Контрольные вопросы

1. В чем состоит сущность электрохимического способа осаждения пленок?

2. Какие превращения происходят в электролитической ванне?

3. Сформулируйте законы Фарадея.

4. Дайте определение числа Фарадея.

5. Дайте определение химического эквивалента вещества.

6. Как рассчитать массу выделяющегося при электролизе металла?

7. Чем определяется структура осажденных пленок?

8. Каково влияние примесей металлов на структуру осаждаемой пленки?

9. Какова роль сернокислых солей в формировании пленки?

10. Как и почему температура электролита влияет на структуру пленки?

11. Как и почему плотность тока влияет на структуру пленки?

12. Каковы требования к подготовке поверхности образцов?

Список литературы

1. Барыбин А. А. Электроника и микроэлектроника. Физико-технологические основы электроники / А. А. Барыбин. – СПб. Лань, 2006. – 423 с.

2. Барыбин А. А. Физико-технологические основы макро-, микро- и наноэлектроники / А. А. Барыбин, В. И. Томилин, В. И. Шаповалов. М. : Изд-во Физматлит, 2011. – 782 с.

3. Киреев В. А. Курс физической химии / В. А. Киреев. М. : Химия, 1975. – 685 с.

4. Мямлин А. И. Электрохимия полупроводников / А. И. Мямлин. М. : Наука, 1965. – 342 с.

5. Медведев, А. М. Технология производства печатных плат / А. М. Медведев. – М. : Изд-во Техносфера, 2005. – 360 с.

Лабораторная работа № 2 фотолитография – основной способ формирования топологической структуры печатных плат

Цель работы:

ознакомление с основными закономерностями, лежащими в основе фотолитографических процессов формирования планарных топологических структур электронных средств;

исследование химических процессов в светочувствительных материалах, обусловленных действием актиничного излучения (свет, поток электронов и ионов, рентгеновское, лазерное излучение), и их основных характеристик;

ознакомление с принципами прикладной оптики, определяющей точность передачи изображения;

изучение основных операций фотолитографических процессов;

изготовление односторонних печатных плат (ОПП) химическим негативным и позитивным способами, с формированием изображения топологического рисунка методом фотолитографии.

1. Краткие теоретические сведения

1.1. Основные понятия и определения

Литография – процесс воспроизведения конфигурации и взаимного расположения элементов создаваемого устройства путем формирования на поверхности рельефного защитного покрытия, чувствительного к действующему актиничному излучению, с последующим переносом изображения на поверхность подложки.

Актиничным называют излучение, воздействие которого на специальные материалы (резисты) вызывает процессы, изменяющие растворимость облученных участков.

Фоторезисты (ФР) – это многокомпонентные светочувствительные материалы с изменяющейся под действием света растворимостью, устойчивые к воздействию травителей и применяемые для переноса изображения на подложку и защиты нижележащей поверхности от воздействия травителей. Они могут быть как мономерными, так и полимерными материалами и включают в себя:

светочувствительные компоненты – обычно на основе органических веществ (например, состав на основе сложного эфира поливинилового спирта и коричной кислоты – поливинилциннамат, нафтохинондиазид и др.), которые при облучении претерпевают ряд фотохимических превращений, например, разлагаются, либо подвергаются фотополимеризации или структурированию;

пленкообразующие вещества (фенолформальдегидные, резольные, новолачные и другие смолы);

растворители (кетоны, ароматические углеводороды, спирты, диоксан и др.).

Резисты, в зависимости от их свойств и механизма протекающих реакций, подразделяют на позитивные и негативные.

Позитивные – органические композиции, которые после облучения становятся растворимыми. При последующем проявлении облученные участки удаляются. В основе создания защитного рельефа в пленке позитивных фоторезистов лежат реакции фоторазложения (фотолиза). При фотолизе у молекул полимера происходит обрыв слабых связей и образуются молекулы более простой структуры, обладающие пониженной химической стойкостью.

Негативные – органические композиции, которые в результате облучения становятся нерастворимыми и при последующем проявлении участки, не подвергшиеся облучению, удаляются. Защитный рельеф формируется за счет реакций фотоприсоединения (фотополимеризации), в ходе которых происходит поперечная «сшивка» исходных линейных молекул полимера и их преобразование в химически стойкие трехмерные структуры.

В зависимости от длины волны актиничного излучения литографию подразделяют:

фотолитография (250 – 440) нм;

электронография 0,05 нм;

рентгенография (0,5 – 2,0) нм;

В соответствие с этим, используемые светочувствительные материалы подразделяют на фото-, электроно- и рентгено- резисты. Отметим, что для большинства фоторезистов актиничным является ультрафиолетовое излучение.