در فرآیند تولید مدارهای مجتمع، یک پیوند مهم وجود دارد——لیتوگرافیدقیقاً به همین دلیل است که می‌توانیم توابع را روی تراشه‌های کوچک پیاده‌سازی کنیم. فناوری حکاکی مدرن را می‌توان به ۱۹۰ سال پیش نسبت داد. در سال ۱۸۲۲، پس از آزمایش نور روی مواد مختلف، نیسه‌فور نیپس فرانسوی شروع به تلاش برای کپی کردن یک نقش (الگو) حک شده روی کاغذ روغنی کرد. او کاغذ روغنی را روی یک اسلاید شیشه‌ای قرار داد و اسلاید شیشه‌ای با آسفالت حل شده در روغن نباتی پوشانده شد. پس از ۲ یا ۳ ساعت قرار گرفتن در معرض آفتاب، آسفالت در قسمت انتقال دهنده نور به وضوح سخت شده است، در حالی که آسفالت در قسمت مات هنوز نرم است و می‌توان آن را با مخلوطی از رزین و روغن نباتی شستشو داد. نیپس با حک کردن یک صفحه شیشه‌ای با اسید قوی، در سال ۱۸۲۷ کپی حکاکی اسقف دامبواز را تولید کرد.

بیش از ۱۰۰ سال پس از اختراع نیپس، در طول جنگ جهانی دوم، برای اولین بار از آن برای ساخت بردهای مدار چاپی استفاده شد، یعنی ساخت مدارهای مسی روی بردهای پلاستیکی. تا سال ۱۹۶۱، از لیتوگرافی نوری برای تولید تعداد زیادی ترانزیستور کوچک روی Si با وضوح ۵ میکرومتر در آن زمان استفاده شد. امروزه علاوه بر لیتوگرافی نور مرئی، روش‌های با وضوح بالاتر مانند اشعه ایکس و حکاکی ذرات باردار نیز پدیدار شده‌اند.

طبق تعریف ویکی‌پدیا، فتولیتوگرافی مرحله‌ای مهم در فرآیند تولید قطعات نیمه‌هادی است. این مرحله با استفاده از نوردهی و ظهور، ساختارهای هندسی را روی لایه مقاوم در برابر نور به تصویر می‌کشد و سپس الگوی روی ماسک نوری را از طریق فرآیند حکاکی به زیرلایه منتقل می‌کند. زیرلایه ذکر شده در اینجا نه تنها شامل ویفرهای سیلیکونی است، بلکه می‌تواند شامل سایر لایه‌های فلزی و لایه‌های دی‌الکتریک مانند شیشه و یاقوت کبود در SOS نیز باشد.

فوتولیتوگرافیاصول اساسیاز ویژگی‌های فتورزیست (یا فتورزیست) برای ایجاد مقاومت در برابر خوردگی به دلیل واکنش فتوشیمیایی پس از قرار گرفتن در معرض نور استفاده می‌کند و الگوی روی ماسک روی سطح مورد پردازش حک می‌شود.

قصد اصلی لیتوگرافی

لیتوگرافی فرآیند ساده‌ای نیست و مراحل مختلفی را طی می‌کند:

فرآیند فوتولیتوگرافی

بیایید فرآیند فوتولیتوگرافی را با جزئیات معرفی کنیم:

1.ویفر کلین

هدف از تمیز کردن ویفرهای سیلیکونی، حذف آلاینده‌ها، حذف ذرات، کاهش سوراخ‌های ریز و سایر عیوب و بهبود چسبندگی فتورزیست است.

مراحل اساسی:تمیز کردن شیمیایی - شستشو - خشک کردن.

پس از اینکه ویفرهای سیلیکونی از طریق فرآیندهای مختلف پردازش شدند، سطوح آنها به شدت آلوده شده است. به طور کلی، آلودگی روی سطح ویفرهای سیلیکونی را می‌توان تقریباً به سه دسته تقسیم کرد:

الف. آلودگی توسط ناخالصی‌های آلی:می‌توان آن را از طریق انحلال واکنشگرهای آلی و فناوری تمیز کردن اولتراسونیک حذف کرد.

برداشتن.

ب. آلودگی ذرات:روش‌های فیزیکی را می‌توان برای حذف ذرات با اندازه ذرات ≥ 0.4 میکرومتر با استفاده از شستشوی مکانیکی یا فناوری تمیز کردن اولتراسونیک استفاده کرد و امواج مگاسونیک را می‌توان برای حذف ذرات ≥ 0.2 میکرومتر به کار برد.

ج. آلودگی یون فلزی:برای تمیز کردن آلودگی باید از روش‌های شیمیایی استفاده شود. دو دسته اصلی آلودگی ناشی از ناخالصی‌های فلزی روی سطح ویفرهای سیلیکونی وجود دارد:

?? 

