Процесс литографии. 
Основы конструирования и технологии производства радиоэлектронных средств. 
Интегральные схемы

Шаблоны

На первой стадии изготовления шаблонов вычерчивают сложную конфигурацию шаблонов с высокой степенью интеграции обычно в увеличенном в 100…2000 раз размере. Сложная топология затем переводится в увеличенный оригинал с топологическим рисунком каждого уровня шаблона. Оригинал изготавливается на прозрачной подложке (стекле или полимерной пленке) способом подрезки эмалевого или другого покрытия резцом. Участки покрытия, прорезанные резцом по контуру, удаляются механическим способом. Для изготовления оригинала применяют установки — координатографы, позволяющие обеспечить высокую точность вырезания.

Оригинал (1) фотографическим методом уменьшается до размера, в десять раз превышающего размер стеклянной заготовки (3) (Рис. 4.1). Окончательный шаблон изготавливают из десятикратно увеличенной заготовки с использованием системы фоторедуцирования, которая уменьшает изображение до масштаба 1:1 (Рис. 4.2).

С помощью этой системы происходит экспонирование элементов на последнем фоточувствительном стеклянном шаблоне, механическое удаление соседних полос с неоднократным повторением операций. Каждый элемент содержит полную топологию схемы, соответствующую уровню шаблона. Как все идентичные кристаллы (чипы ИС), расположены на шаблоне, так они будут воспроизведены и на кремниевой пластине.

На Рис. 4.2 и на Рис. 4.3 показаны шаблон, на который нанесена топология ИС и схема переноса топологии ИС с шаблона на кремниевую пластину соответственно.

Рис. 4.1. Схема изготовления фотошаблонов методом последовательного уменьшения: 1 — оригинал; 2 — объектив; 3 — промежуточный фотошаблон; 4 — объектив фотоповторителя; 5 — эталонный фотошаблон; 6 — координатный стол.

Рис. 4.2. Изображение стеклянного фотошаблона ИС.

Рис. 4.3. Перенос топологии ИС с шаблона на кремниевую пластину. 1 — исходная пластина; 2 — шаблон; 3 — операция печати; 4 — идентичная топология, сформированная на пластине; 5 — идентичные элементы топологии на шаблоне и пластине Подход к изготовлению фотошаблона с помощью увеличенного оригинала относительно прост, но не практичен. Значительные усилия были направлены на разработку систем машинного проектирования, с помощью которых можно электрически описать топологию схемы. Геометрическая топология воспроизводится на экране электронно-лучевой трубки и видоизменяется с помощью светового карандаша для формирования желаемых размеров элементов схемы. Система машинного проектирования выдает выходные результаты в виде цифровых данных, записанных на магнитной ленте. Последняя используется для управления генератором изображений, формирующим топологический рисунок в масштабе 1:1 или 10:1.

Шаблоны изготавливают из стеклянных, покрытых эмульсией пластин или стеклянных пластин с твердым поверхностным покрытием. Эмульсионные шаблоны дешевы, но обычно используются для переноса изображения элементов размером не менее 5 мкм. Шаблоны, сформированные электронным лучом, имеют покрытия из твердых материалов (хром, окись хрома, окись железа, кремний) и обладают разрешением 1 мкм.