Entegre devrelerin üretim sürecinde önemli bir bağlantı noktası vardır—LitografiTam da bu nedenle, küçük çipler üzerinde fonksiyonlar uygulayabiliyoruz. Modern gravür teknolojisinin kökeni 190 yıl öncesine dayanmaktadır. 1822'de, çeşitli malzemeler üzerinde ışıkla deneyler yaptıktan sonra, Fransız Nicephore Niepce, yağlı kağıda kazınmış bir izlenimi (deseni) kopyalamaya çalışmaya başladı. Yağlı kağıdı bir cam slayt üzerine yerleştirdi ve cam slayt, bitkisel yağda çözülmüş asfaltla kaplandı. 2 veya 3 saat güneş ışığına maruz kaldıktan sonra, ışığı ileten kısımdaki asfalt belirgin şekilde sertleşirken, opak kısımdaki asfalt hala yumuşaktı ve reçine ve bitkisel yağ karışımıyla yıkanabiliyordu. Niepce, 1827'de güçlü bir asitle bir cam levhayı aşındırarak Piskopos d'Amboise'nin gravürünün bir kopyasını üretti.

Niepce'nin icadından 100 yıldan fazla bir süre sonra, II. Dünya Savaşı sırasında, ilk kez baskılı devre kartları, yani plastik levhalar üzerine bakır devreler yapmak için kullanıldı. 1961 yılına gelindiğinde, fotolitografi, o zamanlar 5 µm çözünürlükle, silikon üzerinde çok sayıda küçük transistör üretmek için kullanılıyordu. Günümüzde, görünür ışık litografisine ek olarak, X-ışını ve yüklü parçacık kazıma gibi daha yüksek çözünürlüklü yöntemler ortaya çıkmıştır.

Wikipedia tanımına göre, fotolitografi olarak adlandırılan işlem, yarı iletken cihaz üretim sürecinde önemli bir adımdır. Bu adımda, pozlama ve geliştirme yöntemleri kullanılarak fotorezist tabakası üzerinde geometrik yapılar oluşturulur ve ardından fotomask üzerindeki desen, aşındırma işlemiyle alt tabakaya aktarılır. Burada bahsedilen alt tabaka sadece silikon levhaları değil, SOS'ta cam ve safir gibi diğer metal katmanları ve dielektrik katmanları da içerebilir.

fotolitografikTemel prensiplerFotorezistin (veya fotorezistin) özelliklerini kullanarak, ışığa maruz kaldıktan sonra fotokimyasal reaksiyon sonucu korozyon direnci oluşturur ve maske üzerindeki desen, işlenecek yüzeye kazınır.

Litografi prensibinin amacı

Litografi basit bir işlem değildir, birçok aşamadan geçer:

fotolitografi süreci

Fotolitografi sürecini detaylı olarak tanıyalım:

1.Gofret Temizliği

Silikon levhaların temizlenmesinin amacı, kirleticileri ve parçacıkları gidermek, iğne deliği ve diğer kusurları azaltmak ve fotorezist yapışmasını iyileştirmektir.

Basit adımlar:Kimyasal temizlik - durulama - kurutma.

Silikon levhalar farklı işlemlerden geçirildikten sonra yüzeyleri ciddi şekilde kirlenir. Genel olarak, silikon levhaların yüzeyindeki kirlilik kabaca üç kategoriye ayrılabilir:

A. Organik safsızlıklarla kirlenme:Organik reaktiflerin çözünmesi ve ultrasonik temizleme teknolojisi yoluyla giderilebilir.

Kaldır.

B. Parçacık kirliliği:Fiziksel yöntemler kullanılarak mekanik fırçalama veya ultrasonik temizleme teknolojisi ile partikül boyutu ≥ 0.4 μm olan partiküller uzaklaştırılabilir ve megasonik dalgalar kullanılarak partikül boyutu ≥ 0.2 μm olan partiküller uzaklaştırılabilir.