الف) یک نوع این است که یون‌ها یا اتم‌های آلوده‌کننده پراکنده شده و از طریق جذب سطحی به سطح ویفر سیلیکونی متصل می‌شوند.

ب. نوع دیگر این است که یون‌های فلزی با بار مثبت، الکترون‌ها را به دست می‌آورند و سپس (مانند "آبکاری الکتریکی") به سطح ویفر سیلیکونی متصل می‌شوند.

ویفر سیلیکونی صیقل داده شدههدف از تمیز کردن شیمیایی، حذف این آلودگی است.، به طور کلی می توان از روش های زیر برای تمیز کردن و رفع آلودگی استفاده کرد.

? 

الف) از یک عامل اکسیدکننده قوی استفاده کنید تا یون‌های فلزی متصل به سطح سیلیکون "آبکاری الکتریکی" شوند، به فلز اکسید شوند، در محلول تمیزکننده حل شوند یا روی سطح ویفر سیلیکونی جذب شوند. 

؟ ؟

ب. از یون‌های مثبت قوی با قطر کوچک و بی‌ضرر (مانند H+) برای جایگزینی یون‌های فلزی جذب‌شده روی سطح ویفر سیلیکونی استفاده کنید و آن‌ها را در محلول تمیزکننده حل کنید.

؟ ؟

ج. برای تمیز کردن اولتراسونیک از مقدار زیادی آب دیونیزه استفاده کنید تا یون‌های فلزی موجود در محلول از بین بروند.

??

از زمان پیشنهاد فرآیند تمیزکاری شیمیایی RCA غوطه‌وری توسط آزمایشگاه RCA آمریکا در سال ۱۹۷۰، این فرآیند به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در سال ۱۹۷۸، آزمایشگاه RCA فرآیند تمیزکاری مگاسونیک را نیز راه‌اندازی کرد. در سال‌های اخیر، فناوری‌های مختلف تمیزکاری بر اساس نظریه تمیزکاری RCA به طور مداوم توسعه یافته‌اند، مانند: شرکت FSI آمریکا فناوری تمیزکاری شیمیایی اسپری گریز از مرکز را معرفی کرد، شرکت CFM اصلی آمریکایی فناوری تمیزکاری سرریز بسته سیستم‌های Full-Flow را معرفی کرد و شرکت VERTEQ آمریکا یک فناوری تمیزکاری شیمیایی بین غوطه‌وری و نوع بسته (مانند سیستم تمیزکاری Goldfinger Mach2)، فناوری تمیزکاری ساسافراس دو طرفه شرکت SSEC آمریکا (به عنوان مثال، سیستم تمیزکاری M3304 DSS)، فناوری تمیزکاری آب یونیزه دی‌الکتریک بدون مواد شیمیایی ژاپن (تمیزکاری با آب یونیزه فوق خالص دی‌الکتریک)، که فناوری تمیزکاری سطح ویفرهای صیقل داده شده را به سطح جدیدی رسانده است، و فناوری تمیزکاری شیمیایی ویفر سیلیکونی مبتنی بر HF/O3.

2.بخار پیش پخت و پرایمر 

از آنجایی که فوتورزیست حاوی حلال است، ویفر سیلیکونی پوشش داده شده با فوتورزیست باید ...حدود ۸۰ درجهپخت ویفرهای سیلیکونی با روش آبگیری می‌تواند رطوبت را از سطح ویفر حذف کرده و چسبندگی بین فوتورزیست و سطح را معمولاً در دمای حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد افزایش دهد. این کار همراه با اعمال پرایمر انجام می‌شود.

پوشش پرایمر چسبندگی بین فتورزیست (PR) و سطح ویفر را افزایش می‌دهد. موارد استفاده گسترده: (HMDS) هگزامتیل دی سیلامین، پوشش بخار HMDS قبل از پوشش چرخشی PR، ویفرهای خنک‌کننده با صفحات خنک‌کننده قبل از پوشش PR.

