Bij de productie van geïntegreerde schakelingen bestaat een belangrijke schakel—LithografieJuist daardoor kunnen we functies implementeren op minuscule chips. De moderne graveertechnologie gaat 190 jaar terug. In 1822, na experimenten met licht op verschillende materialen, begon de Fransman Nicephore Niepce te proberen een afdruk (patroon) te kopiëren die in olieverfpapier was geëtst. Hij plaatste het olieverfpapier op een glazen plaat, die vervolgens werd bedekt met asfalt opgelost in plantaardige olie. Na 2 of 3 uur blootstelling aan de zon was het asfalt in het lichtdoorlatende deel duidelijk uitgehard, terwijl het asfalt in het ondoorzichtige deel nog zacht was en kon worden weggewassen met een mengsel van hars en plantaardige olie. Door een glazen plaat te etsen met een sterk zuur, produceerde Niepce in 1827 een replica van de gravure van bisschop d'Amboise.

Meer dan 100 jaar na de uitvinding van Niepce, tijdens de Tweede Wereldoorlog, werd de techniek voor het eerst gebruikt voor de productie van printplaten, oftewel het maken van koperen circuits op plastic platen. In 1961 werd fotolithografie gebruikt om een ​​groot aantal minuscule transistors op silicium te produceren, met een resolutie van 5 µm in die tijd. Tegenwoordig zijn er, naast lithografie met zichtbaar licht, methoden met een hogere resolutie zoals röntgenstraling en het graveren met geladen deeltjes.

De zogenaamde fotolithografie is, volgens de definitie van Wikipedia, een belangrijke stap in het productieproces van halfgeleidercomponenten. Bij deze stap worden geometrische structuren op de fotogevoelige laag aangebracht door middel van belichting en ontwikkeling. Vervolgens wordt het patroon op het fotomasker via een etsproces overgebracht op het substraat. Het substraat omvat niet alleen siliciumwafers, maar kan ook bestaan ​​uit andere metaallagen en diëlektrische lagen, zoals glas en saffier in SOS.

fotolithografischBasisprincipesHet maakt gebruik van de eigenschappen van fotolak om corrosiebestendigheid te creëren door middel van een fotochemische reactie na blootstelling aan licht, en het patroon op het masker wordt in het te bewerken oppervlak geëtst.

Intentie van het lithografieprincipe

Lithografie is geen eenvoudig proces, het omvat vele stappen:

fotolithografieproces

Laten we het fotolithografieproces eens nader bekijken:

1.Wafel schoon

Het doel van het reinigen van siliciumwafers is het verwijderen van verontreinigingen en deeltjes, het verminderen van gaatjes en andere defecten, en het verbeteren van de hechting van de fotolak.

Basisstappen:Chemische reiniging - spoelen - drogen.

Nadat siliciumwafers verschillende processen hebben doorlopen, is hun oppervlak ernstig vervuild. Over het algemeen kan de vervuiling op het oppervlak van siliciumwafers grofweg in drie categorieën worden verdeeld:

A. Verontreiniging door organische onzuiverheden:Het kan worden verwijderd door het oplossen van organische reagentia en ultrasone reinigingstechnologie.

Verwijderen.

B. Deeltjesverontreiniging:Fysieke methoden kunnen worden gebruikt om deeltjes met een deeltjesgrootte van ≥ 0.4 μm te verwijderen door middel van mechanisch schrobben of ultrasone reinigingstechnologie, en megasonische golven kunnen worden gebruikt om deeltjes van ≥ 0.2 μm te verwijderen.

C. Metaalionverontreiniging:Chemische methoden moeten worden gebruikt om de verontreiniging te verwijderen. Er zijn twee hoofdcategorieën van metaalverontreiniging op het oppervlak van siliciumwafers:

?? 

a. Een van de typen is dat verontreinigende ionen of atomen worden verspreid en zich door adsorptie aan het oppervlak van de siliciumwafel hechten.

b. Het andere type is dat positief geladen metaalionen elektronen opnemen en zich vervolgens hechten (zoals bij "elektroplating") aan het oppervlak van de siliciumwafel.

gepolijste siliciumwafelHet doel van chemische reiniging is om deze verontreiniging te verwijderen.Over het algemeen kunnen de volgende methoden worden gebruikt om te reinigen en vervuiling te verwijderen.