C. Metal iyonu kirliliği:Kirliliğin temizlenmesi için kimyasal yöntemler kullanılmalıdır. Silikon levhaların yüzeyinde iki ana metal kirlilik kategorisi bulunmaktadır:

?? 

a. Bir türü, kirletici iyonların veya atomların dağılması ve adsorpsiyon yoluyla silikon levhanın yüzeyine yapışmasıdır.

b. Diğer tür ise pozitif yüklü metal iyonlarının elektron alması ve ardından silikon levhanın yüzeyine bağlanmasıdır (örneğin "elektrokaplama").

silikon cilalı levhaKimyasal temizliğin amacı bu kirliliği gidermektir.Genel olarak, kirliliği temizlemek ve gidermek için aşağıdaki yöntemler kullanılabilir.

? 

a. Silikon yüzeyine yapışmış metal iyonlarının "elektrokaplama" yoluyla metale oksitlenmesini, temizleme çözeltisinde çözünmesini veya silikon levha yüzeyine adsorbe edilmesini sağlamak için güçlü bir oksitleyici madde kullanın. 

? ?

b. Silikon levhanın yüzeyine yapışmış metal iyonlarının yerine zararsız, küçük çaplı, güçlü pozitif iyonlar (örneğin H+) kullanın ve bunları temizleme çözeltisinde çözün.

? ?

c. Çözeltideki metal iyonlarını gidermek için ultrasonik temizleme işleminde bol miktarda deiyonize su kullanın.

??

1970 yılında Amerikan RCA Laboratuvarı tarafından önerilen daldırma RCA kimyasal temizleme işlemi, o zamandan beri yaygın olarak kullanılmaktadır. 1978 yılında RCA Laboratuvarı ayrıca megasonik temizleme işlemini de başlattı. Son yıllarda, RCA temizleme teorisine dayalı çeşitli temizleme teknolojileri sürekli olarak geliştirilmiştir; örneğin: Amerikan FSI Şirketi santrifüj püskürtmeli kimyasal temizleme teknolojisini, Amerikan orijinal CFM Şirketi tam akışlı sistemler kapalı taşma temizleme teknolojisini, Amerikan VERTEQ Şirketi daldırma ve kapalı tip arasında bir kimyasal temizleme teknolojisini (örneğin Goldfinger Mach2 temizleme sistemi), Amerikan SSEC şirketinin çift taraflı sassafras temizleme teknolojisini (örneğin M3304 DSS temizleme sistemi), Japonya'nın kimyasal içermeyen dielektrik iyonize su temizleme teknolojisini (dielektrik ultra saf iyonize su ile temizleme), cilalı wafer yüzey temizleme teknolojisini yeni bir seviyeye taşıyan HF/O3 bazlı silikon wafer kimyasal temizleme teknolojisini tanıtmıştır.

2.Ön pişirme ve astar buharı 

Fotorezist çözücü içerdiğinden, fotorezistle kaplanmış silikon levhanın şu şekilde olması gerekir:Yaklaşık 80 dereceSilikon levhaların nemden arındırılarak fırınlanması, levha yüzeyindeki nemi giderebilir ve fotorezist ile yüzey arasındaki yapışmayı artırabilir; bu işlem genellikle yaklaşık 100°C'de yapılır. Bu işlem, astar uygulamasıyla birlikte gerçekleştirilir.

Astar kaplama, fotorezist (PR) ile gofret yüzeyi arasındaki yapışmayı artırır. Yaygın olarak kullanılan yöntemler: (HMDS) heksametildisilamin, PR döndürme kaplamasından önce HMDS buhar kaplaması, PR kaplamasından önce gofretlerin soğutma plakalarıyla soğutulması.

Ön pişirme ve astar buhar uygulaması

3.Fotorezist Kaplama

Fotorezist kaplama için olağan adımlar, fotorezist kaplamadan önce 900-1100 derece sıcaklıkta ıslak oksidasyondur. Oksit tabakası, ıslak aşındırma veya B implantasyonu için maske görevi görebilir. Fotolitografi işleminin ilk adımı olarak, genellikle fotorezist olarak bilinen, UV ışığına duyarlı organik bir polimer bileşiğinin ince bir tabakası numune yüzeyine (SiO2) uygulanır. İlk olarak, fotorezist kabından çıkarılır ve yapıştırıcı kaplama makinesine yerleştirilen numunenin yüzeyine damlatılır (numune, vakum negatif basıncı ile numune tablasına sabitlenir). Daha sonra numune yüksek hızda döndürülür ve dönüş hızı, yapıştırıcının viskozitesi ve istenen yapıştırıcı kalınlığına göre belirlenir. Bu kadar yüksek hızlarda, yapıştırıcı merkezkaç kuvvetinin etkisiyle kenarlara doğru akar.

