W procesie produkcji układów scalonych istnieje ważne ogniwo:LitografiaWłaśnie dzięki temu możemy realizować funkcje na maleńkich chipach. Współczesna technologia grawerowania ma już 190 lat. W 1822 roku, po eksperymentach ze światłem na różnych materiałach, Francuz Nicephore Niepce podjął próbę skopiowania odcisku (wzoru) wytrawionego na papierze olejowym. Umieścił papier olejowy na szkiełku podstawowym, a szkiełko podstawowe pokrył asfaltem rozpuszczonym w oleju roślinnym. Po 2-3 godzinach ekspozycji na słońce asfalt w części przepuszczającej światło wyraźnie stwardniał, podczas gdy asfalt w części nieprzezroczystej był nadal miękki i można go było zmyć mieszanką kalafonii i oleju roślinnego. Trawiąc szklaną płytkę mocnym kwasem, Niepce stworzył replikę ryciny biskupa d'Amboise w 1827 roku.

Ponad 100 lat po wynalazku Niepce'a, podczas II wojny światowej, fotolitografia została po raz pierwszy wykorzystana do produkcji płytek drukowanych, czyli miedzianych obwodów na płytkach z tworzywa sztucznego. Do 1961 roku fotolitografia została wykorzystana do produkcji dużej liczby maleńkich tranzystorów na krzemie, z rozdzielczością 5 µm w tamtych czasach. Obecnie, oprócz litografii w świetle widzialnym, pojawiły się metody o wyższej rozdzielczości, takie jak promieniowanie rentgenowskie i grawerowanie cząstkami naładowanymi.

Tak zwana fotolitografia, zgodnie z definicją Wikipedii, jest ważnym etapem w procesie produkcji układów półprzewodnikowych. W tym etapie, poprzez naświetlenie i wywołanie, nanoszone są struktury geometryczne na warstwę fotorezystu, a następnie wzór z fotomaski jest przenoszony na podłoże poprzez proces trawienia. Wspomniane podłoże obejmuje nie tylko płytki krzemowe, ale również inne warstwy metalowe i dielektryczne, takie jak szkło i szafir w SOS.

fotolitograficznyPodstawowe zasadyWykorzystuje właściwości fotorezystu (lub fotorezystu) w celu uzyskania odporności na korozję w wyniku reakcji fotochemicznej po wystawieniu na działanie światła, a wzór na masce jest wytrawiany na powierzchni poddawanej obróbce.

Zasada litografii

Litografia nie jest prostym procesem, składa się z wielu etapów:

proces fotolitografii

Przyjrzyjmy się bliżej procesowi fotolitografii:

1.Czyszczenie wafli

Celem czyszczenia płytek krzemowych jest usunięcie zanieczyszczeń, cząsteczek, redukcja porów i innych defektów oraz poprawa przyczepności fotorezystu.

Podstawowe kroki:Czyszczenie chemiczne - płukanie - suszenie.

Po przetworzeniu płytek krzemowych w różnych procesach ich powierzchnie ulegają poważnemu zanieczyszczeniu. Ogólnie rzecz biorąc, zanieczyszczenia na powierzchni płytek krzemowych można podzielić na trzy kategorie:

A. Zanieczyszczenie zanieczyszczeniami organicznymi:Można go usunąć poprzez rozpuszczenie odczynników organicznych i zastosowanie technologii czyszczenia ultradźwiękowego.

Usunąć.

B. Zanieczyszczenie cząsteczkami:Do usuwania cząstek o wielkości ≥ 0.4 μm można stosować metody fizyczne, wykorzystujące szorowanie mechaniczne lub technologię czyszczenia ultradźwiękowego, natomiast do usuwania cząstek ≥ 0.2 μm można stosować fale megadźwiękowe.