? 

a. Gebruik een sterk oxidatiemiddel om de metaalionen die aan het siliciumoppervlak zijn gehecht, te laten "elektroplateren", oxideren tot metaal, oplossen in de reinigingsoplossing of adsorberen op het oppervlak van de siliciumwafel. 

? ?

b. Gebruik onschadelijke, kleine, sterk positieve ionen (zoals H+) om de metaalionen die op het oppervlak van de siliciumwafel zijn geadsorbeerd te vervangen en los ze op in de reinigingsoplossing.

? ?

c. Gebruik een grote hoeveelheid gedemineraliseerd water voor ultrasone reiniging om metaalionen in de oplossing te verwijderen.

??

Sinds het in 1970 door het Amerikaanse RCA Laboratory voorgestelde chemische reinigingsproces met onderdompeling, wordt dit proces op grote schaal gebruikt. In 1978 introduceerde het RCA Laboratory ook het megasonisch reinigingsproces. De afgelopen jaren zijn er diverse reinigingstechnologieën ontwikkeld op basis van de RCA-reinigingstheorie, zoals: de door het Amerikaanse bedrijf FSI geïntroduceerde centrifugale sproeireinigingstechnologie, de door het Amerikaanse bedrijf CFM geïntroduceerde Full-Flow systemen met gesloten overloopreiniging, en de door het Amerikaanse bedrijf VERTEQ geïntroduceerde chemische reinigingstechnologie die zich bevindt tussen onderdompeling en gesloten systemen (zoals het Goldfinger Mach2 reinigingssysteem), de dubbelzijdige sassafras-reinigingstechnologie van het Amerikaanse bedrijf SSEC (bijvoorbeeld het M3304 DSS reinigingssysteem), de in Japan ontwikkelde chemievrije diëlektrisch geïoniseerde waterreinigingstechnologie (reiniging met diëlektrisch ultrazuiver geïoniseerd water), die de oppervlaktereinigingstechnologie van gepolijste wafers naar een hoger niveau heeft getild, en de op HF/O3 gebaseerde chemische reinigingstechnologie voor siliciumwafers.

2.Voorbakken en primerdamp 

Omdat fotolak oplosmiddelen bevat, moet de met fotolak bedekte siliciumwafer...Ongeveer 80 gradenDoor het uitdrogen van siliciumwafers kan vocht van het waferoppervlak worden verwijderd en de hechting tussen de fotolak en het oppervlak worden verbeterd, meestal bij ongeveer 100 °C. Dit gebeurt in combinatie met het aanbrengen van een primer.

Een primerlaag verbetert de hechting tussen de fotolak (PR) en het waferoppervlak. Veelgebruikte primers zijn: hexamethyldisilamine (HMDS), HMDS-dampcoating vóór het spincoaten van de fotolak, en het koelen van wafers met koelplaten vóór het aanbrengen van de fotolak.

Voorbakken en primer dampapplicatie

3.Fotoresist-coating

De gebruikelijke stappen voor het aanbrengen van fotolak zijn natte oxidatie bij 900-1100 graden Celsius vóór het aanbrengen van de fotolak. De oxidelaag kan dienen als masker voor nat etsen of boorimplantatie. Als eerste stap in het fotolithografieproces zelf wordt een dunne laag van een organische polymeerverbinding die gevoelig is voor UV-licht, beter bekend als fotolak, aangebracht op het oppervlak van het monster (SiO2). Eerst wordt de fotolak uit de verpakking gehaald en op het oppervlak van het monster gedruppeld dat in de lijmcoatingmachine is geplaatst (het monster wordt door middel van vacuüm op de monsterhouder gefixeerd). Het monster wordt vervolgens met hoge snelheid rondgedraaid, waarbij de rotatiesnelheid wordt bepaald door de viscositeit van de lijm en de gewenste lijmdikte. Bij zulke hoge snelheden vloeit de lijm onder invloed van de centrifugale kracht naar de randen.