Yapıştırma işlemiBu, grafik dönüştürme sürecindeki ilk ve önemli adımdır. Yapıştırıcının kalitesi, işlenmiş cihazın kusur yoğunluğunu doğrudan etkiler. Çizgi genişliğinin tekrarlanabilirliğini ve sonraki geliştirme süresini sağlamak için, aynı numunenin yapıştırıcı kalınlığının homojenliği ve farklı numuneler arasındaki yapıştırıcı kalınlığının tutarlılığı ±5 nm'yi (1.5 µm yapıştırıcı kalınlığı için ±0.3%) geçmemelidir.

Fotorezistin hedef kalınlığının belirlenmesinde esas olarak rezistin kimyasal özellikleri ve kopyalanacak desendeki çizgilerin ve boşlukların inceliği dikkate alınır. Çok kalın yapıştırıcı, kenar kaplamasına veya bağlantısına, tepecikli veya alan benzeri yapıştırıcı görünümüne ve verimde azalmaya neden olur. MEMS'te, yapıştırıcı kalınlığı (fırınlamadan sonra) 0.5-2 µm arasındadır ve özel mikro yapı üretiminde, yapıştırıcı kalınlığının bazen 1 cm civarında olması beklenir. İkinci durumda, spin kaplama, dökme yapıştırıcı veya plazma yapıştırıcı polimerizasyonu gibi yöntemlerle değiştirilir. Geleneksel fotorezist kaplama işleminin optimizasyonu, yapıştırıcı damlama hızı, yapıştırıcı damlama miktarı, dönüş hızı, ortam sıcaklığı ve nemi vb. faktörleri dikkate almalıdır. Bu faktörlerin kararlılığı çok önemlidir.

Burada kısaca açıklayayım, fotorezistin ana bileşenleri polimer (reçine), duyarlılaştırıcı ve çözücüdür. Polimerin yapısı ışınlandığında değişir, çözücü onun dışarı atılmasını sağlar ve numunenin yüzeyinde ince bir film oluşur, duyarlılaştırıcı ise polimerik fazın kimyasal reaksiyonunu kontrol eder. Duyarlılaştırıcı içermeyen fotorezistlere bazen tek bileşenli sistemler, duyarlılaştırıcı içerenlere ise ikili sistemler denir. Çözücüler veya diğer katkı maddeleri genellikle hesaplamaya dahil edilmez çünkü fotorezistin fotokimyasal reaksiyonuna doğrudan katılmazlar.

Fotorezistler, farklı özelliklerine göre şu şekilde sınıflandırılabilir:Pozitif yapıştırıcıhem deNegatif yapıştırıcı.      

Proses geliştirmenin ilk dönemlerinde, negatif yapıştırıcı her zaman fotolitografi sürecine hakim olmuştur. VLSI IC'lerin ve 2-5 mikron desen boyutunun ortaya çıkmasıyla, negatif yapıştırıcı artık gereksinimleri karşılayamaz hale geldi. Daha sonra pozitif yapıştırıcı ortaya çıktı, ancak pozitif yapıştırıcının dezavantajı zayıf yapışma yeteneğidir.

Pozitif yapıştırıcı kullanmak, basit bir desen çevirme işlemi olmayan maskenin polaritesinin değiştirilmesini gerektirir. Maske iki farklı fotorezist ile birleştirildiği için, wafer yüzeyinde fotolitografi ile elde edilen boyutlar farklıdır. Desen etrafındaki ışığın kırınım etkisi nedeniyle, negatif maske ve parlak alan maskesinin fotorezist tabakası üzerinde birleştirilmesiyle elde edilen desen boyutu, maske üzerindeki desen boyutundan daha küçüktür. Pozitif direnç ve karanlık alan maskesinin birleştirilmesi, fotorezist tabakası üzerindeki desen boyutunu artıracaktır.

