Малая глубина резкости, которая неизбежно связана с большими рабочими полями, ставит очень жесткие требования к сохранению плоскостности пластин на протяжении всех технологических обработок. Тем не менее, переход от контактной фотолитографии к проекционной, экономически и технически оправдан. Без npoeкционной фотолитографии сколько-нибудь массовое производство ИС невозможно.

Проекционная фотолитография с пошаговым экспонирование представляет собою по сути дела обычную технику мультипликации, давно используемую при изготовлении фотошаблонов. Установка в общих чертах напоминает фотоповторитель с уменьшением в масштабе от 4:1 до 10:1, в который вместо стеклянной пластины помещают кремниевую, покрытую фоторезистор! Основным отличием (и трудностью) является фотоэлектрическая система автоматического совмещения изображений. Стоимость системы пошагового экспонирования такой, как FPA фирмы Canon, возрастает до 500 тыс. долл., однако при этом разрешающая способность улучшается в сравнении с методом полной проекции. Типовое значение минимального размера для таких систем составляет 1,5 мкм. При использовании коротковолнового источника УФ-излучения реально получить лишь 1,2 мкм; вероятно достижение предела в 0,75-0,8 мкм.

Надо отметить, что основной проблемой проекционной оптической литографии является не достижение высокого разрешения, а обеспечение требуемой точности совмещения. Принцип совма щения заключается в фиксации с помощью фотолитографического микроскопа различий в отражении света на границе метки совмещения. Метки совмещения обычно вытравливают в кремнии или наносят на поверхность пластины предварительно, хотя это и усложняет технологию. Получаемые естественно ступеньки окисла мало контрастны и не обеспечивают надежного захвата фотоэлектрическим устройством. Наносимый поверх меток фоторезист, наращиваемые в ходе технологического процесса слои поля кремния, окисла и нитрида только усугубляют трудности совмещения. Реально достигаемая точность совмещения лежит в пределах 0,7 мкм.

Электронно-лучевая литография также может быть проекционной (на всю пластину) или сканирующей. Практически в настоящее время используется только сканирующая литография, т.к. проекционная требует изготовления сложных фотоэлектронных катодов-шаблонов; кроме того, в этом методе не решена проблема точного совмещения.

Современная установка для сканирующей электронно-лучевой литографии - это сложнейшее устройство стоимостью 1,3 млн. долл. В таких установках используются: система векторного сканирования чертежей (т.е. экспонируется не вся поверхность, а только нужные участки) и электронный луч прямоугольного сечения с переменными размерами; терминал емкостью Но 10 Мбайт, сопряженный с установкой, позволяет регулировать ток луча, изменять его размеры, получать зеркальные изображения, вносить коррективы в топологию, изменять формат и т.д.; применена кассетная загрузка-выгрузка пластин диаметром 100 мм. Размер стороны луча меняется от 0,5 до 5 мкм, луч может перемещаться в квадрате со стороной 2,5 мм; эти величины задаются дискретно через 0,05 и >,1 мкм соответственно. Сопряжение полей осуществляется с точностью 0,2 мкм; примерно такова же общая точность совмещения по меткам. Производительность современных систем I пластины диаметром 100 мм в 1 ч. Следует отметить установку ZBA-10/1, разработанную в ГДР народным предприятием Karl Zeiss и позволяющую производить линии шириной всего 0,1 мкм при точности совмещения ±0,1 мкм. Скорость экспонирования составляет 1 мм2/с при 10 тыс. операций сканирования на 1 мм и чувствительности резиста, соответствующей плотности заряда в луче 1 мкКл/см.

В настоящее время электронно-лучевые установки используются в основном для изготовления фотошаблонов и в экспериментальных разработках СБИС. По прогнозам,широкое использование электронно-лучевого метода намечается к 1984 г.

Стоимость обработки пластин при этом возрастает почти в 2 раза по сравнению с проекционными оптическими методами. Пока же характерно комбинированное использование электронно-лучевой и оптической литографии в одном технологическом процессе. Примером может служить разработка ПЗС ЗУ с минимальным размером элемента 0,8 мкм. Последовательность техно-могических операций следующая:

• фотолитография; формирование танталовых меток совмещения;
• электронолитография; формирование стоп-канальных областей, ширину которых необходимо сделать минимальной (в Лампой разработке она составила 0,6 мкм);
• электронолитография; формирование поликремниевых электродов; здесь размеры сравнительно велики (2-3 мкм), но требуется высокая точность совмещения (около ± 0,2 мкм);