LijmprocesDit is de eerste en belangrijkste stap in het grafische conversieproces. De kwaliteit van de lijm heeft direct invloed op de defectdichtheid van het bewerkte apparaat. Om de herhaalbaarheid van de lijnbreedte en de daaropvolgende ontwikkeltijd te garanderen, mag de uniformiteit van de lijmdikte van hetzelfde monster en de consistentie van de lijmdikte tussen verschillende monsters niet meer dan ±5 nm bedragen (voor een lijmdikte van 1.5 µm is dit ±0.3%).

Bij het bepalen van de gewenste dikte van de fotolak wordt voornamelijk rekening gehouden met de chemische eigenschappen van de lak zelf en de fijnheid van de lijnen en openingen in het te kopiëren patroon. Een te dikke lijmlaag leidt tot randbedekking of -verbinding, een heuvelachtig of veldachtig uiterlijk van de lijm en een lagere opbrengst. In MEMS ligt de lijmdikte (na het bakken) tussen 0.5 en 2 µm, en voor de productie van speciale microstructuren wordt soms een lijmdikte van ongeveer 1 cm verwacht. In dat laatste geval wordt spincoating vervangen door methoden zoals gietlijm of plasmalijmpolymerisatie. Bij de optimalisatie van het conventionele fotolakcoatingproces moet rekening worden gehouden met de druppelsnelheid en -hoeveelheid van de lijm, de rotatiesnelheid, de omgevingstemperatuur en -vochtigheid, enzovoort. De stabiliteit van deze factoren is van groot belang.

Even ter verduidelijking: de belangrijkste componenten van fotolak zijn een polymeer (hars), een sensibilisator en een oplosmiddel. De structuur van het polymeer verandert wanneer het wordt bestraald, het oplosmiddel zorgt ervoor dat het wordt uitgestoten en er een dunne film op het oppervlak van het monster wordt gevormd, en de sensibilisator regelt de chemische reactie van de polymere fase. Fotolakken die geen sensibilisatoren bevatten, worden soms unitaire of ééncomponentensystemen genoemd, terwijl fotolakken met sensibilisatoren binaire systemen worden genoemd. Oplosmiddelen of andere additieven worden meestal niet meegenomen in de berekening, omdat ze niet rechtstreeks deelnemen aan de fotochemische reactie van de fotolak.

Fotolakken kunnen, afhankelijk van hun verschillende eigenschappen, worden onderverdeeld in:Positieve lijmenNegatieve lijm.      

In de beginjaren van de procesontwikkeling domineerde negatieve lijm het fotolithografieproces. Met de opkomst van VLSI-IC's en patroongroottes van 2-5 micron voldeed negatieve lijm echter niet langer aan de eisen. Vervolgens verscheen positieve lijm, maar het nadeel hiervan is de slechte hechting.

Het gebruik van positieve lijm vereist het veranderen van de polariteit van het masker, wat geen simpele patroonomkering is. Omdat het masker gecombineerd wordt met twee verschillende fotolakken, zijn de afmetingen die door fotolithografie op het waferoppervlak worden verkregen verschillend. Door het diffractie-effect van licht rond het patroon is de patroongrootte die wordt verkregen door het combineren van het negatieve masker en het helderveldmasker op de fotolaklaag kleiner dan de patroongrootte op het masker. Het gebruik van een combinatie van positieve fotolak en donkerveldmasker zal de patroongrootte op de fotolaklaag vergroten.

Fotolaklaag

4.Zachte Bake

Na het aanbrengen van de fotolak is een zacht droogproces nodig. Deze stap wordt ook wel voorbakken genoemd. Door voorbakken verdampt het oplosmiddel in de fotolak, waardoor de aangebrachte fotolak dunner wordt.