C. Zanieczyszczenie jonami metali:Do usunięcia zanieczyszczeń należy użyć metod chemicznych. Istnieją dwie główne kategorie zanieczyszczeń metalami na powierzchni płytek krzemowych:

?? 

a. Jednym z rodzajów adsorpcji jest rozpraszanie zanieczyszczających jonów lub atomów i ich przyłączanie do powierzchni płytki krzemowej poprzez adsorpcję.

b. Drugim rodzajem jest proces, w którym dodatnio naładowane jony metalu uzyskują elektrony, a następnie przyłączają się (np. poprzez „galwanizację”) do powierzchni płytki krzemowej.

krzemowy polerowany wafelCelem czyszczenia chemicznego jest usunięcie tego zanieczyszczeniaOgólnie rzecz biorąc, w celu czyszczenia i usuwania zanieczyszczeń można stosować następujące metody.

? 

a. Użyj silnego środka utleniającego, aby jony metalu przyłączone do powierzchni krzemu zostały „elektropokryte”, utlenione do metalu, rozpuszczone w roztworze czyszczącym lub zaadsorbowane na powierzchni płytki krzemowej. 

? ?

b. Użyj nieszkodliwych, silnie dodatnich jonów o małej średnicy (takich jak H+), aby zastąpić jony metalu zaadsorbowane na powierzchni płytki krzemowej i rozpuść je w roztworze czyszczącym.

? ?

c. Do czyszczenia ultradźwiękowego należy użyć dużej ilości wody dejonizowanej, aby usunąć jony metali z roztworu.

??

Od czasu opracowania przez American RCA Laboratory w 1970 roku procesu chemicznego czyszczenia RCA metodą zanurzeniową, jest on szeroko stosowany. W 1978 roku RCA Laboratory wprowadziło również proces czyszczenia megasonicznego. W ostatnich latach stale rozwijano różne technologie czyszczenia oparte na teorii czyszczenia RCA, takie jak: amerykańska firma FSI Company wprowadziła technologię chemicznego czyszczenia natryskowego metodą odśrodkową, amerykańska firma CFM Company wprowadziła technologię czyszczenia przelewowego w systemach Full-Flow, a amerykańska firma VERTEQ Company wprowadziła technologię czyszczenia chemicznego pomiędzy zanurzeniem a typem zamkniętym (taką jak system czyszczenia Goldfinger Mach2), dwustronną technologię czyszczenia sassafrasem amerykańskiej firmy SSEC (na przykład system czyszczenia M3304 DSS), japońską technologię czyszczenia dielektryczną wodą jonizowaną bez użycia chemikaliów (czyszczenie dielektryczną ultraczystą wodą jonizowaną), która wyniosła technologię czyszczenia powierzchni polerowanych płytek na nowy poziom, oraz technologię chemicznego czyszczenia płytek krzemowych na bazie HF/O3.

2.Wstępne wypalanie i podkład parowy 

Ponieważ fotorezyst zawiera rozpuszczalnik, płytka krzemowa pokryta fotorezystem musi byćOkoło 80 stopniWypiekanie wafli krzemowych metodą odwadniania pozwala usunąć wilgoć z powierzchni wafla i poprawić przyczepność między fotorezystem a powierzchnią, zazwyczaj w temperaturze około 100°C. Odbywa się to w połączeniu z nałożeniem podkładu.

Powłoka podkładowa zwiększa przyczepność między fotorezystem (PR) a powierzchnią płytki. Szeroko stosowane: (HMDS) heksametylodisilamina, powlekanie parowe HMDS przed powlekaniem wirowym PR, chłodzenie płytek za pomocą płytek chłodzących przed powlekaniem PR.

Wstępne wypalanie i nakładanie podkładu metodą parową

3.Powłoka fotomaskowa

Typowe etapy nakładania fotorezystu obejmują utlenianie na mokro w temperaturze 900-1100 stopni Celsjusza przed nałożeniem fotorezystu. Warstwa tlenku może służyć jako maska ​​do trawienia na mokro lub implantacji B. Pierwszym etapem procesu fotolitografii jest nałożenie na powierzchnię próbki (SiO2) cienkiej warstwy organicznego związku polimerowego wrażliwego na promieniowanie UV, powszechnie znanego jako fotorezyst. Najpierw fotorezyst jest wyjmowany z pojemnika i nanoszony na powierzchnię próbki umieszczonej w urządzeniu do powlekania klejem (próbka jest mocowana na stoliku podciśnieniowym). Następnie próbka jest obracana z dużą prędkością, a prędkość obrotowa jest określana przez lepkość kleju i pożądaną grubość kleju. Przy tak dużej prędkości klej spływa w kierunku krawędzi pod wpływem siły odśrodkowej.