Fotorezist kaplama

4.Yumuşak Pişirme

Fotorezist uygulandıktan sonra, yumuşak bir kurutma işlemi gereklidir. Bu adıma ön pişirme de denir. Ön pişirme, fotorezistteki çözücüyü buharlaştırarak kaplanmış fotorezisti inceltebilir.

Sıvı fotorezistte çözücü bileşenler %65-85 oranındadır. Yapıştırıcı çıkarıldıktan sonra sıvı fotorezist katı bir film haline gelse de, %10-30 oranında çözücü kalır ve bu da tozla kolayca kirlenir. Daha yüksek bir sıcaklıkta fırınlama işlemiyle, çözücü fotorezistten buharlaştırılabilir (ön fırınlamadan sonra çözücü içeriği yaklaşık %5'e düşer), böylece toz kirlenmesi azaltılır. Aynı zamanda, bu adım yüksek hızlı dönmeden kaynaklanan film gerilimini de azaltarak fotorezist alt tabakasına yapışmayı iyileştirir.

Ön pişirme işlemi sırasında, çözücünün buharlaşması nedeniyle fotorezistin kalınlığı da incelir. Genellikle fotorezistin kalınlığı yaklaşık %10-20 civarındadır.

Pişirme Sistemleri

5.hiza

Fotolitografi hizalama teknolojisi, pozlamadan önce önemli bir adımdır. Fotolitografinin üç temel teknolojisinden biri olan hizalama doğruluğunun, genellikle en küçük çizgi genişliği boyutunun 1/7 ila 1/10'u kadar olması gerekir. Fotolitografinin çözünürlüğü arttıkça, hizalama doğruluğu gereksinimleri de giderek artmaktadır. Örneğin, 45 μm'lik bir çizgi genişliği boyutu için hizalama doğruluğu gereksinimi yaklaşık 5 μm'dir.

Litografi çözünürlüğündeki gelişmelerin etkisiyle, hizalama teknolojisi de hızlı ve çeşitli bir gelişim göstermiştir. Hizalama prensipleri ve işaret yapılarının sınıflandırılması açısından bakıldığında, hizalama teknolojisi, video görüntü hizalaması, binoküler mikroskop hizalaması vb. gibi projeksiyon litografisindeki erken geometrik görüntüleme hizalama yöntemlerinden, daha sonraki bölge plakası hizalama yöntemlerine, girişim yoğunluğu hizalamasına, lazer heterodin girişimine ve moiré saçak hizalama yöntemlerine kadar evrim geçirmiştir. Hizalama sinyalleri açısından ise, esas olarak işaretli mikroskobik görüntü hizalaması, ışık yoğunluğu bilgisine dayalı hizalama ve faz bilgisine dayalı hizalama yöntemlerini içermektedir.

Hizalama kuralı şudur: İlk fotolitografi işleminde, şekilde gösterildiği gibi, maskenin Y eksenini plakanın düz kenarıyla 90º açı yapacak şekilde hizalayın. Sonraki maskelerin tümü, hizalama işaretleri kullanılarak önceki desenli maskeyle hizalanır. Hizalama işareti, her çip deseninin kenarına dağıtılmış özel bir desendir (resme bakınız). Fotolitografi işleminden sonra, hizalama işaretleri çip yüzeyinde kalıcı olarak kalır ve bir sonraki hizalama için kullanılabilir.

Hizalama yöntemişunları içerir:

a. Ön hizalama, silikon levha üzerindeki çentik veya düz yüzey üzerinden otomatik lazer hizalama

b. Kesme oluğunda bulunan hizalama işareti aracılığıyla. Ayrıca, katmanlar arası hizalama, yani üst üste bindirme doğruluğu, grafiklerin silikon levha üzerindeki mevcut grafiklerle hizalanmasını sağlar.

6.Maruz kalma

Bu adımda, alt tabakayı kaplayan fotorezist, belirli bir dalga boyundaki ışıkla seçici olarak aydınlatılır. Fotorezist içindeki fotosensitizatör, fotokimyasal bir reaksiyona girerek, pozitif fotorezistin aydınlatıldığı alanın (ışığa duyarlı alan) ve negatif fotorezistin aydınlatılmadığı alanın (ışığa duyarlı olmayan alan) kimyasal bileşiminin değişmesine neden olur. Kimyasal bileşimi değişen bu alanlar, bir sonraki adımda özel bir geliştirici içinde çözülebilir.