In vloeibare fotolak bestaat 65% tot 85% uit oplosmiddelcomponenten. Hoewel de vloeibare fotolak na verwijdering van de lijm een ​​vaste film is geworden, blijft er nog 10% tot 30% oplosmiddel achter, dat gemakkelijk stof kan bevatten. Door te bakken op een hogere temperatuur kan het oplosmiddel uit de fotolak verdampen (het oplosmiddelgehalte wordt na het voorbakken teruggebracht tot ongeveer 5%), waardoor stofverontreiniging wordt verminderd. Tegelijkertijd kan deze stap ook de filmspanning verminderen die wordt veroorzaakt door rotatie op hoge snelheid, waardoor de hechting op het fotolaksubstraat verbetert.

Tijdens het voorbakken zal de dikte van de fotolak afnemen als gevolg van de verdamping van het oplosmiddel. Over het algemeen bedraagt ​​de afname van de dikte van de fotolak ongeveer 10% tot 20%.

Baksystemen

5.Uitlijning

De uitlijningstechnologie van fotolithografie is een belangrijke stap vóór de belichting. Als een van de drie kerntechnologieën van fotolithografie wordt over het algemeen een uitlijningsnauwkeurigheid van 1/7 tot 1/10 van de kleinste lijnbreedte vereist. Naarmate de resolutie van fotolithografie toeneemt, worden de eisen aan de uitlijningsnauwkeurigheid steeds hoger. Zo is voor een lijnbreedte van 45 µm een ​​uitlijningsnauwkeurigheid van ongeveer 5 µm vereist.

Gedreven door verbeteringen in de resolutie van lithografie, heeft ook de uitlijningstechnologie een snelle en diverse ontwikkeling doorgemaakt. Vanuit het perspectief van uitlijningsprincipes en de classificatie van markerstructuren is de uitlijningstechnologie geëvolueerd van de vroege geometrische beelduitlijningsmethoden in projectielithografie, waaronder video-beelduitlijning en binoculaire microscoopuitlijning, naar latere methoden zoals zoneplaatuitlijning, interferentie-intensiteitsuitlijning, laserheterodyne-interferentie en moiré-franje-uitlijning. Vanuit het perspectief van uitlijningssignalen omvat het hoofdzakelijk gemarkeerde microscopische beelduitlijning, uitlijning op basis van lichtintensiteitsinformatie en uitlijning op basis van fase-informatie.

De uitlijningsregel is dat bij de eerste fotolithografie de Y-as van het masker een hoek van 90º maakt met de vlakke rand op de wafer, zoals weergegeven in de afbeelding. De daaropvolgende maskers worden allemaal uitgelijnd met het voorgaande patroonmasker met behulp van uitlijningsmarkeringen. Een uitlijningsmarkering is een speciaal patroon (zie afbeelding) dat is verdeeld over de rand van elk chippatroon. Na het fotolithografieproces blijven de uitlijningsmarkeringen permanent op het chipoppervlak aanwezig en kunnen ze worden gebruikt voor de volgende uitlijning.

Uitlijningsmethodeomvatten:

a. Voorafgaande uitlijning, automatische laseruitlijning via inkeping of vlak op de siliciumwafer

b. Door middel van de uitlijningsmarkering, die zich in de snijgroef bevindt. Daarnaast zorgt de uitlijning tussen lagen, oftewel de overlaynauwkeurigheid, voor de uitlijning tussen de afbeeldingen en de bestaande afbeeldingen op de siliciumwafer.

6.Media

In deze stap wordt de fotolak die het substraat bedekt selectief belicht met licht van een specifieke golflengte. De fotosensibilisator in de fotolak ondergaat een fotochemische reactie, waardoor de chemische samenstelling verandert van het gebied waar de positieve fotolak wordt belicht (lichtgevoelig gebied) en het gebied waar de negatieve fotolak niet wordt belicht (niet-lichtgevoelig gebied). Deze gebieden met een veranderde chemische samenstelling kunnen in de volgende stap worden opgelost in een specifieke ontwikkelaar.