بخاردهی قبل از پخت و پرایمر

3.پوشش مقاوم به نور

مراحل معمول برای پوشش‌دهی فتورزیست، اکسیداسیون مرطوب در دمای ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه قبل از پوشش‌دهی فتورزیست است. لایه اکسید می‌تواند به عنوان ماسکی برای حکاکی مرطوب یا کاشت B عمل کند. به عنوان اولین مرحله در خود فرآیند فوتولیتوگرافی، یک لایه نازک از یک ترکیب پلیمری آلی که به نور UV حساس است و معمولاً به عنوان فتورزیست شناخته می‌شود، روی سطح نمونه (SiO2) اعمال می‌شود. ابتدا، فتورزیست از ظرف خارج شده و روی سطح نمونه قرار داده شده در دستگاه پوشش‌دهی چسب ریخته می‌شود (نمونه با فشار منفی خلاء روی مرحله نمونه ثابت می‌شود). سپس نمونه با سرعت بالا چرخانده می‌شود و سرعت چرخش توسط ویسکوزیته چسب و ضخامت چسب مورد نظر تعیین می‌شود. در چنین سرعت‌های بالایی، چسب تحت عمل نیروی گریز از مرکز به سمت لبه‌ها جریان می‌یابد.

فرآیند چسب زدناین اولین و مهمترین مرحله در فرآیند تبدیل گرافیک است. کیفیت چسب مستقیماً بر چگالی نقص دستگاه پردازش شده تأثیر می‌گذارد. به منظور اطمینان از تکرارپذیری عرض خط و زمان توسعه بعدی، یکنواختی ضخامت چسب یک نمونه و ثبات ضخامت چسب بین نمونه‌های مختلف نباید از ±5 نانومتر تجاوز کند (برای ضخامت چسب 1.5 میکرومتر، ±0.3٪ است).

تعیین ضخامت هدف فتورزیست عمدتاً خواص شیمیایی خود فتورزیست و ظرافت خطوط و شکاف‌های موجود در الگویی که باید کپی شوند را در نظر می‌گیرد. چسبی که خیلی ضخیم باشد منجر به پوشش یا اتصال لبه، ظاهر چسب تپه‌ای یا شبیه به میدان و کاهش بازده می‌شود. در MEMS، ضخامت چسب (پس از پخت) بین 0.5 تا 2 میکرومتر است و برای تولید ریزساختارهای خاص، انتظار می‌رود ضخامت چسب گاهی اوقات در حدود 1 سانتی‌متر باشد. در حالت دوم، پوشش چرخشی با روش‌هایی مانند چسب ریخته‌گری یا پلیمریزاسیون چسب پلاسما جایگزین می‌شود. بهینه‌سازی فرآیند پوشش فتورزیست معمولی باید سرعت چکیدن چسب، مقدار چکیدن چسب، سرعت چرخش، دما و رطوبت محیط و غیره را در نظر بگیرد. پایداری این عوامل بسیار مهم است.

بگذارید اینجا صحبت کنم، اجزای اصلی فوتورزیست یک پلیمر (رزین)، حساس‌کننده و حلال هستند. ساختار پلیمر هنگام تابش تغییر می‌کند، حلال باعث می‌شود که خارج شود و یک لایه نازک روی سطح نمونه تشکیل شود و حساس‌کننده واکنش شیمیایی فاز پلیمری را کنترل می‌کند. فوتورزیست‌هایی که حاوی حساس‌کننده نیستند، گاهی اوقات سیستم‌های واحد یا تک جزئی نامیده می‌شوند، در حالی که آنهایی که حاوی حساس‌کننده هستند، سیستم‌های دوتایی نامیده می‌شوند. حلال‌ها یا سایر افزودنی‌ها معمولاً در محاسبه لحاظ نمی‌شوند زیرا مستقیماً در واکنش فتوشیمیایی فوتورزیست شرکت نمی‌کنند.

با توجه به خواص مختلف، فتورزیست‌ها را می‌توان به دو دسته تقسیم کردچسب مثبتوچسب منفی.      

در روزهای اولیه توسعه فرآیند، چسب نگاتیو همیشه بر فرآیند فوتولیتوگرافی تسلط داشته است. با ظهور VLSI IC و اندازه الگوی ۲-۵ میکرون، چسب نگاتیو دیگر نمی‌تواند الزامات را برآورده کند. سپس چسب نگاتیو ظاهر شد، اما عیب چسب نگاتیو، قابلیت اتصال ضعیف آن است.

استفاده از چسب مثبت نیاز به تغییر قطبیت ماسک دارد که یک تغییر الگوی ساده نیست. از آنجا که ماسک با دو فتورزیست مختلف ترکیب شده است، اندازه‌های به دست آمده توسط فتولیتوگرافی روی سطح ویفر متفاوت است. به دلیل اثر پراش نور در اطراف الگو، اندازه الگوی به دست آمده با ترکیب ماسک منفی و ماسک میدان روشن روی لایه فتورزیست کوچکتر از اندازه الگوی روی ماسک است. استفاده ترکیبی از رزیست مثبت و ماسک میدان تاریک، اندازه الگوی روی لایه فتورزیست را افزایش می‌دهد.

