Сочетание проекционной и контактной фотолитографии в производстве диодов Шоттки Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 621. 38. 032

СОЧЕТАНИЕ ПРОЕКЦИОННОЙ И КОНТАКТНОЙ ФОТОЛИТОГРАФИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ДИОДОВ ШОТТКИ

М.И. Горлов, М. А. Мешкова

Сочетание проекционной и контактной фотолитографии в процессе получения структур на пластине позволяет снизить производственные затраты без заметного ухудшения качества изделия и снижения процента выхода годных

Ключевые слова: фотолитография, процент выхода годных, структура

Создание структур полупроводниковых изделий на пластине невыполнимо без процесса фотолитографии, который может использоваться до восьми раз [1].

В связи с тем, что минимальный процент выхода годных (ПВГ) структур на пластине, как правило, оговаривается потребителем в контракте, даже небольшое снижение ПВГ ниже оговоренного приводит к затруднениям в реализации продукции. Для исключения такой ситуации необходимо гарантировать достижение планового ПВГ на контроле функционирования структур на пластине. При поставленных технологических процессах диффузии, ионного легирования, напыления металлических слоев и постоянном контроле электрических параметров в технологическом процессе, основной вклад в снижение ПВГ вносит дефектность фотогравировок [2].

Отдельные фотогравировки даже несложных по конструкции приборов являются весьма чувствительными к дефектности фоторезистивной маски, которая существенно снижает ПВГ. Например, при размере структуры диода Шоттки 2*2 мм наличие на поверхности кристалла остатка окисла размером более 1 мкм приводит к нарушению целостности барьерного слоя и как следствие возникновение утечки, приводящей к забракованию кристалла. Для поддержания дефектности фотогравировок на минимальном уровне лучше всего использовать проекционную фотолитографию (ПФЛ), дефектность которой составляет от 0,5% на гравировке “охранное кольцо,, и до 4% на фотогравировке “контакты,,, наиболее критичной к привносимой дефектности. Однако использование ПФЛ приводит к значительному удорожанию изделия,

так как стоимость оборудования, потребность в производственных площадях, требование к микроклимату помещения и к квалификации обслуживающего персонала значительно выше, чем при использовании контактной фотолитографии (КФЛ), а производительность в 3-4 раза ниже. Степень влияния привносимой дефектности на дефектность фоторезистивной маски определяется отношением засвеченной площади к общей площади кристалла. Для кристалла площадью 2*2 мм это отношение на различных фотогравировках приведено в табл. 1.

Таблица 1

Отношение экспонируемой площади кристалла, %

Фотогравировки

“охранное кольцо,, “контакты, “ме- талл,

4% 90% 10%

На гравировке, где экспонируемая (светлая) часть кристалла невелика, а топология рисунка позволяет проводить экспонирование на зазоре, исключающее залипание фоторезиста, влияние дефектности на ПВГ снижено целесообразно использовать КФЛ. Поэтому сочетание КФЛ и ПФЛ позволяет снизить производственные затраты без заметного ухудшения качества изделия и снижения ПВГ. Примерный расчет ПВГ при использовании КФЛ, ПФЛ и их сочетания приведены в табл. 2.

Для сочетания КФЛ и ПФЛ необходимо приведение в соответствие координатных систем и оптического масштаба степперов используемых для производства рабочих фотошаблонов, и степперов для экспонирования пластин.

Таблица 2

Тип фотолитографии Дефектность фотолитограс ии % выхода годных

“ охр. кольцо „ “ контакты „ “ металл „

ПФЛ 0,5 4,0 1,0 94,5

КФЛ 1 8 1,5 89,7

Сочетание КФЛ и ПФЛ 1 (КФЛ) 4,0 (ПФЛ) 1,5 (КФЛ) 93,6

Горлов Митрофан Иванович - ВГТУ, д-р техн. наук, профессор, тел. (4732) 43-76-95

Мешкова Марина Александровна - ЗАО «ВЗПП-Микрон», мастер, тел. (4732) 41-66-19

Согласование координатных систем достигается введением масштабных коэффициентов на степпере, используемом для экспонирования пластин, либо коррекцией шага мультипликации на степпере для производства рабочих шаблонов. Согласование оптического масштаба проводится юстировкой положения промежуточного фотооригинала относительно объектива на любом из степпе-ров.

Сочетание КФЛ и ПФЛ в производстве приборов диодов Шоттки, гарантируя устойчивый процент выхода годных, позволяет:

1) перевести часть гровировок на КФЛ, где производимость выше в 3 - 4 раза, чем на ПФЛ;

2) увеличить объемы производства и осваивать более сложные изделия за счет освобождающихся мощностей ПФЛ;

3) сократить цикл прохождения партий по маршруту, следовательно, и срок выполнения заказа, что позволяет повысить конкурентоспособность продукции.

Литература

1. Ефимов И. Е., Козырь И. Я., Горбунов Ю.

И. Микроэлектроника. Физические и технологические основы, надежность. - М.: Высш. шк., 1986. - 464 с.

2. Готра З. Ю. Технология микроэлектронных устройств: справочник. - М.: Радио и Связь, 1991. - 528 с.

Воронежский государственный технический университет

Закрытое акционерное общество “Воронежский завод полупроводниковых приборов - Микрон»

COMBINATION OF PROJEKTION AND CONTACT PHOTOLITHOGRAPHY IN SHOTTKY DIODES PRODUCTION

M.I. Gorlov, M.A. Meshkova

Combination of projection and contact photolithography in process of gaining structures on wafer allow to decrease operation costs without quality reduction and decreasing of yield

Key words: photolithography, yield, structure