Proces klejeniaTo pierwszy i najważniejszy etap procesu konwersji grafiki. Jakość kleju bezpośrednio wpływa na gęstość defektów w przetwarzanym urządzeniu. Aby zapewnić powtarzalność szerokości linii i skrócić czas wywoływania, jednolitość grubości kleju w tej samej próbce oraz spójność grubości kleju między różnymi próbkami nie powinny przekraczać ±5 nm (dla grubości kleju 1.5 µm wynosi ona ±0.3%).

Określenie docelowej grubości fotorezystu uwzględnia głównie właściwości chemiczne samego rezystu oraz grubość linii i szczelin we wzorze, który ma zostać skopiowany. Zbyt gruby klej spowoduje pokrycie krawędzi lub spójność, pagórkowaty lub ziarnisty wygląd kleju oraz spadek wydajności. W MEMS grubość kleju (po wypaleniu) wynosi od 0.5 do 2 μm, a w przypadku wytwarzania specjalnych mikrostruktur, grubość kleju czasami wynosi około 1 cm. W tym ostatnim przypadku powlekanie wirowe zostanie zastąpione metodami takimi jak klej odlewany lub polimeryzacja kleju plazmowego. Optymalizacja konwencjonalnego procesu powlekania fotorezystem musi uwzględniać prędkość kapania kleju, ilość kapiącego kleju, prędkość obrotową, temperaturę i wilgotność otoczenia itp. Stabilność tych czynników jest bardzo ważna.

Pozwólcie, że wyjaśnię: głównymi składnikami fotorezystu są polimer (żywica), sensybilizator i rozpuszczalnik. Struktura polimeru zmienia się pod wpływem napromieniowania, rozpuszczalnik umożliwia jego usunięcie, a na powierzchni próbki tworzy się cienka warstwa, a sensybilizator kontroluje reakcję chemiczną fazy polimerowej. Fotorezysty niezawierające sensybilizatorów są czasami nazywane układami unitarnymi lub jednoskładnikowymi, natomiast te zawierające sensybilizatory – układami binarnymi. Rozpuszczalniki i inne dodatki zazwyczaj nie są uwzględniane w obliczeniach, ponieważ nie uczestniczą bezpośrednio w reakcji fotochemicznej fotorezystu.

Ze względu na różne właściwości fotorezysty można podzielić na:Klej pozytywnyorazKlej negatywny.      

Na wczesnym etapie rozwoju technologii, klej negatywowy zawsze dominował w procesie fotolitografii. Wraz z pojawieniem się układów scalonych VLSI i wielkości wzoru 2-5 mikronów, klej negatywowy przestał spełniać wymagania. Następnie pojawił się klej pozytywowy, którego wadą jest słaba zdolność wiązania.

Użycie kleju pozytywowego wymaga zmiany polaryzacji maski, co nie jest prostym odwróceniem wzoru. Ponieważ maska ​​jest połączona z dwoma różnymi fotorezystami, rozmiary uzyskane metodą fotolitografii na powierzchni płytki są różne. Ze względu na efekt dyfrakcji światła wokół wzoru, rozmiar wzoru uzyskanego przez połączenie maski negatywowej i maski jasnego pola na warstwie fotorezystu jest mniejszy niż rozmiar wzoru na masce. Połączenie maski pozytywowej i maski ciemnego pola zwiększy rozmiar wzoru na warstwie fotorezystu.

