MATERIALI E TECNOLOGIE PER LA MICROELETTRONICA



Fotolitografia e rimozione del resist (Photolitography and etching)

La fotolitografia è il processo tramite il quale le configurazioni geometriche tracciate su di una maschera vengono trasferite su un sottile strato di materiale organico, chiamato resist, sensibile alla radiazione, con il quale viene preventivamente ricoperta l'intera superficie della fetta di semiconduttore.

Le sagome riportate sulle maschere definiscono le varie regioni di cui è composto un circuito integrato, ovvero le regioni drogate, le finestre riservate ai contatti, le aree nelle quali sono poste le piazzole di arrivo dei fili di collegamento (bonding pad), eccetera. Tali sagome vengono dapprima trasferite sul resist rimuovendo selettivamente parti di esso; se le regioni del resist da eliminare sono quelle esposte alla luce, indebolitesi per effetto della radiazione incidente, si parla di fotoresist positivo, mentre se le regioni da rimuovere sono quelle non esposte, perchè quelle investite dalla luce si sono rinforzate, si parla di fotoresist negativo.

Le sagome definite sulle pellicole fotosensibili dal processo litografico non costituiscono elementi permanenti del dispositivo finale, ma solo immagini dei vari elementi del circuito. Per generare gli elementi veri e propri le sagome di resist devono a loro volta essere trasferite agli strati sottostanti che costituiscono il dispositivo. Il trasferimento dal resist alla fetta è ottenuto per mezzo di un processo di incisione o attacco chimico (etching) che rimuove in modo selettivo parti non mascherate di uno strato di semiconduttore. Come il processo di ossidazione, anche l'attacco chimico può avvenire per via umida (wet etching) o per via secca (dry etching).

Si noti che la dimensione critica (Critical Dimension o CD), ovvero la dimensione minima dell'incisione che può venire praticata utilizzando una data tecnologia, è direttamente proporzionale alla lunghezza d'onda della radiazione incidente e inversamente proporzionale all'apertura numerica del sistema ottico avente il compito di focalizzare il fascio, cioè:

CD ~ ( lamda / NA)

Ne segue che la risoluzione del sistema fotolitografico aumenta con la frequenza della radiazione utilizzata per l'incisione.

Esistono anche altri mezzi per eseguire il processo di litografia che non fanno uso di radiazioni, quali quelli basati su fasci di elettroni (Electron Beam Lithography).







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