7.5. Литография высокого разрешения

Основные тенденции развития субмикроэлектроники требуют получения линий, шириной 0,25–0,5 мкм с допусками на совмещение менее 0,05 мкм. Для этого необходимо развивать новые литографические процессы с высокой разрешающей способностью. Известно, что разрешение литографического процесса тем выше, чем меньше длина волны экспонирующего излучения. Поэтому большой интерес представляет использование в качестве источников излучения рентгеновского излучения, электронных и ионных пучков. Рассмотрим более детально особенности, связанные с применением в литографии этих видов излучения.

Достоинством электронно-лучевой литографии является высокие разрешение и точность совмещения; возможность бесшаблонного экспонирования за счет высокой степени автоматизации. К недостаткам электронной литографии относится большое время экспонирования, которое значительно увеличивается при формировании элементов с малыми размерами. Это связано с тем, что размер сечения электронного пучка должен быть меньше самого малого элемента схемы. Основная проблема электронной литографии связана с эффектом близости резиста и подложки: электроны, обладая достаточной энергией, проходят через резист и проникают в полупроводниковую подложку, создают в ней вторичные электроны, которые рассеиваются и частично воздействуют на прилегающие к подложке слои резиста, уменьшая четкость границы экспонирования. Электронная литография, являясь бесшаблонным методом экспонирования с высокой разрешающей способностью, широко применяется для изготовления шаблонов.

Целым рядом достоинств обладает рентгенолитография: по сравнению с электроннолучевой обладает большей производительностью, меньшими искажениями, связанными с эффектом близости (за счет использования энергетически мягкого излучения); возможностью получения скрытого изображения в очень толстых резистных слоях (до 50 мкм); так как рентген не поглощается находящимися на шаблоне загрязнениями с малой атомной массой, то это уменьшает дефекты и проколы в резисте. Однако большим недостатком рентгенолитографии является необходимость использования довольно сложного в изготовлении рентгеношаблона.

В заключение приведем схему последовательности основных технологических этапов изготовления МОП-транзистора (рис. 7.2).