پوشش مقاوم در برابر نور

4.پخت نرم

پس از اعمال فتورزیست، عملیات خشک کردن نرم مورد نیاز است. به این مرحله، پیش پخت نیز گفته می‌شود. پیش پخت می‌تواند حلال موجود در فتورزیست را تبخیر کرده و فتورزیست پوشش داده شده را نازک‌تر کند.

در فتورزیست مایع، اجزای حلال 65 تا 85 درصد را تشکیل می‌دهند. اگرچه فتورزیست مایع پس از برداشتن چسب به یک فیلم جامد تبدیل شده است، اما هنوز 10 تا 30 درصد حلال وجود دارد که به راحتی توسط گرد و غبار آلوده می‌شود. با پخت در دمای بالاتر، حلال می‌تواند از فتورزیست تبخیر شود (محتوای حلال پس از پیش‌پخت به حدود 5 درصد کاهش می‌یابد) و در نتیجه آلودگی گرد و غبار کاهش می‌یابد. در عین حال، این مرحله همچنین می‌تواند تنش فیلم ناشی از چرخش با سرعت بالا را کاهش دهد و در نتیجه چسبندگی روی بستر فتورزیست را بهبود بخشد.

در طول فرآیند پیش پخت، به دلیل تبخیر حلال، ضخامت فتورزیست نیز نازک می‌شود. به طور کلی، ضخامت فتورزیست حدود 10 تا 20 درصد است.

سیستم های پخت

5.هم ترازی

فناوری ترازبندی فوتولیتوگرافی گامی مهم قبل از نوردهی است. به عنوان یکی از سه فناوری اصلی فوتولیتوگرافی، دقت ترازبندی عموماً باید ۱/۷ تا ۱/۱۰ کوچکترین اندازه عرض خط باشد. با افزایش وضوح فوتولیتوگرافی، الزامات دقت ترازبندی بیشتر و بیشتر می‌شود. به عنوان مثال، برای اندازه عرض خط ۴۵ آمپر، دقت ترازبندی مورد نیاز حدود ۵ آمپر است.

با پیشرفت در وضوح لیتوگرافی، فناوری ترازبندی نیز توسعه سریع و متنوعی را تجربه کرده است. از منظر اصول ترازبندی و طبقه‌بندی ساختارهای علامت، فناوری ترازبندی از روش‌های اولیه ترازبندی تصویربرداری هندسی در لیتوگرافی پروجکشن، شامل ترازبندی تصویر ویدیویی، ترازبندی میکروسکوپ دوچشمی و غیره، به روش‌های بعدی ترازبندی صفحه منطقه‌ای، ترازبندی شدت تداخل، تداخل هترودین لیزری و روش‌های ترازبندی حاشیه مویر تکامل یافته است. از منظر سیگنال‌های ترازبندی، عمدتاً شامل ترازبندی تصویر میکروسکوپی علامت‌گذاری شده، ترازبندی بر اساس اطلاعات شدت نور و ترازبندی بر اساس اطلاعات فاز است.

قانون ترازبندی این است که برای اولین لیتوگرافی نوری، محور Y روی ماسک را ۹۰ درجه با لبه صاف روی ویفر، همانطور که در شکل نشان داده شده است، تنظیم کنید. ماسک‌های بعدی همگی با استفاده از علائم ترازبندی با ماسک طرح‌دار قبلی تراز می‌شوند. علامت ترازبندی یک الگوی خاص (به تصویر مراجعه کنید) است که در لبه هر الگوی تراشه توزیع شده است. پس از فرآیند لیتوگرافی نوری، علائم ترازبندی برای همیشه روی سطح تراشه باقی می‌مانند و می‌توانند برای ترازبندی بعدی استفاده شوند.

روش ترازبندیعبارتند از:

الف. پیش ترازبندی، ترازبندی خودکار لیزری از طریق بریدگی یا تخت روی ویفر سیلیکونی

ب. از طریق علامت تراز، واقع در شیار برش. علاوه بر این، تراز بین لایه‌ای، یعنی دقت روکش، تراز بین گرافیک‌ها و گرافیک‌های موجود روی ویفر سیلیکونی را تضمین می‌کند.

6.ارائه

در این مرحله، فتورزیست پوشاننده زیرلایه به صورت انتخابی با نوری با طول موج خاص روشن می‌شود. ماده حساس به نور در فتورزیست تحت یک واکنش فتوشیمیایی قرار می‌گیرد و باعث می‌شود ترکیب شیمیایی ناحیه‌ای که فتورزیست مثبت در آن روشن می‌شود (ناحیه حساس به نور) و ناحیه‌ای که فتورزیست منفی در آن روشن نمی‌شود (ناحیه غیر حساس به نور) تغییر کند. این نواحی که ترکیب شیمیایی آنها تغییر کرده است را می‌توان در مرحله بعدی در یک محلول ظهور خاص حل کرد.