Işığa maruz kaldıktan sonra, pozitif fotorezist içindeki ışığa duyarlı madde DQ, fotokimyasal bir reaksiyona girerek ketene dönüşür ve bu da daha sonra inden-karboksilik asit (CA) oluşturmak üzere hidrolize edilir. Karboksilik asidin alkali bir çözücüdeki çözünürlüğü, fotorezistin ışığa duyarlı olmayan kısmına göre yaklaşık 100 kat daha yüksektir. Oluşan karboksilik asit ayrıca fenolik reçinenin çözünmesini de teşvik eder. Işığa duyarlı ve ışığa duyarlı olmayan fotorezistlerin alkali çözücülerdeki farklı çözünürlüklerinden yararlanılarak maske deseni aktarılabilir.

maruz kalma yöntemişunları içerir:

a. Temaslı baskı (Contact Printing) maskesi, fotorezist tabakasıyla doğrudan temas halindedir.

b. Yakınlık Baskısı: Maske plakası ve fotorezist tabakası yaklaşık 10 ila 50 μm kadar hafifçe ayrılmıştır.

c. Projeksiyon Baskı. Pozlama elde etmek için maske ile fotorezist arasına bir mercek yerleştirilerek ışık odaklanır.

d. Stepper

Burada özel bir şey söylememe izin verin.projeksiyon pozlamasısınıflandırma:

Maruz kalmada en önemli iki parametre şunlardır:

1. Maruz kalınan enerji (Enerji)

2.Odaklanmak

Enerji ve odak uzaklığı doğru şekilde ayarlanmazsa, istenen çözünürlük ve boyutta grafikler elde edilemez. Bu, grafiğin temel boyutlarının gerekli aralığı aştığını gösterir.

7.geliştirme

Pozlama işleminden sonra geliştirici eklenerek, pozitif fotorezistin ışığa duyarlı bölgeleri ve negatif fotorezistin ışığa duyarlı olmayan bölgeleri geliştirici içinde çözülür. Bu adım tamamlandıktan sonra, fotorezist katmanındaki desen ortaya çıkarılabilir. Çözünürlüğü artırmak için, neredeyse her tür fotorezist, yüksek kaliteli geliştirme sonuçları sağlamak üzere özel bir geliştiriciye sahiptir.

Geliştirme işlemi, pozlama işlemi sırasında oluşan baskın olmayan deseni, fotorezistli veya fotorezistsiz olarak baskın bir desene dönüştürür ve bu desen, bir sonraki işlem adımı için maske olarak kullanılabilir. Geliştirme işleminde gerçekleştirilen şey, seçici çözünme işlemidir ve en önemli şey, pozlanmış alan ile pozlanmamış alan arasındaki çözünme hızı (DR) oranıdır. Ticari pozitif film, pozlanmış alanda 1000'den büyük bir DR oranına, 3000 nm/dk'lık bir çözünme hızına ve pozlanmamış alanda ise sadece birkaç nm/dk'lık bir çözünme hızına sahiptir.

Şu anda geliştirilmekte olan iki yöntem var, bunlardan biri...ıslak gelişimEntegre devrelerde ve mikro işleme alanında yaygın olarak kullanılan bir diğeri ise şudur:Kuru gelişim.

a. Tüm kutu silikon levha daldırma yöntemiyle geliştirme (Toplu Geliştirme).