Nadat het lichtgevoelige agens DQ in de positieve fotolak is blootgesteld, ondergaat het een fotochemische reactie en wordt het omgezet in keteen, dat vervolgens verder wordt gehydrolyseerd tot indeencarbonzuur (CA). De oplosbaarheid van carbonzuur in een alkalisch oplosmiddel is ongeveer 100 keer hoger dan die van het niet-lichtgevoelige deel van de fotolak. Het gevormde carbonzuur bevordert tevens de oplossing van de fenolhars. Door gebruik te maken van de verschillende oplosbaarheden van lichtgevoelige en niet-lichtgevoelige fotolakken in alkalische oplosmiddelen, kan het maskerpatroon worden overgebracht.

belichtingsmethodeomvatten:

a. Contactprinten (Contact Printing): het masker staat in direct contact met de fotogevoelige laag.

b. Nabijheidsprinten: De maskerplaat en de fotogevoelige laag zijn iets van elkaar gescheiden, ongeveer 10 tot 50 μm.

c. Projectieprinten. Tussen het masker en de fotogevoelige laag wordt een lens geplaatst om het licht te focussen en zo de juiste belichting te verkrijgen.

d. Stappenmotor

Laat me hier iets bijzonders zeggen.projectiebelichtingIndeling:

De twee belangrijkste parameters bij blootstelling zijn:

1. Blootstellingsenergie (Energie)

2. Focus

Als de energie en brandpuntsafstand niet correct zijn afgesteld, kunnen geen afbeeldingen met de vereiste resolutie en grootte worden verkregen. Dit duidt erop dat de belangrijkste afmetingen van de afbeelding het vereiste bereik overschrijden.

7.ontwikkeling

Door de ontwikkelaar na het belichtingsproces toe te voegen, lossen de lichtgevoelige delen van de positieve fotolak en de niet-lichtgevoelige delen van de negatieve fotolak op in de ontwikkelaar. Na deze stap wordt het patroon in de fotolaklaag zichtbaar. Om de resolutie te verbeteren, heeft vrijwel elke fotolak een speciale ontwikkelaar die hoogwaardige ontwikkelingsresultaten garandeert.

Het ontwikkelingsproces zet het recessieve patroon dat tijdens de belichting is ontstaan ​​om in een dominant patroon, met en zonder fotolak, dat als masker kan dienen voor de volgende verwerkingsstap. Wat er tijdens de ontwikkeling gebeurt, is een proces van selectieve oplossing, waarbij de verhouding van de oplossnelheid (DR) tussen het belichte en het onbelichte gebied van cruciaal belang is. Commerciële positieve film heeft een DR-verhouding van meer dan 1000, een oplossnelheid van 3000 nm/min in het belichte gebied en slechts enkele nm/min in het onbelichte gebied.

Er zijn momenteel twee ontwikkelingsmethoden, waarvan er één isnatte ontwikkeling, die veelvuldig wordt gebruikt in IC's en micromachining, de andere isDroge ontwikkeling.

a. Ontwikkeling van een complete siliciumwafel door onderdompeling (batchontwikkeling).

Nadelen: hoog ontwikkelaarsverbruik; geringe uniformiteit van de ontwikkeling;

b. Continue sproeiontwikkeling/automatische rotatieontwikkeling. Een of meer sproeiers sproeien de ontwikkeloplossing op het oppervlak van de siliciumwafer terwijl de wafer met een lage snelheid roteert (100 tot 500 tpm). Het sproeipatroon van de sproeier en de rotatiesnelheid van de wafer zijn belangrijke afstemmingsparameters om een ​​herhaalbare oplossnelheid en uniformiteit van wafer tot wafer te garanderen.