Powłoka fotorezystowa

4.Miękkie pieczenie

Po nałożeniu fotorezystu wymagane jest delikatne suszenie. Ten etap nazywany jest również wstępnym wypalaniem. Wstępne wypalanie pozwala odparować rozpuszczalnik z fotorezystu i sprawić, że powlekany fotorezyst stanie się cieńszy.

W ciekłym fotorezyście rozpuszczalnik stanowi 65–85%. Chociaż ciekły fotorezyst po usunięciu kleju przekształca się w stałą warstwę, nadal zawiera 10–30% rozpuszczalnika, który łatwo ulega zanieczyszczeniu kurzem. Wypalanie w wyższej temperaturze pozwala na odparowanie rozpuszczalnika z fotorezystu (po wstępnym wypalaniu zawartość rozpuszczalnika spada do około 5%), co zmniejsza zanieczyszczenie kurzem. Jednocześnie, ten etap może również zmniejszyć naprężenia filmu spowodowane dużą prędkością obrotową, poprawiając tym samym przyczepność do podłoża fotorezystu.

Podczas procesu wstępnego wypalania, ze względu na ulatnianie się rozpuszczalnika, grubość fotorezystu również ulegnie zmniejszeniu. Zazwyczaj grubość fotorezystu wynosi około 10–20%.

Systemy pieczenia

5.Spójność

Technologia wyrównywania fotolitografii jest ważnym etapem przed naświetlaniem. Jako jedna z trzech podstawowych technologii fotolitografii, dokładność wyrównywania jest zazwyczaj wymagana na poziomie 1/7–1/10 minimalnej szerokości linii. Wraz ze wzrostem rozdzielczości fotolitografii, wymagania dotyczące dokładności wyrównywania są coraz wyższe. Na przykład, dla szerokości linii 45am, wymagana dokładność wyrównywania wynosi około 5am.

Wraz z poprawą rozdzielczości litografii, technologia wyrównywania również doświadczyła szybkiego i zróżnicowanego rozwoju. Z perspektywy zasad wyrównywania i klasyfikacji struktur znaczników, technologia wyrównywania ewoluowała od wczesnych metod wyrównywania geometrycznego w litografii projekcyjnej, w tym wyrównywania obrazu wideo, wyrównywania w mikroskopie binokularnym itp., do późniejszych metod wyrównywania płyt strefowych, wyrównywania intensywności interferencji, interferencji lasera heterodynowego i metod wyrównywania prążków mory. Z perspektywy sygnałów wyrównywania, obejmuje ona głównie wyrównywanie obrazu mikroskopowego, wyrównywanie na podstawie informacji o natężeniu światła oraz wyrównywanie na podstawie informacji o fazie.

Zasada wyrównywania polega na tym, że w przypadku pierwszej fotolitografii wystarczy ustawić oś Y maski pod kątem 90°, a płaską krawędź na płytce, jak pokazano na rysunku. Wszystkie kolejne maski są wyrównywane z poprzednią maską z wzorem za pomocą znaczników wyrównywania. Znacznik wyrównywania to specjalny wzór (patrz rysunek) rozmieszczony na krawędzi każdego wzoru chipa. Po procesie fotolitografii znaczniki wyrównywania pozostaną na powierzchni chipa na zawsze i będą mogły zostać wykorzystane do kolejnego wyrównywania.

Metoda wyrównaniazawierać:

a. Wstępne wyrównywanie, automatyczne wyrównywanie laserowe poprzez wycięcie lub płasko na płytce krzemowej

b. Poprzez znak wyrównania, znajdujący się na rowku tnącym. Dodatkowo, wyrównanie międzywarstwowe, czyli dokładność nałożenia, zapewnia wyrównanie grafiki z grafiką istniejącą na płytce krzemowej.

6.Ekspozycja

W tym etapie fotorezyst pokrywający podłoże jest selektywnie naświetlany światłem o określonej długości fali. Fotosensybilizator zawarty w fotorezyście ulega reakcji fotochemicznej, powodując zmianę składu chemicznego obszaru, w którym naświetlany jest fotorezyst pozytywowy (obszar światłoczuły), oraz obszaru, w którym fotorezyst negatywowy nie jest naświetlany (obszar nieświatłoczuły). Obszary, w których skład chemiczny uległ zmianie, można w kolejnym etapie rozpuścić w specjalnym wywoływaczu.