Dezavantajları: yüksek geliştirici maliyeti; geliştirme süreçlerinde düşük homojenlik;

b. Sürekli Püskürtme Geliştirme/Otomatik Döndürme Geliştirme. Silikon levha düşük hızda (100 ila 500 rpm) dönerken, bir veya daha fazla püskürtme ucu silikon levhanın yüzeyine geliştirici çözelti püskürtür. Püskürtme ucu deseni ve levha dönüş hızı, çözünme hızının tekrarlanabilirliğini ve levhadan levhaya homojenliği sağlamak için önemli ayar parametreleridir.

c. Püskürtme (püskürtme geliştirme). Püskürtme şeklini oluşturmak için silikon gofret yüzeyine yeterli miktarda (ancak arka yüzey nemini en aza indirecek kadar fazla değil) geliştirici püskürtün (kenar geliştirme hızı varyasyonlarını azaltmak için geliştirici akışını düşük tutun). Silikon gofret sabitlenir veya yavaşça döndürülür. Genellikle, geliştiricinin birden fazla döndürme kaplaması kullanılır: ilk kez uygulayın, 10 ila 30 saniye bekletin ve çıkarın; ikinci kez uygulayın, bekletin ve çıkarın. Ardından deiyonize su ile durulayın (gofretin her iki tarafındaki tüm kimyasalları çıkarmak için) ve döndürerek kurutun. Avantajları: daha az geliştirici dozu; silikon gofretin düzgün geliştirilmesi; minimum sıcaklık gradyanı.

Geliştirici:

a. Pozitif fotorezist geliştirici. Pozitif yapıştırıcının geliştirici seviyesi alkali sulu çözeltidir. KOH ve NaOH, hareketli iyon kontaminasyonuna (MIC, Movable Ion Contamination) neden olacağından, genellikle IC üretiminde kullanılmaz. En yaygın pozitif jel geliştirici tetrametilamonyum hidroksittir (TMAH) (standart eşdeğer konsantrasyon 0.26, sıcaklık 15~250°C). I-hattı fotorezist pozlaması sırasında karboksilik asit oluşur. TMAH geliştiricisindeki alkali ve asit, geliştirici içindeki pozlanmış fotorezisti nötralize ederken, pozlanmamış fotorezist üzerinde hiçbir etkisi yoktur; kimyasal olarak güçlendirilmiş fotorezistte (CAR, Chemical Amplified Resist) bulunan fenolik reçine, PHS formundadır. CAR'daki PAG tarafından üretilen asit, PHS'deki koruyucu grubu (t-BOC) uzaklaştırarak PHS'nin TMAH geliştiricisinde hızla çözünmesini sağlar. Tüm geliştirme süreci boyunca TMAH, PHS ile reaksiyona girmez.

b. Negatif fotorezist geliştirici: ksilen. Temizleme sıvısı bütil asetat, etanol veya trikloretilendir.

gelişenSSS:

a. Tamamlanmamış Geliştirme. Fotorezist yüzeyde kalmıştır. Yetersiz geliştirici kullanımından kaynaklanır;

b. Geliştirme Aşamasında. Geliştirilen yan duvarlar, yetersiz geliştirme süresi nedeniyle dikey değildir;

c. Aşırı Geliştirme. Yüzeye yakın fotorezist, geliştirici tarafından aşırı derecede çözülerek basamaklar oluşturur. Geliştirme süresi çok uzundur.

8.Sert Fırın

Fotorezist geliştirme işlemi tamamlandıktan sonra, desen temel olarak belirlenmiş olur, ancak fotorezistin özelliklerinin daha kararlı hale getirilmesi gerekir. Bu, sertleştirme olarak da bilinen sert kurutma işlemiyle sağlanabilir. Bu işlem sırasında, fotorezistte kalan çözücüyü uzaklaştırmak, fotorezistin silikon gofret yüzeyine yapışmasını artırmak ve sonraki aşındırma ve iyon implantasyon işlemlerinde fotorezistin aşındırma direncini iyileştirmek için yüksek sıcaklık işlemi kullanılabilir. Ek olarak, fotorezist yüksek sıcaklıklarda yumuşar ve yüksek sıcaklıklarda cama benzer erimiş bir hal alır. Bu, yüzey gerilimi etkisi altında fotorezist yüzeyini düzleştirir ve fotorezist katmanındaki kusurları (örneğin iğne delikleri) azaltarak fotorezist deseninin kenar profilini düzeltir.