c. Plassen (plassenontwikkeling). Spuit voldoende (maar niet te veel, om de vochtigheid aan de achterzijde te minimaliseren) ontwikkelaar op het waferoppervlak om een ​​plasvorm te creëren (houd de ontwikkelaarstroom laag om variaties in de ontwikkelingssnelheid aan de randen te verminderen). De siliciumwafer wordt gefixeerd of langzaam gedraaid. Over het algemeen worden meerdere spincoatings van de ontwikkelaar gebruikt: eerst aanbrengen, 10 tot 30 seconden laten inwerken en verwijderen; vervolgens aanbrengen, laten inwerken en verwijderen. Daarna afspoelen met gedemineraliseerd water (om alle chemicaliën van beide zijden van de wafer te verwijderen) en centrifugeren om te drogen. Voordelen: lagere ontwikkelaardosering; uniforme ontwikkeling van de siliciumwafer; minimale temperatuurgradiënt.

Ontwikkelaar:

a. Ontwikkelaar voor positieve fotolak. De ontwikkelaar voor positieve gel is een alkalische waterige oplossing. KOH en NaOH worden over het algemeen niet gebruikt bij de productie van IC's omdat ze verontreiniging met beweegbare ionen (MIC, Movable Ion Contamination) kunnen veroorzaken. De meest gebruikte ontwikkelaar voor positieve gel is tetramethylammoniumhydroxide (TMAH) (standaard equivalente concentratie is 0.26, temperatuur 15-250 °C). Tijdens de belichting van de I-lijn fotolak wordt carbonzuur gevormd. De alkali en het zuur in de TMAH-ontwikkelaar neutraliseren de belichte fotolak in de ontwikkelaar, terwijl de onbelichte fotolak niet wordt beïnvloed; de fenolhars in chemisch versterkte fotolak (CAR, Chemical Amplified Resist) bestaat in de vorm van PHS. Het zuur dat door PAG in CAR wordt gegenereerd, verwijdert de beschermende groep (t-BOC) in PHS, waardoor PHS snel oplost in de TMAH-ontwikkelaar. Gedurende het gehele ontwikkelingsproces reageert TMAH niet met PHS.

b. Ontwikkelaar voor negatieve fotolak. Xyleen. De reinigingsvloeistof is butylacetaat, ethanol of trichloorethyleen.

ontwikkeltFAQ:

a. Onvolledige ontwikkeling. Fotolak blijft op het oppervlak achter. Veroorzaakt door onvoldoende ontwikkelaar;

b. In ontwikkeling. De ontwikkelde zijwanden zijn niet verticaal, als gevolg van onvoldoende ontwikkeltijd;

c. Overontwikkeling. De fotolak dicht bij het oppervlak lost te veel op door de ontwikkelaar, waardoor er treden ontstaan. De ontwikkeltijd is te lang.

8.Harde Bakken

Nadat de resistontwikkeling is voltooid, is het patroon in principe vastgelegd, maar de eigenschappen van de fotoresist moeten stabieler worden gemaakt. Dit kan worden bereikt door harddrogen, een stap die ook wel uitharding wordt genoemd. Tijdens dit proces kan een behandeling bij hoge temperatuur worden gebruikt om het resterende oplosmiddel in de fotoresist te verwijderen, de hechting van de fotoresist aan het siliciumwafeloppervlak te verbeteren en de etsbestendigheid van de fotoresist te verhogen tijdens daaropvolgende ets- en ionenimplantatieprocessen. Bovendien zal de fotoresist bij hoge temperaturen zachter worden en een gesmolten toestand aannemen, vergelijkbaar met die van glas bij hoge temperaturen. Dit zal het oppervlak van de fotoresist gladmaken onder invloed van oppervlaktespanning en defecten (zoals gaatjes) in de fotoresistlaag verminderen, waardoor het randprofiel van het fotoresistpatroon wordt gecorrigeerd.

Het gehele monster wordt na de ontwikkeling behandeld met O2-plasma om eventuele ongewenste resten te verwijderen; dit proces wordt 'ontvetten' genoemd. Vooral bij negatieve, maar ook bij positieve lijm, blijft er na de ontwikkeling een dunne polymeerlaag achter op het grensvlak tussen de lijm en het substraat. Dit probleem is ernstiger bij structuren kleiner dan 1 µm of met een grote diepte-breedteverhouding. Uiteraard zal de resterende lijmdikte tijdens het ontvetten ook afnemen, maar de impact hiervan zal niet al te groot zijn.

