При изготовлении тонкопленочных структур интегральных микросхем (ИМС) на конечном этапе получают пленочные резисторы, конденсаторы, межсоединения и контактные площадки определенных размеров, взаимного расположения и различной конфигурации, что необходимо для выполнения этими элементами заданных функций. Создание по заданному рисунку пленочных элементов ИМС требуемой конфигурации производят методом свободной маски или фотолитографии.
Метод свободной маски в основном используют в производстве пленочных и гибридных ИМС при нанесении пленок термическим испарением в вакууме. Этот метод основан на экранировании подложки, специально изготовленной из тонкой металлической фольги маской-трафаретом с прорезями и отверстиями, очертания и расположение которых соответствуют требуемой конфигурации пленочных элементов ИМС. Маску-трафарет называют свободной (съемной) потому, что ее изготовляют отдельно. Перед нанесением пленочных элементов маску-трафарет закрепляют в маскодержателе, обеспечивающем ее плотный прижим и фиксированное положение относительно подложки. При нанесении пленки испаряемое вещество осаждается на подложке только в местах, не закрытых маской.
Достоинствами этого метода является то, что маска-трафарет может быть использована многократно, и конфигурацию пленочных элементов получают непосредственно в процессе нанесения пленок.
Недостаток метода состоит в том, что при многократном использовании маски-трафарета в ней зарастают прорези, которые приходится очищать от осаждаемого материала, т. е. восстанавливать их размеры.
Метод фотолитографии позволяет получать точные размеры элементов и поэтому применяется в основном в производстве полупроводниковых ИМС высокой степени интеграции, т. е. сложных тонкопленочных структур с большим количеством элементов.
При фотолитографии с помощью фотохимических процессов на поверхности подложек по заданному рисунку получают конфигурацию тонких слоев. При этом на поверхность, подлежащую локальной обработке, наносят слой специального материала – фоторезиста, способного изменять свои свойства под воздействием светового облучения. Основным рабочим инструментом фотолитографии является фотошаблон, представляющий собой плоскую стеклянную пластину, на которую нанесен требуемый рисунок в виде прозрачных и непрозрачных участков. Слой фоторезиста облучают через фотошаблон и химически обрабатывают – проявляют. В результате этого с отдельных участков поверхности фоторезист удаляется, а оставшийся используется как маска (фотомаска)