پس از قرار گرفتن در معرض نور، عامل حساس به نور DQ در فتورزیست مثبت، تحت یک واکنش فتوشیمیایی قرار می‌گیرد و به کتن تبدیل می‌شود که بیشتر به ایندن-کربوکسیلیک-اسید (CA) هیدرولیز می‌شود. حلالیت اسید کربوکسیلیک در یک حلال قلیایی حدود ۱۰۰ برابر بیشتر از حلالیت قسمت غیر حساس فتورزیست است. اسید کربوکسیلیک تولید شده همچنین انحلال رزین فنلی را افزایش می‌دهد. با استفاده از حلالیت‌های مختلف فتورزیست‌های حساس به نور و غیر حساس به نور در حلال‌های قلیایی، می‌توان الگوی ماسک را منتقل کرد.

روش قرار گرفتن در معرضعبارتند از:

الف) ماسک چاپ تماسی (Contact Printing) در تماس مستقیم با لایه مقاوم در برابر نور است.

ب) چاپ مجاورتی: صفحه ماسک و لایه فوتورزیست کمی از هم فاصله دارند، حدود ۱۰ تا ۵۰ میکرومتر.

ج. چاپ پروجکشن. یک لنز بین ماسک و فوتورزیست برای متمرکز کردن نور و رسیدن به نوردهی استفاده می‌شود.

د. پله‌ای

یه چیز خاص اینجا بگمقرار گرفتن در معرض طرح ریزیدسته بندی:

دو پارامتر مهم در نوردهی عبارتند از:

۱. انرژی نوردهی (انرژی)

۲. تمرکز

اگر انرژی و فاصله کانونی به درستی تنظیم نشوند، نمی‌توان به نمودارهایی با وضوح و اندازه مورد نیاز دست یافت. این نشان می‌دهد که ابعاد کلیدی نمودار از محدوده مورد نیاز فراتر رفته است.

7.توسعه

با اضافه کردن ماده‌ی آشکارساز پس از فرآیند نوردهی، نواحی حساس به نورِ فتورزیست مثبت و نواحی غیر حساس به نورِ فتورزیست منفی در ماده‌ی آشکارساز حل می‌شوند. پس از تکمیل این مرحله، الگوی موجود در لایه‌ی فتورزیست قابل مشاهده است. به منظور بهبود وضوح، تقریباً هر نوع فتورزیست دارای یک ماده‌ی آشکارساز ویژه است تا نتایج آشکارسازی با کیفیت بالا تضمین شود.

فرآیند ظهور، الگوی مغلوب تشکیل شده در طول فرآیند نوردهی را با و بدون فوتورزیست به یک الگوی غالب تبدیل می‌کند که می‌تواند به عنوان ماسک برای مرحله بعدی پردازش استفاده شود. آنچه در ظهور انجام می‌شود، فرآیند انحلال انتخابی است و مهمترین چیز نسبت نرخ انحلال (DR) بین ناحیه نوردهی شده و ناحیه نوردهی نشده است. فیلم مثبت تجاری دارای نسبت DR بیشتر از 1000، نرخ انحلال 3000 نانومتر در دقیقه در ناحیه نوردهی شده و تنها چند نانومتر در دقیقه در ناحیه نوردهی نشده است.

در حال حاضر دو روش در حال توسعه وجود دارد، یکی از آنهاتوسعه مرطوبکه به طور گسترده در IC و میکروماشین‌کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد، دیگری ...توسعه خشک.

الف) توسعه غوطه‌وری ویفر سیلیکونی کامل (توسعه دسته‌ای).

معایب: مصرف زیاد ماده‌ی ظهور؛ یکنواختی ضعیف ظهور؛

ب. ظهور اسپری مداوم/ظهور چرخش خودکار. یک یا چند نازل، محلول ظهور را روی سطح ویفر سیلیکونی اسپری می‌کنند، در حالی که ویفر سیلیکونی با سرعت کم (100 تا 500 دور در دقیقه) می‌چرخد. الگوی اسپری نازل و سرعت چرخش ویفر، پارامترهای تنظیم کلیدی برای دستیابی به تکرارپذیری نرخ انحلال و یکنواختی از ویفری به ویفر دیگر هستند.

