Проекционная ФЛГ. Плазмохимическое осаждение (стр. 2 из 2)
Существует еще один параметр проекционной системы — ее глубина резкости. Для компенсации аберраций оптической системы, искривления поверхности полупроводниковых подложек и изменения толщины слоя фоторезиста на их поверхности из-за сформированного технологического рельефа необходима вполне определенная (по возможности наибольшая) глубина резкости 5 = X/ [2(NA)2] . Из этой формулы видно, что чем больше числовая апертура, а это необходимо для увеличения разрешающей способности проекционной системы, тем меньше ее глубина резкости.
Рисунок 5. Схема осветительной системы проекционной установки:
1 - эллиптический отражатель, 2 - источник УФ-излучения, 3 - защитное стекло, 4 — сотовый конденсор типа "мушиный глаз", 5 - селективно отражающее зеркало, 6 - полосовой фильтр, 7 - конденсорная линза
Неправильная фокусировка может существенно влиять на качество передачи изображения проекционным методом. Поэтому проекционные установки снабжают высокоточными устройствами автофокусировки с точностью установки фокусного расстояния не хуже ± 0,2 мкм.
Правильная фокусировка, а также точная доза экспозиции - обязательные условия прецизионного переноса изображения на слой фоторезиста при проекционной фотолитографии.
Таким образом, видно, что необходим компромисс между разрешающей способностью, глубиной резкости, полем изображения и выбором числовой апертуры объектива.
Пиролитическое получение пленок из газовой фазы при нормальном и пониженном давлении
Пиролитическое осаждение используют для получения толстых слоев оксида кремния при низких температурах, когда термическое окисление неприемлемо из-за существенного изменения параметров предшествующих диффузионных слоев. Пиролитическое осаждение обеспечивает большую производительность, высокую равномерность слоев, качественное покрытие уступов металлизации и позволяет создавать изолирующие и пассивирующие слои не только на поверхности кремния, но и германия, арсенида галлия, а также других материалов. Помимо оксида кремния осаждают слои SiC, Si3N4, ФСС и поликремния.
При пиролитическом осаждении оксида кремния происходит термическое разложение сложных соединений кремния (алкоксисиланов) с выделением SiO2, например: тетраэтоксисилан
Si(OC2H5)4650-700° С SiO2 
+ 2H2O + 4C2H4
тетраметоксисилана
Si(OCH3)4800-850°СSiO2 +2С2Н4+2Н2О или оксиление моносилана
SiH4+2O2400-450° СSi02 + 2H20
Последнюю реакцию обычно используют и при осаждении фосфорно-силикатного стекла с добавлением к газовой смеси фосфина РН3, разбавленного азотом до 1,5 %-ной концентрации. Фосфин вступает в реакцию с кислородом
4РН3 +5О2 => 2Р2О5 +6H2 
образуя оксид фосфора, который легирует SiO2. В пленке оксида кремния оказывается 1 - 3 % фосфора, за счет чего повышается ее термомеханическая прочность, пластичность и снижается пористость. При содержании фосфора до 8-9 % слои ФСС используют для планаризации поверхности пластин, имеющей рельеф.
ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ
При плазмохимическом осаждении (ПХО) процесс разложения кремнийсодержащих соединений активизируется высокочастотным (ВЧ) разрядом, образующим в газовой среде при пониженном давлении низкотемпературную кислородную плазму. Плазма состоит из атомов, радикалов, молекул в разных степенях возбуждения, а также электронов и ионов. Плазмохимическое осаждение обычно проводят при давлении в реакционной камере 66 - 660 Па и частоте ВЧ-разряда 13,56-40 МГц. Температура процесса более низкая, чем при пиролитическом осаждении, благодаря чему получаемый оксид кремния можно использовать для пассивации поверхности ИМС, так как не происходит взаимодействия кремния с металлом проводников.
Механизм образования пленок при ПХО состоит из трех основных стадий: образования в зоне разряда радикалов и ионов, адсорбции их на поверхности пленки SiO2 и перегруппировки адсорбированных атомов. Перегруппировка (миграция) адсорбированных поверхностью атомов и стабилизация их положения представляют важную стадию роста пленки.
Одновременно с образованием пленки происходит десорбция продуктов реакции с поверхности. Скорости десорбции и миграции атомов сильно зависят от температуры пластины, причем при большей температуре получаются пленки с меньшей концентрацией захваченных продуктов реакции, большей плотностью и более однородным составом.
При стимулировании процесса осаждения плазмой появляются новые параметры, влияющие на скорость осаждения пленки, ее состав, плотность, показатель преломления, равномерность, внутренние напряжения и скорость травления. Кроме температуры, состава газовой смеси, ее расхода, давления, геометрии реактора на скорость окисления влияют ВЧ-мощность, напряжение и частота, геометрия электродов и расстояние между ними.
В качестве рабочих газов обычно используют соединения кремния и окислители:
Si2О(СН3)6 + 8О2230-250 C 2Si02 + Н2О + 6СО2 + 8Н2
а также гексаметилдисилоксан
SiH4 + 4N2 О 200-350°CSiO2 + 4N2 + 2H2 О Скорость осаждения SiO2 при этом методе от 0,1 до 10 мкм/ч.
ЛИТЕРАТУРА
1. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. Учебник для ВУЗов - М; Радио и связь, 2007 - 464 с: ил.
2. Технология СБИС. В 2 кн. Пер. с англ./Под ред. С.Зи,- М.: Мир, 2006.-786 с.
3. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств. Справочник. - М.: Радио и связь, 2001.-528 с.
4. Достанко А.П., Баранов В.В., Шаталов В.В. Пленочные токопроводящие системы СБИС.-Мн.: Выш.шк., 2000.-238 с.
5. Таруи Я. Основы технологии СБИС Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 2000-480 с.