Po naświetleniu, fotoczuły czynnik DQ w fotorezyście pozytywowym ulega reakcji fotochemicznej i przekształca się w keten, który następnie ulega hydrolizie do kwasu indenokarboksylowego (CA). Rozpuszczalność kwasu karboksylowego w rozpuszczalniku alkalicznym jest około 100 razy wyższa niż nieuczulonej części fotorezystu. Powstały kwas karboksylowy wspomaga również rozpuszczanie żywicy fenolowej. Wykorzystanie różnych rozpuszczalności fotorezystu światłoczułego i nieświatłoczułego w rozpuszczalnikach alkalicznych umożliwia przeniesienie wzoru maski.

metoda ekspozycjizawierać:

a. Maska w technologii druku kontaktowego (Contact Printing) znajduje się w bezpośrednim kontakcie z warstwą fotorezystu.

b. Druk zbliżeniowy: Płytka maski i warstwa fotorezystu są nieznacznie od siebie oddzielone, około 10 do 50 μm.

c. Druk projekcyjny. Soczewka jest umieszczana pomiędzy maską a fotorezystem, aby skupić światło i uzyskać ekspozycję.

d. Stepper

Pozwólcie mi powiedzieć coś wyjątkowegoekspozycja projekcyjnaKlasyfikacja:

Dwa najważniejsze parametry ekspozycji to:

1. Energia ekspozycji (Energia)

2. Skupienie

Jeśli energia i ogniskowa nie są odpowiednio ustawione, uzyskanie grafiki o wymaganej rozdzielczości i rozmiarze jest niemożliwe. Oznacza to, że kluczowe wymiary grafiki przekraczają wymagany zakres.

7.rozwój

Dodanie wywoływacza po procesie naświetlania powoduje rozpuszczenie w wywoływaczu obszarów światłoczułych fotorezystu pozytywowego i nieświatłoczułych fotorezystu negatywowego. Po zakończeniu tego kroku możliwe jest uwidocznienie wzoru na warstwie fotorezystu. Aby poprawić rozdzielczość, niemal każdy rodzaj fotorezystu zawiera specjalny wywoływacz, który zapewnia wysoką jakość wywoływania.

Proces wywoływania przekształca recesywny wzór utworzony podczas naświetlania w dominujący wzór z fotorezystem i bez niego, który może być użyty jako maska ​​w kolejnym etapie przetwarzania. Podczas wywoływania przeprowadzany jest proces selektywnego rozpuszczania, a najważniejszy jest stosunek szybkości rozpuszczania (DR) między obszarem naświetlonym a nienaświetlonym. Komercyjny film pozytywowy charakteryzuje się współczynnikiem DR większym niż 1000, szybkością rozpuszczania 3000 nm/min w obszarze naświetlonym i zaledwie kilkoma nm/min w obszarze nienaświetlonym.

Obecnie rozwijane są dwie metody, jedna torozwój na mokro, który jest szeroko stosowany w układach scalonych i mikroobróbce, drugi toRozwój suchy.

a. Rozwój całych płytek krzemowych metodą zanurzeniową (rozwój partii).

Wady: wysokie zużycie wywoływacza; słaba jednorodność wywoływacza;

b. Ciągłe natryskiwanie/natryskiwanie z automatycznym obrotem. Jedna lub więcej dysz natryskuje roztwór wywoływacza na powierzchnię płytki krzemowej, podczas gdy płytka obraca się z niską prędkością (100 do 500 obr./min). Wzór natrysku dyszy i prędkość obrotowa płytki to kluczowe parametry regulacji, pozwalające uzyskać powtarzalność szybkości rozpuszczania i jednorodność od płytki do płytki.