Ten slotte is hardbakken noodzakelijk vóór het etsen of coaten om resten van de ontwikkelaar en het water te verwijderen. Ook is gloeien nodig om de hechting tussen de lagen te verbeteren, aangezien deze tijdens het ontwikkelingsproces zijn ingedrongen en uitgezet. Tegelijkertijd wordt de hardheid van de lijm verhoogd en de etsbestendigheid verbeterd. De hardbaktemperatuur ligt doorgaans rond de 120 graden Celsius of hoger en de baktijd bedraagt ​​ongeveer 20 minuten. De belangrijkste beperking is dat hoge temperaturen de randen van het patroon kunnen aantasten, waardoor het na het etsen moeilijk te verwijderen is.

Methode: Verwarmingsplaat, 100-1300 °C (iets hoger dan de glasovergangstemperatuur Tg), 1-2 minuten.

Doel:

a. Verdamp het oplosmiddel in de fotolak volledig (om te voorkomen dat de daaropvolgende ionenimplantatieomgeving wordt verontreinigd; de stikstof in de DNQ-fenolharsfotolak kan bijvoorbeeld plaatselijke barstjes in de fotolak veroorzaken);

b. Harde film om het vermogen van de fotolak te verbeteren om het onderste oppervlak te beschermen tijdens ionenimplantatie of etsen;

c. De hechting tussen de fotolak en het siliciumwafeloppervlak verder verbeteren;

d. Het staande golfeffect verder verminderen.

FAQ:

a. Onderbakken. Dit verzwakt de sterkte van de fotolak (weerstand tegen etsen en blokkerend vermogen bij ionenimplantatie); vermindert het opvulvermogen van het naaldgat; vermindert de hechting aan het substraat.

b. Oververhitting. Dit veroorzaakt het uitvloeien van de fotolak, wat de patroonnauwkeurigheid vermindert en de resolutie verslechtert. Daarnaast kan ook diep ultraviolet (DUV, Deep Ultra-Violet) worden gebruikt om de film uit te harden. De positieve fotolak hars wordt verknoopt tot een dunne, harde oppervlaktelaag, wat de thermische stabiliteit van de fotolak verhoogt. Tijdens de daaropvolgende plasma-ets- en ionenimplantatieprocessen (125-2000 °C) wordt de resolutievermindering als gevolg van het uitvloeien van de fotolak bij hoge temperaturen beperkt.

9.Etsen of ionenimplantatie

Etsen is een proces in de productie van halfgeleidercomponenten waarbij chemische middelen worden gebruikt om selectief specifieke delen van een aangebrachte laag te verwijderen. Etsen is van cruciaal belang voor de elektrische prestaties van het component. Als er fouten optreden tijdens het etsproces, wordt de siliciumwafer afgekeurd en is herstel moeilijk, waardoor strikte procescontrole noodzakelijk is. Elke laag van een halfgeleidercomponent ondergaat meerdere etsstappen.

Etsen wordt over het algemeen onderverdeeld in elektronenbundel-etsen en fotolithografie. Fotolithografie stelt hoge eisen aan de vlakheid van het materiaal en vereist daarom een ​​hoge mate van reinheid. Bij elektronenbundel-etsen is de resolutie echter veel beter dan bij fotolithografie, omdat de golflengte van elektronen extreem kort is. Omdat er geen masker nodig is, zijn de eisen aan de vlakheid minder hoog, maar elektronenbundel-etsen is een langzaam proces en de apparatuur is duur.