ج. گودال (ایجاد گودال). به اندازه کافی (اما نه خیلی زیاد، برای به حداقل رساندن رطوبت پشت) ماده آشکارساز را روی سطح ویفر اسپری کنید تا به شکل گودال درآید (جریان آشکارساز را پایین نگه دارید تا تغییرات سرعت ایجاد لبه کاهش یابد). ویفر سیلیکونی به آرامی ثابت یا چرخانده می‌شود. به طور کلی، از چندین پوشش چرخشی آشکارساز استفاده می‌شود: برای اولین بار اعمال کنید، 10 تا 30 ثانیه نگه دارید و بردارید؛ برای بار دوم اعمال کنید، نگه دارید و بردارید. سپس با آب دیونیزه بشویید (برای حذف تمام مواد شیمیایی از هر دو طرف ویفر) و با چرخش خشک کنید. مزایا: دوز کمتر آشکارساز؛ ایجاد یکنواخت ویفر سیلیکونی؛ گرادیان دمایی به حداقل رسیده.

توسعهدهنده:

الف. ماده‌ی آشکارساز فتورزیست مثبت. سطح آشکارساز چسب مثبت، محلول آبی قلیایی است. KOH و NaOH معمولاً در ساخت IC استفاده نمی‌شوند زیرا باعث آلودگی یون متحرک (MIC، آلودگی یون متحرک) می‌شوند. رایج‌ترین ماده‌ی آشکارساز ژل مثبت، تترامتیل آمونیوم هیدروکسید (TMAH) است (غلظت معادل استاندارد 0.26، دمای 15 تا 250 درجه سانتیگراد). اسید کربوکسیلیک در طول قرار گرفتن در معرض فتورزیست I-line تولید می‌شود. قلیا و اسید موجود در آشکارساز TMAH، فتورزیست در معرض دید در آشکارساز را خنثی می‌کند، در حالی که فتورزیست در معرض دید قرار نگرفته هیچ تاثیری ندارد. رزین فنلی موجود در فتورزیست تقویت‌شده شیمیایی (CAR، مقاومت تقویت‌شده شیمیایی) به شکل PHS وجود دارد. اسید تولید شده توسط PAG در CAR، گروه محافظ (t-BOC) را در PHS حذف می‌کند و به PHS اجازه می‌دهد تا به سرعت در آشکارساز TMAH حل شود. در کل فرآیند توسعه، TMAH با PHS واکنش نشان نداد.

ب. ماده‌ی آشکارساز فوتورزیست منفی. زایلن. مایع تمیزکننده بوتیل استات، اتانول یا تری‌کلرواتیلن است.

در حال توسعهپرسش و پاسخ:

الف. ظهور ناقص. ماده مقاوم در برابر نور روی سطح باقی می‌ماند. ناشی از ظهور ناکافی است.

ب. در حال توسعه. دیواره‌های جانبی توسعه‌یافته عمودی نیستند، که ناشی از زمان توسعه ناکافی است.

ج. ظهور بیش از حد. ماده‌ی مقاوم در برابر نور نزدیک به سطح، بیش از حد توسط ماده‌ی ظهور حل می‌شود و مراحل ظهور را تشکیل می‌دهد. زمان ظهور خیلی طولانی است.

8.پخت سخت

پس از تکمیل توسعه ماده مقاوم، الگو اساساً تعیین می‌شود، اما خواص ماده مقاوم در برابر نور باید پایدارتر شود. این امر را می‌توان با خشک کردن سخت، مرحله‌ای که به عنوان سخت شدن نیز شناخته می‌شود، محقق کرد. در طول این فرآیند، می‌توان از عملیات حرارتی با دمای بالا برای حذف حلال باقی مانده در ماده مقاوم در برابر نور، افزایش چسبندگی ماده مقاوم در برابر نور به سطح ویفر سیلیکونی و بهبود مقاومت در برابر حکاکی ماده مقاوم در برابر نور در فرآیندهای حکاکی و کاشت یون بعدی استفاده کرد. علاوه بر این، ماده مقاوم در برابر نور در دماهای بالا نرم می‌شود و حالت مذابی شبیه به حالت شیشه در دماهای بالا تشکیل می‌دهد. این امر سطح ماده مقاوم در برابر نور را تحت عمل کشش سطحی صاف می‌کند و نقص‌ها (مانند سوراخ‌های ریز) را در لایه ماده مقاوم در برابر نور کاهش می‌دهد و در نتیجه پروفیل لبه الگوی ماده مقاوم در برابر نور را اصلاح می‌کند.

کل نمونه پس از ظهور، با پلاسمای O2 تیمار می‌شود تا بقایای ناخواسته احتمالی از بین بروند، که به آن کف‌زدایی می‌گویند. به خصوص برای چسب منفی و همچنین چسب مثبت، یک لایه نازک از پلیمر پس از ظهور در سطح مشترک چسب-بستر اصلی باقی می‌ماند. این مشکل در ساختارهای کوچکتر از 1 میکرومتر یا با نسبت‌های عمق به عرض زیاد، جدی‌تر است. البته، ضخامت چسب باقی مانده نیز در طول فرآیند کف‌زدایی کاهش می‌یابد، اما تأثیر آن خیلی زیاد نخواهد بود.