c. Kałuża (wywoływanie kałużowe). Spryskać powierzchnię płytki odpowiednią ilością (ale nie za dużo, aby zminimalizować wilgotność tylnej powierzchni) wywoływacza, aby utworzyć kałużę (utrzymywać niski przepływ wywoływacza, aby zminimalizować wahania szybkości wywoływania krawędzi). Płytka krzemowa jest unieruchamiana lub obracana powoli. Zazwyczaj stosuje się wielokrotne nakładanie powłoki wywoływacza: nałożyć po raz pierwszy, przytrzymać przez 10 do 30 sekund i usunąć; nałożyć po raz drugi, przytrzymać i usunąć. Następnie spłukać wodą dejonizowaną (aby usunąć wszystkie substancje chemiczne z obu stron płytki) i odwirować. Zalety: mniejsze dozowanie wywoływacza; równomierne wywoływanie płytki krzemowej; zminimalizowany gradient temperatury.

Deweloper:

a. Wywoływacz fotorezystu pozytywowego. Poziom wywoływacza w kleju pozytywowym to alkaliczny roztwór wodny. KOH i NaOH zazwyczaj nie są używane w produkcji układów scalonych, ponieważ wprowadzają zanieczyszczenie jonami ruchomymi (MIC, Movable Ion Contamination). Najpopularniejszym wywoływaczem żelowym jest wodorotlenek tetrametyloamoniowy (TMAH) (standardowe stężenie równoważne wynosi 0.26, temperatura 15~250°C). Kwas karboksylowy powstaje podczas naświetlania fotorezystu w linii I. Zasada i kwas w wywoływaczu TMAH neutralizują naświetlony fotorezyst w wywoływaczu, podczas gdy nienaświetlony fotorezyst nie ma żadnego wpływu; żywica fenolowa zawarta w chemicznie wzmacnianym fotorezyście (CAR, Chemical Amplified Resist) występuje w postaci PHS. Kwas generowany przez PAG w CAR usuwa grupę ochronną (t-BOC) z PHS, umożliwiając szybkie rozpuszczenie PHS w wywoływaczu TMAH. Podczas całego procesu wywoływania TMAH nie reagował z PHS.

b. Wywoływacz fotorezystu negatywowego. Ksylen. Płyn czyszczący to octan butylu, etanol lub trichloroetylen.

rozwijanieFAQ:

a. Niepełny rozwój. Na powierzchni pozostaje fotorezyst. Spowodowane niewystarczającą ilością wywoływacza;

b. W trakcie realizacji. Rozwinięte ściany boczne nie są pionowe, co jest spowodowane niewystarczającym czasem realizacji;

c. Nadmierne wywoływanie. Fotorezyst znajdujący się blisko powierzchni jest nadmiernie rozpuszczany przez wywoływacz, tworząc schodki. Czas wywoływania jest zbyt długi.

8.Twarde pieczenie

Po zakończeniu wywoływania rezystu, wzór jest zasadniczo określony, ale właściwości fotorezystu muszą być bardziej stabilne. Można to osiągnąć poprzez suszenie, zwane również utwardzaniem. Podczas tego procesu, obróbka w wysokiej temperaturze może być stosowana w celu usunięcia pozostałości rozpuszczalnika z fotorezystu, zwiększenia przyczepności fotorezystu do powierzchni płytki krzemowej oraz poprawy odporności fotorezystu na trawienie w kolejnych procesach trawienia i implantacji jonów. Ponadto fotorezyst mięknie w wysokich temperaturach i tworzy stan stopiony podobny do szkła w wysokich temperaturach. Wygładza to powierzchnię fotorezystu pod wpływem napięcia powierzchniowego i redukuje defekty (takie jak porów) w warstwie fotorezystu, korygując w ten sposób profil krawędzi wzoru fotorezystu.

Cała próbka jest poddawana działaniu plazmy O₂ w celu usunięcia ewentualnych niepożądanych pozostałości po wywołaniu, co nazywa się odszumowywaniem. Szczególnie w przypadku kleju negatywowego, ale także pozytywowego, po wywołaniu na powierzchni styku kleju z podłożem pozostaje cienka warstwa polimeru. Problem ten jest poważniejszy w przypadku struktur o grubości mniejszej niż 1 μm lub o dużym stosunku głębokości do szerokości. Oczywiście, pozostała grubość kleju również zmniejszy się podczas procesu odszumowywania, ale wpływ nie będzie zbyt duży.