Geliştirme işleminden sonra olası istenmeyen kalıntıları gidermek için numunenin tamamı O2 plazmasıyla işlenir; bu işleme "kalıntı giderme" denir. Özellikle negatif yapıştırıcı için, ancak pozitif yapıştırıcı için de, geliştirme işleminden sonra orijinal yapıştırıcı-alt tabaka arayüzünde ince bir polimer tabakası kalır. Bu sorun, 1 µm'den küçük veya derinlik-genişlik oranı yüksek yapılarda daha ciddidir. Elbette, kalıntı giderme işlemi sırasında kalan yapıştırıcı kalınlığı da azalacaktır, ancak etkisi çok büyük olmayacaktır.

Son olarak, aşındırma veya kaplama işleminden önce artık geliştirici ve suyu uzaklaştırmak için sert fırınlama gereklidir ve geliştirme işlemi sırasında penetrasyon ve genleşme nedeniyle arayüz bağlama koşullarını iyileştirmek için tavlama gereklidir. Aynı zamanda, yapıştırıcının sertliği artırılır ve aşındırma direnci iyileştirilir. Sert fırınlama sıcaklığı genellikle 120 derece veya daha yüksek olup, süresi yaklaşık 20 dakikadır. Ana sınırlama, yüksek sıcaklıkların desen kenarlarını bozabilmesi ve aşındırma işleminden sonra çıkarılmasını zorlaştırabilmesidir.

Yöntem: Isıtma plakası, 100~1300°C (cam geçiş sıcaklığı Tg'den biraz daha yüksek), 1~2 dakika.

Amaç:

a. Fotorezist içindeki çözücüyü tamamen buharlaştırın (sonraki iyon implantasyon ortamını kirletmemek için; örneğin, DNQ fenolik reçine fotorezistindeki azot, fotorezistin yerel olarak patlamasına neden olur);

b. İyon implantasyonu veya aşındırma sırasında fotorezistin alt yüzeyi koruma yeteneğini geliştirmek için kullanılan sert film;

c. Fotorezist ile silikon gofret yüzeyi arasındaki yapışmayı daha da güçlendirmek;

d. Durağan dalga etkisini daha da azaltmak.

SSS:

a. Yetersiz pişirme. Fotorezistin dayanıklılığını zayıflatır (aşındırmaya karşı direnç ve iyon implantasyonunda bloke etme yeteneği); iğne deliği için boşluk doldurma yeteneğini azaltır; alt tabakaya yapışmayı azaltır.

b. Aşırı pişirme. Bu, fotorezistin akmasına neden olarak desen doğruluğunu azaltır ve çözünürlüğü kötüleştirir. Ayrıca, filmi sertleştirmek için derin ultraviyole (DUV, Deep Ultra-Violet) de kullanabilirsiniz. Pozitif fotorezist reçinesi çapraz bağlanarak ince bir yüzey sert kabuğu oluşturur ve bu da fotorezistin termal stabilitesini artırır. Daha sonraki plazma aşındırma ve iyon implantasyonu (125~2000°C) işlemlerinde, yüksek sıcaklıkta fotorezistin akmasından kaynaklanan çözünürlük azalması azaltılır.

9.Aşındırma veya iyon implantasyonu

Aşındırma, yarı iletken cihaz üretiminde, bir katmanın belirli kısımlarını seçici olarak uzaklaştırmak için kimyasal yöntemler kullanan bir işlemdir. Aşındırma, cihazın elektriksel performansı için çok önemlidir. Aşındırma işlemi sırasında hatalar meydana gelirse, silikon levha hurdaya çıkar ve kurtarılması zorlaşır; bu nedenle sıkı işlem kontrolü yapılmalıdır. Bir yarı iletken cihazın her katmanı birden fazla aşındırma işleminden geçer.

Aşındırma işlemi genel olarak elektron ışınlı aşındırma ve fotolitografi olmak üzere ikiye ayrılır. Fotolitografi, malzemenin düzgünlüğü konusunda yüksek gereksinimlere sahiptir, bu nedenle yüksek derecede temizlik gerektirir. Bununla birlikte, elektron ışınlı aşındırmada, elektronların dalga boyu son derece kısa olduğundan, çözünürlük fotolitografiye göre çok daha iyidir. Maske gerekmediği için düzgünlük gereksinimleri yüksek değildir, ancak elektron ışınlı aşındırma yavaş ve ekipman pahalıdır.