Bij de meeste etsstappen worden delen van de bovenste laag van de wafer beschermd door een "masker" dat niet geëtst kan worden, waardoor specifieke delen van de laag selectief verwijderd kunnen worden. In sommige gevallen is het materiaal van het masker fotogevoelig, vergelijkbaar met het principe dat gebruikt wordt bij fotolithografie. In andere gevallen moet het etsmasker bestand zijn tegen bepaalde chemicaliën, en kan siliciumnitride gebruikt worden om een ​​dergelijk "masker" te maken.

Ionimplantatie is een technische methode waarbij specifieke ionen in een elektrisch veld worden versneld en vervolgens in een ander vast materiaal worden ingebed. Met deze technologie kunnen de fysische en chemische eigenschappen van vaste materialen worden veranderd. De methode wordt tegenwoordig veelvuldig gebruikt in de productie van halfgeleiders en in bepaald materiaalonderzoek. Ionimplantatie kan kernomzettingen veroorzaken of de kristalstructuur van sommige vaste materialen veranderen.

10.Fotoresist verwijderen

De belangrijkste functie van de fotolak is het beschermen van het gedeelte van het substraat onder de fotolak terwijl het gehele oppervlak chemische of mechanische bewerkingsprocessen ondergaat. Daarom moet de fotolak na afloop van deze processen volledig worden verwijderd. Deze stap wordt lijmverwijdering genoemd. Alleen fotolakken die stabiel zijn bij hoge temperaturen, zoals lichtgevoelige polyimiden, kunnen als tussenlaag of bufferlaag op het apparaat achterblijven.

Om schade aan het te behandelen oppervlak te voorkomen, moeten milde chemische methoden bij lage temperaturen worden gebruikt. De toepassing van ultrasone golven kan de afpelprestaties ook verbeteren. Sommige bekende afpeloplossingen werken niet op metalen oppervlakken zoals aluminium vanwege corrosieproblemen; in dat geval wordt eerst ozon- of zuurstofplasma (verassing) gebruikt. Deze plasma's zijn ook succesvol als fotolithografie-afpelmiddelen voor niet-aluminium oppervlakken, maar schade aan het oppervlak van het apparaat blijft een aandachtspunt.

Na etsen of ionenimplantatie is de fotolak niet langer nodig als beschermlaag en kan deze worden verwijderd. De methoden voor het verwijderen van lijm worden als volgt ingedeeld:

Natte lijm verwijderen

Verwijdering met organische oplosmiddelen: Gebruik organische oplosmiddelen om fotolak te verwijderen.

Anorganisch oplosmiddel: Door gebruik te maken van bepaalde anorganische oplosmiddelen wordt het koolstofelement in de fotolak, een organische stof, geoxideerd tot kooldioxide en vervolgens verwijderd.

Droog verwijderen van fotolak: het gebruik van plasma om fotolak te verwijderen

Naast deze hoofdprocessen worden vaak ook hulpprocessen gebruikt, zoals het gelijkmatig etsen over een groot oppervlak om de dikte van het substraat te verminderen, of het verwijderen van oneffenheden aan de randen, enzovoort. Over het algemeen moet een substraat bij de productie van halfgeleiderchips of andere componenten meerdere keren gefotolithografeerd worden.

Bovenstaande stappen beschrijven het fotolithografieproces. Ik heb ze hierbij voor iedereen verzameld. Ik hoop dat u me kunt corrigeren.

Disclaimer: Dit artikel is overgenomen uit "Semiconductor Industry Observation". Dit artikel geeft uitsluitend de persoonlijke mening van de auteur weer en vertegenwoordigt niet de standpunten van Sacco Micro en de industrie. Het is alleen bedoeld voor herpublicatie en verspreiding ter ondersteuning van de bescherming van intellectuele eigendomsrechten. Vermeld bij herpublicatie de oorspronkelijke bron en auteur. Neem bij inbreuk contact met ons op zodat we het artikel kunnen verwijderen.

Telefoonnummer van het bedrijf: +86-0755-83044319
Fax: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li

Vraag: 332496225 Manager Qiu

Adres: Kamer 809, Gebouw C, Zhantao Technologiegebouw, Minzhilaan 1079, Longhua Nieuw District, Shenzhen