Wreszcie, przed wytrawianiem lub nakładaniem powłoki, konieczne jest intensywne wygrzewanie w celu usunięcia resztek wywoływacza i wody, a także wyżarzanie w celu poprawy połączenia międzywarstwowego dzięki penetracji i rozszerzalności podczas procesu wywoływania. Jednocześnie zwiększa się twardość kleju i poprawia odporność na trawienie. Temperatura intensywnego wygrzewania wynosi zazwyczaj 120 stopni Celsjusza lub więcej, a czas trwania wynosi około 20 minut. Głównym ograniczeniem jest to, że wysokie temperatury mogą degradować krawędzie wzoru i utrudniać jego usunięcie po wytrawieniu.

Metoda: Płyta grzewcza, 100~1300C (nieco wyższa od temperatury zeszklenia Tg), 1~2 minuty.

Cel:

a. Całkowicie odparuj rozpuszczalnik z fotorezystu (aby uniknąć zanieczyszczenia środowiska, w którym następnie będzie implantowana jonami; na przykład azot w fotorezyście z żywicy fenolowej DNQ spowoduje lokalne pęknięcie fotorezystu);

b. Twarda powłoka poprawiająca zdolność fotorezystu do ochrony dolnej powierzchni podczas implantacji jonów lub trawienia;

c. Dalsze zwiększenie przyczepności pomiędzy fotorezystem a powierzchnią płytki krzemowej;

d. Dalsze zmniejszenie efektu fali stojącej.

FAQ:

a. Niedogrzewanie. Osłabia wytrzymałość fotorezystu (odporność na trawienie i blokowanie implantacji jonów); zmniejsza zdolność wypełniania szczelin w otworze igły; zmniejsza przyczepność do podłoża.

b. Przegrzanie. Powoduje to rozpływ fotorezystu, co zmniejsza dokładność wzoru i pogarsza rozdzielczość. Dodatkowo, do utwardzania folii można użyć głębokiego ultrafioletu (DUV, Deep Ultra-Violet). Żywica fotorezystu pozytywowego jest usieciowana, tworząc cienką, twardą powłokę, co zwiększa stabilność termiczną fotorezystu. W kolejnych procesach trawienia plazmowego i implantacji jonów (125–2000°C) redukcja rozdzielczości spowodowana przepływem fotorezystu w wysokiej temperaturze ulega zmniejszeniu.

9.Trawienie lub implantacja jonów

Trawienie to proces produkcji układów półprzewodnikowych, który wykorzystuje środki chemiczne do selektywnego usuwania określonych fragmentów osadzonej warstwy. Trawienie ma kluczowe znaczenie dla parametrów elektrycznych układu. W przypadku wystąpienia błędów podczas trawienia, płytka krzemowa zostanie zniszczona i będzie trudna do odzyskania, dlatego konieczna jest ścisła kontrola procesu. Każda warstwa układu półprzewodnikowego przechodzi przez wiele etapów trawienia.

Trawienie dzieli się na trawienie wiązką elektronów i fotolitografię. Fotolitografia stawia wysokie wymagania dotyczące płaskości materiału, dlatego wymaga wysokiego stopnia czystości. Jednak w przypadku trawienia wiązką elektronów, ze względu na wyjątkowo krótką długość fali elektronów, rozdzielczość jest znacznie lepsza niż w przypadku fotolitografii. Ponieważ nie jest wymagana maska, wymagania dotyczące płaskości nie są wysokie, ale trawienie wiązką elektronów jest powolne, a sprzęt drogi.

