Подложки интегральных схем и плотная компоновка, часть 2

Введениеzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

В мартовском рассмотрении использованы следующие два процесса, необходимые для освоения:

• Получение изображения / проявление;
• Травление.

Прецизионное изображение / Проявлениеzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Каждый должен понимать, что фотолитография — краеугольный камень плотной компоновки и производства подложек интегральных схем (ИС). Прямое лазерное изображение сегодня просто необходимо для плотной компоновки и производства сверхвысокой плотности подложек. При преодолении пределов сверхвысокой плотности традиционная контактная печать невозможна. Выход в разработке и внедрении прямого лазерного изображения (LDI).

Возможности лазера имеют несколько преимуществ перед контактной печатью. Примеры охватывают производство печатных пллат (ПП) с жёстким допуском совмещения. Кроме этого, рисунок печатается прямо из конструкторской программы (CAD), не требуя фотошаблона.

В отношении контактной печати существуют ошибки совмещения из-за размерных изменений или фотошаблона, или заготовки. Эти изменения размеров случаются из-за изменений используемых материалов шаблона и заготовки (такой, как FR-4) как функции температуры и влажности (поддерживаемых обычно в производственных условиях с точностью ±2ºС и ±5%, соответственно).

Существуют 5 операций в получении рисунка схемы:

• подготовка поверхности;
• накатка резиста;
• экспонирование;
• проявление;
• травление.

Взглянем с пристрастием на процесс экспонирования. C LED/LDI (светодиоды/прямое экспонирование) можно встретить глубину фокусировки (DOF). Установка правильной DOF — критична для достижения оптимального разрешения. С другой стороны, неправильная DOF приведёт к увеличению проводника или зазора, отсутствию контакта или к эффекту скрученной верёвки. Очень важно гарантировать правильность DOF.

Другим «обязательно» является поиск стрессовых точек в процессе получения рисунка. Этого можно достичь, используя тестовые шаблоны, такие, как спирали тонкого проводника или тонкий проводник и зазор. Сюда входят градуированные проводники и зазоры, включая размеры 100, 75, 50 и 25 мкм. Также важно понять, что этот тип оценки обеспечит глубокое понимание параметров процесса, влияющих на разрешение рисунка. Как пример, сильная энергия экспонирования увеличивает адгезию резиста. Более того, тип медной фольги (ED, RTF, RA) (электролитическая, блестящая с реверсной обработкой, катанная), технология обработки поверхности и точка проявления влияют на разрешение рисунка. Определённо, никогда не стоит недооценивать точку проявления. Пример раннего проявления приведён схематически на рисунке 1.

Рис. 1 Ранняя точка проявления

Даже при идеальной энергии экспонирования и подготовке поверхности, очень велик риск уменьшения ширины резиста. Действительные вид проблемы показан на рисунке 2 с электронного микроскопа (SEM). Раннее проявление ведёт к перепроявлению и подтраву. Это вызывает уменьшение ширины проводников на внутренних слоях.

Рис. 2 Перепроявление из-за ранней точки

Травлениеzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Можно сказать, что проявление и травление связаны в основе. По основному правилу устранения неполадок всё взаимосвязано. Необходимо понять, что травление, неважно щелочное или кислое, — изотропично. Это означает, что вытравливание меди по оси Z также происходит удаление меди сбоку.

В отношении травления ключевые параметры процесса должны жёстко контролироваться. Щелочное аммиачное травление используется для внутренних и внешних слоёв. Несмотря на это ключевым параметром контроля прецизионного травления является величина рН раствора щелочного травителя. Поддержание величины рН раствора щелочного травителя в пределах 8.0−8.2 усиливает возможность процесса уменьшить боковое травление и подтрав. Конечно, плотность раствора также важна. Поддержание плотности на верхнем пределе контроля снижает боковой подтрав.

С другой стороны, кислые травители такие, как хлорид меди, используются только для внутренних слоёв. Этот травитель не совместим с металлорезистами. Однако, кислый травитель даёт более желаемый фактор травления и меньший подтрав, чем щелочное травление. В публикациях сообщается, что контроль кислых травителей очень малым содержанием свободной кислоты улучшает фактор травления.

Проведены дополнительные исследования сравнивающие факторы травления различных травителей и толщину фоторезиста. В более ранних работах показано преимущество широких каналов травления и тонкого резиста. Вышеприведённые работы подтверждают преимущества медного травителя с точки зрения подтрава относительно щелочных травителей.

Имеются ограничения плотности схемы в субтрактивном травлении. Это хорошо известный жизненный факт. Чем больше времени тратится на удаление нежелательной меди, тем больше возможности для подтрава и снижения ширины проводника. Движение к полуаддитивной обработке и тонким медным фольгам или использование диэлектрических плёнок значительно улучшат фактор травления.

*************************

Компания «БалтМедиа Партнёр», работая индивидуально с заказчиком, помогает правильному выбору необходимого оборудования и рекомендует как эффективно выстроить производственный процесс, сопровождая его поставками расходных и базовых материалов.

При заинтересованности в сопутствующей информации производству печатных плат и сборки-монтажа электроники используется следующий контакт:

Санкт-Петербург, Таллинское шоссе, 206

Тел. +7 (921) 895−1422, (921) 994−9502

Электронная почта:

office@bmptek.ru

https://bmptek.ru

Управляющий проекта — Алексей Леонов