در نهایت، قبل از اچینگ یا پوشش‌دهی، پخت سخت برای حذف مواد آشکارساز و آب باقی‌مانده لازم است و برای بهبود شرایط اتصال سطح مشترک به دلیل نفوذ و انبساط در طول فرآیند توسعه، عملیات حرارتی لازم است. در عین حال، سختی چسب افزایش یافته و مقاومت در برابر اچینگ بهبود می‌یابد. دمای پخت سخت معمولاً تا ۱۲۰ درجه یا بیشتر است و زمان آن حدود ۲۰ دقیقه است. محدودیت اصلی این است که دمای بالا می‌تواند لبه‌های الگو را تخریب کند و حذف آن پس از اچینگ را دشوار سازد.

روش: صفحه داغ، ۱۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد (کمی بالاتر از دمای انتقال شیشه‌ای Tg)، ۱ تا ۲ دقیقه.

سابقه و هدف:

الف) حلال موجود در فتورزیست را کاملاً تبخیر کنید (برای جلوگیری از آلوده شدن محیط کاشت یون بعدی، به عنوان مثال، نیتروژن موجود در فتورزیست رزین فنلی DNQ باعث ترکیدن موضعی فتورزیست می‌شود)؛

ب. فیلم سخت برای بهبود توانایی فوتورزیست در محافظت از سطح زیرین در حین کاشت یون یا حکاکی؛

ج. چسبندگی بین فوتورزیست و سطح ویفر سیلیکونی را بیشتر افزایش می‌دهد؛

د. اثر موج ایستاده را بیشتر کاهش دهید.

پرسش و پاسخ:

الف. پخت ناقص. استحکام فتورزیست (مقاومت در برابر حکاکی و توانایی مسدود کردن در کاشت یون) را تضعیف می‌کند؛ قابلیت پر کردن شکاف برای سوراخ سوزن را کاهش می‌دهد؛ چسبندگی به زیرلایه را کاهش می‌دهد.

ب. پخت بیش از حد. این باعث جریان یافتن فتورزیست می‌شود که دقت الگو را کاهش داده و وضوح را بدتر می‌کند. علاوه بر این، می‌توانید از اشعه ماوراء بنفش عمیق (DUV، Deep Ultra-Violet) نیز برای سخت شدن فیلم استفاده کنید. رزین فتورزیست مثبت به صورت متقاطع متصل می‌شود تا یک پوسته سخت سطحی نازک تشکیل دهد که پایداری حرارتی فتورزیست را افزایش می‌دهد. در فرآیندهای بعدی اچینگ پلاسما و کاشت یون (125 تا 2000 درجه سانتیگراد)، کاهش وضوح ناشی از جریان یافتن فتورزیست در دمای بالا کاهش می‌یابد.

9.اچینگ یا کاشت یونی

اچینگ فرآیندی در ساخت دستگاه‌های نیمه‌رسانا است که از مواد شیمیایی برای حذف انتخابی بخش‌های خاصی از یک لایه رسوب‌شده استفاده می‌کند. اچینگ برای عملکرد الکتریکی دستگاه بسیار مهم است. اگر در طول فرآیند اچینگ خطایی رخ دهد، ویفر سیلیکونی از بین می‌رود و بازیابی آن دشوار خواهد بود، بنابراین باید کنترل دقیقی بر فرآیند انجام شود. هر لایه از یک دستگاه نیمه‌رسانا چندین مرحله اچینگ را طی می‌کند.

اچینگ به طور کلی به اچینگ پرتو الکترونی و فوتولیتوگرافی تقسیم می‌شود. فوتولیتوگرافی الزامات بالایی برای صاف بودن ماده دارد، بنابراین به درجه بالایی از تمیزی نیاز دارد. با این حال، برای اچینگ پرتو الکترونی، به دلیل اینکه طول موج الکترون‌ها بسیار کوتاه است، وضوح بسیار بهتر از فوتولیتوگرافی است. از آنجا که نیازی به ماسک نیست، الزامات صاف بودن زیاد نیست، اما اچینگ پرتو الکترونی کند است و تجهیزات آن گران است.

در بیشتر مراحل اچینگ، بخش‌هایی از لایه بالایی ویفر توسط یک "ماسک" که قابل اچینگ نیست محافظت می‌شوند و به بخش‌های خاصی از لایه اجازه می‌دهند تا به صورت انتخابی برداشته شوند. در برخی موارد، ماده ماسک از نوع مقاوم در برابر نور است که مشابه اصل مورد استفاده در فوتولیتوگرافی است. در موارد دیگر، ماسک اچینگ باید در برابر مواد شیمیایی خاصی مقاوم باشد و می‌توان از نیترید سیلیکون برای ایجاد چنین "ماسکی" استفاده کرد.

