Широко распространенной технологией производства микросхем является толстопленочная технология. Применение этой технологии выгодно, так как при относительно низкой стоимости и малой трудоемкости операций обеспечивается достаточная точность нанесения компонентов и высокая надежность выпускаемых микросхем.
Одной из основных операций толстопленочной технологии является операция изготовления трафаретов, шкал и плат.
Трафареты, образцы... Каждому знакомы такие тонкие пластинки с прорезанным рисунком, который можно многократно воспроизвести. Сетчатый трафарет в производстве толстопленочных микросхем - тонкая металлическая сетка на рамке, гибкая и эластичная, с правильным геометрическим изображением на ней рисунка микросхемы.
Изготовитель трафаретов, шкал и плат имеет дело с приготовлением различных химических растворов, обслуживает сложную установку экспонирования, владеет навыками замера освещенности с помощью люксметра и т. д. Его задача заключается в том, чтобы рисунок с фотошаблона (небольшой стеклянной пластинки с изображением рисунка микросхемы) перенести на сетку.
Существует несколько способов изготовления трафаретов: с помощью пигментной бумаги, сухого пленочного фоторезиста, жидкого фоторезиста. Как происходит, например, процесс изготовления трафаретов с помощью пигментной бумаги? Предварительно ручным или пневматическим способом на рамку натягивается сетка. Затем проходят обработку сетка, фотошаблон, пигментная бумага: сетка обезжиривается, фотошаблон протирается специальным раствором и полируется кусочком замши или фланели, а пигментная бумага выдерживается в светочувствительном растворе для активизации ее свойств.
Светочувствительную сторону пигментной бумаги оператор накладывает на эмульсионную сторону фотошаблона, прокатывает валиком по бумаге для удаления воздушной прослойки и укладывает фотошаблон в установку экспонирования.
Под действием ультрафиолетового излучения лампы экспонирования в толще светочувствительного слоя пигментной бумаги происходит химическая реакция полимеризации, которая делает пигмент нерастворимым в воде. Засвечивается поле рисунка, пигмент на нем становится нерастворимым. Сам же рисунок не засвечивается и при проявлении водой вымывается, образуя "окна". Проявленный и закрепленный рисунок на пигментном слое переносится на натянутую сетку. Получается "маска" - тот самый трафарет, с помощью которого осуществляется дальнейший технологический процесс изготовления толстопленочных микросхем. Затем через изготовленный трафарет на специальных установках продавливаются проводниковые, резистивные и диэлектрические пасты, формирующие основные структуры будущих микросхем.
По готовым трафаретам изготавливаются целые партии микросхем, характеристики которых во многом определяются качеством трафаретов. Чтобы добиться высоких результатов в работе, оператор должен хорошо знать технологию изготовления трафаретов и основы химических процессов, свойства используемых материалов, конструкцию и основные принципы работы установки экспонирования.