W większości etapów trawienia fragmenty górnej warstwy płytki są chronione „maską”, której nie można wytrawić, co pozwala na selektywne usunięcie określonych fragmentów warstwy. W niektórych przypadkach materiał maski jest fotorezystywny, co jest podobne do zasady stosowanej w fotolitografii. W innych przypadkach maska ​​trawiąca musi być odporna na działanie określonych substancji chemicznych, a do jej stworzenia można użyć azotku krzemu.

Implantacja jonów to metoda techniczna polegająca na przyspieszaniu określonych jonów w polu elektrycznym, a następnie osadzaniu ich w innym materiale stałym. Zastosowanie tej technologii może zmieniać właściwości fizyczne i chemiczne materiałów stałych i jest obecnie szeroko stosowane w produkcji urządzeń półprzewodnikowych oraz w badaniach nad niektórymi materiałami. Implantacja jonów może powodować przemiany jądrowe lub zmieniać strukturę krystaliczną niektórych materiałów stałych.

10.Usuwanie fotorezystu

Główną funkcją fotorezystu jest ochrona części podłoża znajdującej się pod fotorezystem podczas obróbki chemicznej lub mechanicznej całego obszaru. Dlatego po zakończeniu powyższego procesu fotorezyst należy całkowicie usunąć. Ten etap nazywa się usuwaniem kleju. Tylko fotorezysty odporne na wysokie temperatury, takie jak poliimidy światłoczułe, mogą pozostać na urządzeniu jako warstwa pośrednia lub buforowa.

Aby uniknąć uszkodzenia obrabianej powierzchni, należy stosować łagodne metody chemiczne w niskich temperaturach. Zastosowanie fal ultradźwiękowych może również poprawić skuteczność złuszczania. Niektóre znane metody usuwania powłoki nie nadają się do powierzchni metalowych, takich jak aluminium, ze względu na ryzyko korozji; w takim przypadku najpierw stosuje się ozon lub plazmę tlenową (spopielanie). Plazmy te sprawdzają się również jako stripery fotolitograficzne do powierzchni innych niż aluminium, jednak uszkodzenie powierzchni urządzenia nadal stanowi problem, który należy rozwiązać.

Po wytrawieniu lub implantacji jonów fotorezyst nie jest już potrzebny jako warstwa ochronna i można go usunąć. Metody usuwania kleju klasyfikuje się następująco:

Usuwanie kleju na mokro

Usuwanie rozpuszczalników organicznych: Do usuwania fotorezystu należy używać rozpuszczalników organicznych

Rozpuszczalnik nieorganiczny: Przy użyciu rozpuszczalników nieorganicznych pierwiastek węglowy w fotorezyście, będący materią organiczną, zostaje utleniony do dwutlenku węgla, a następnie usunięty.

Usuwanie fotorezystu na sucho: usuwanie fotorezystu za pomocą plazmy

Oprócz tych głównych procesów często stosuje się pewne procesy pomocnicze, takie jak równomierne trawienie na dużym obszarze w celu zmniejszenia grubości podłoża lub proces usuwania nierówności krawędzi itp. Zazwyczaj podczas produkcji układów scalonych półprzewodnikowych lub innych komponentów podłoże musi zostać poddane wielokrotnej fotolitografii.

Powyższe kroki to etapy fotolitografii. Niniejszym je dla wszystkich zbieram. Mam nadzieję, że mnie poprawisz.

Zastrzeżenie: Niniejszy artykuł pochodzi z publikacji „Semiconductor Industry Observation”. Artykuł ten przedstawia wyłącznie osobiste poglądy autora i nie reprezentuje poglądów Sacco Micro ani branży. Jest on przeznaczony wyłącznie do przedruku i udostępniania w celu ochrony praw własności intelektualnej. Prosimy o podanie oryginalnego źródła i autora przedruku. W przypadku naruszenia prosimy o kontakt w celu usunięcia artykułu.

Numer telefonu firmy: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Menedżer Li

QQ: 332496225 Menedżer Qiu

Adres: Pokój 809, Budynek C, Budynek Technologii Zhantao, nr 1079 Minzhi Avenue, Nowa Dzielnica Longhua, Shenzhen