Çoğu aşındırma işleminde, yonga levhasının üst katmanının bazı kısımları aşındırılamayan bir "maske" ile korunur ve bu da katmanın belirli kısımlarının seçici olarak çıkarılmasına olanak tanır. Bazı durumlarda, maskenin malzemesi fotorezistiftir; bu, fotolitografide kullanılan prensibe benzer. Diğer durumlarda, aşındırma maskesinin belirli kimyasallara karşı dirençli olması gerekir ve bu tür bir "maske" oluşturmak için silikon nitrür kullanılabilir.

İyon implantasyonu, belirli iyonları bir elektrik alanında hızlandırıp daha sonra başka bir katı malzemenin içine yerleştiren teknik bir yöntemdir. Bu teknoloji, katı malzemelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirebilir ve günümüzde yarı iletken cihaz üretiminde ve bazı malzeme araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. İyon implantasyonu, nükleer dönüşümlere neden olabilir veya bazı katı malzemelerin kristal yapısını değiştirebilir.

10Fotorezistin kaldırılması

Fotorezistin temel işlevi, tüm alan kimyasal veya mekanik işleme süreçlerinden geçerken, fotorezistin altındaki alt tabaka kısmını korumaktır. Bu nedenle, yukarıdaki işlem tamamlandığında, fotorezist tamamen çıkarılmalıdır. Bu adıma yapıştırıcı çıkarma denir. Sadece ışığa duyarlı poliimidler gibi yüksek sıcaklıklarda kararlı olan fotorezistler, ara veya tampon kaplama olarak cihaz üzerinde bırakılabilir.

Yüzeye herhangi bir zarar gelmemesi için düşük sıcaklıklarda hafif kimyasal yöntemler kullanılmalıdır. Ultrasonik dalgaların uygulanması da soyma performansını artırabilir. Bazı bilinen soyma çözeltileri, korozyon sorunları nedeniyle alüminyum gibi metal yüzeylerde işe yaramaz; bu durumda önce ozon veya oksijen plazması (külleme) kullanılır. Bu plazmalar, alüminyum olmayan yüzeyler için fotolitografi soyucu olarak da başarılıdır, ancak cihaz yüzeyine zarar verme sorunu hala ele alınması gereken bir konudur.

Aşındırma veya iyon implantasyonundan sonra, fotorezist artık koruyucu bir tabaka olarak gerekli değildir ve çıkarılabilir. Yapıştırıcıyı çıkarma yöntemleri aşağıdaki gibi sınıflandırılır:

Islak tutkal sökme

Organik çözücü ile çıkarma: Fotorezisti çıkarmak için organik çözücüler kullanın.

İnorganik çözücü: Bazı inorganik çözücüler kullanılarak, organik bir madde olan fotorezistteki karbon elementi karbondioksite oksitlenir ve ardından uzaklaştırılır.

Kuru fotorezist sökme: fotorezisti çıkarmak için plazma kullanılması

Bu ana işlemlere ek olarak, alt tabakanın kalınlığını azaltmak için geniş bir alanda homojen aşındırma veya kenar düzensizliklerinin giderilmesi gibi bazı yardımcı işlemler de sıklıkla kullanılır. Genellikle, yarı iletken çipler veya diğer bileşenler üretilirken, bir alt tabakanın birden fazla kez fotolitografi işlemine tabi tutulması gerekir.

Yukarıda fotolitografi işleminin aşamaları yer almaktadır. Bunları herkes için derledim. Umarım beni düzeltebilirsiniz.

Yasal Uyarı: Bu makale "Yarı İletken Endüstrisi Gözlemi"nden alınmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve Sacco Micro ile sektörün görüşlerini yansıtmaz. Yalnızca fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemek amacıyla yeniden basım ve paylaşım için kullanılabilir. Yeniden basım için lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir ihlal durumunda, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.

Şirket telefon numarası: +86-0755-83044319
Faks: +86-0755-83975897
E-posta: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Yönetici Li

QQ: 332496225 Yönetici Qiu

Adres: Shenzhen, Longhua Yeni Bölgesi, Minzhi Caddesi No. 1079, Zhantao Teknoloji Binası, C Binası, Oda 809