводящего слоя
- фотолитография низкоомного резистивного слоя
- фотолитография высокоомного резистивного слоя
- нанесение защитного слоя.
Комбинированный метод. При совмещении масочного и фотолитографического методов для микросхем, содержащих резисторы, проводники и конденсаторы, используют два варианта:
Первый вариант:
- напыление резисторов через маску
- напыление проводящей пленки на резистивную
- фотолитография проводящего слоя
- поочередное напыление через маску нижних обкладок, диэлектрика и верхних обкладок конденсатора
- нанесение защитного слоя
Второй вариант:
- напыление резистивной пленки и проводящей пленки на резистивную
- фотолитография проводящего и резистивного слоев
- фотолитография проводящего слоя
- напыление через маску нижних обкладок, диэлектрика и верхних обкладок конденсатора
- нанесение защитного слоя.
Для схем, не содержащих конденсаторов, применяют один из трех вариантов:
Первый вариант:
- напыление через маску резисторов и проводящей пленки
- фотолитография проводящего слоя
- нанесение защитного слоя
Второй вариант:
- напыление резистивной пленки
- фотолитография резистивного слоя
- напыление через маску проводников и контактных площадок
- нанесение защитного слоя
Третий вариант:
- напыление резистивной пленки, а также контактных площадок и проводников через маску
- фотолитография резистивного слоя
- нанесение защитного слоя.