کاشت یون یک روش فنی است که یون‌های خاص را در یک میدان الکتریکی شتاب می‌دهد و سپس آنها را در یک ماده جامد دیگر جاسازی می‌کند. استفاده از این فناوری می‌تواند خواص فیزیکی و شیمیایی مواد جامد را تغییر دهد و اکنون به طور گسترده در ساخت دستگاه‌های نیمه‌هادی و تحقیقات مواد خاص مورد استفاده قرار گرفته است. کاشت یون می‌تواند باعث تحولات هسته‌ای شود یا ساختار بلوری برخی از مواد جامد را تغییر دهد.

10.حذف فوتومقاومت

وظیفه اصلی فوتورزیست محافظت از بخشی از زیرلایه زیرین فوتورزیست در حین انجام فرآیندهای شیمیایی یا مکانیکی است. بنابراین، پس از اتمام فرآیند فوق، فوتورزیست باید به طور کامل برداشته شود. این مرحله به عنوان حذف چسب شناخته می‌شود. فقط آن دسته از فوتورزیست‌هایی که در دماهای بالا پایدار هستند، مانند پلی‌آمیدهای حساس به نور، می‌توانند به عنوان یک پوشش واسطه یا بافر روی دستگاه باقی بمانند.

برای جلوگیری از هرگونه آسیب به سطح تحت پوشش، باید از روش‌های شیمیایی ملایم در دماهای پایین استفاده شود. استفاده از امواج فراصوت نیز می‌تواند عملکرد لایه‌برداری را افزایش دهد. برخی از محلول‌های لایه‌برداری شناخته‌شده به دلیل مشکلات خوردگی نمی‌توانند روی سطوح فلزی مانند آلومینیوم کار کنند؛ در این مورد، ابتدا از پلاسمای ازن یا اکسیژن (خاکستر) استفاده می‌شود. این پلاسماها همچنین به عنوان لایه‌بردارهای فتولیتوگرافی برای سطوح غیر آلومینیومی موفق هستند، با این حال، آسیب به سطح دستگاه هنوز مسئله‌ای است که باید به آن پرداخته شود.

پس از اچینگ یا کاشت یون، دیگر نیازی به لایه محافظ نوری نیست و می‌توان آن را جدا کرد. روش‌های پاک کردن چسب به شرح زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

پاک کردن چسب مرطوب

حذف حلال آلی: از حلال‌های آلی برای حذف ماده مقاوم در برابر نور استفاده کنید.

حلال معدنی: با استفاده از برخی حلال‌های معدنی، عنصر کربن موجود در فوتورزیست، که یک ماده آلی است، به دی اکسید کربن اکسید شده و سپس حذف می‌شود.

لایه برداری خشک فتورزیست: استفاده از پلاسما برای حذف فتورزیست

علاوه بر این فرآیندهای اصلی، اغلب از برخی فرآیندهای کمکی مانند حکاکی یکنواخت در یک منطقه بزرگ برای کاهش ضخامت زیرلایه یا فرآیند حذف ناهمواری‌های لبه و غیره استفاده می‌شود. به طور کلی، هنگام تولید تراشه‌های نیمه‌هادی یا سایر قطعات، یک زیرلایه باید چندین بار فتولیتوگرافی شود.

موارد فوق مراحل فتولیتوگرافی هستند. من بدینوسیله آنها را برای همه جمع آوری می کنم. امیدوارم بتوانید مرا اصلاح کنید.

سلب مسئولیت: این مقاله از «نظارت بر صنعت نیمه‌هادی» کپی شده است. این مقاله فقط بیانگر دیدگاه‌های شخصی نویسنده است و بیانگر دیدگاه‌های ساکو میکرو و صنعت نیست. این مقاله فقط برای چاپ مجدد و به اشتراک گذاری جهت حمایت از حفاظت از حقوق مالکیت معنوی است. لطفاً منبع اصلی و نویسنده را برای چاپ مجدد ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه نقض، لطفاً برای حذف آن با ما تماس بگیرید.

شماره تلفن شرکت: +86-0755-83044319
فکس/فکس: +86-0755-83975897
ایمیل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 مدیر لی

QQ: 332496225 مدیر کیو

آدرس: اتاق ۸۰۹، ساختمان C، ساختمان فناوری ژانتائو، پلاک ۱۰۷۹ خیابان مینزی، منطقه جدید لونگهوا، شنژن