РПЗ (Технология рентгенолитографии)
Описание файла
Документ из архива "Технология рентгенолитографии", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "электронные технологии (мт-11)" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "элионные технологии или тио" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "РПЗ"
Текст из документа "РПЗ"
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
Московский
ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции
и ордена Трудового Красного Знамени Государственный Технический Университет
имени Н. Э. Баумана
ФАКУЛЬТЕТ: Машиностроительные Технологии
КАФЕДРА: “Электронные технологии” МТ11
Расчетно-пояснительная записка
по курсовому проекту
«Технология рентгенолитографии»
Выполнил студент группы МТ11-81
Базиненков А. М.
Руководитель курсового проекта
Цветков Ю. Б.
Москва
2005 г.
Реферат
к курсовому проекту
Технология рентгенолитографии
Записка … стр., … рисунков, … таблица.
Ключевые слова:
РЕНТГЕНОЛИТОГРАФИЯ, Синхротронный источник излучения, МИКРОЗАЗОР, Степпер, система совмещения, спутник для полупроводниковых пластин, полный факторный эксперимент, пьезопривод.
Графические работы в объеме 5 листов выполнены на ПК с помощью программы АСКОН КОМПАС v.6+ и Corel 12. Записка выполнена с использованием среды Microsoft Word с применением MathCAD 11A Enterprise Edition.
Целью проекта является анализ технологии рентгенолитографии и в частности анализ вариантов установки совмещения и экспонирования (степпера) для реализации данной технологии.
Произведен технологический анализ изделий, получаемых при помощи процессов микролитографии, а также процесса LIGA, по критерию минимальный размер элемента.
Произведен анализ методов субмикронной литографии, а именно проекционной фотолитографии, ионной проекционной литографии, электронной литографии на примере SCALPEL и рентгенолитографии, и приведена их сравнительная характеристика.
Для технологии рентгенолитографии произведен расчет профилей распределения интенсивности на поверхности фоторезиста (рентгенорезиста), а также на основании расчета дано обоснование выбору величина микрозазора при рентгенолитографии.
Произведен анализ схем построения установок совмещения и экспонирования на основе отечественной литературы, а также на основе данных американского патентного агентства www.uspto.gov.
Сконструированы базовые элементы степпера: система совмещения, спутник для полупроводниковых пластин, а также пьезопривод точных перемещений.
Оглавление:
Реферат________________________________________________________
Оглавление_____________________________________________________
1. Введение__________________________________________________
2. Технологический анализ иделия_______________________________
3. Методы субмикронной микролитографии_______________________
3.1. Ионная проекционная литография__________________________
3.2. Электронная литография__________________________________
3.3. проекционная фотолитография_____________________________
3.4. Рентгенолитография______________________________________
3.5. Сравнение методов субмикронной микролитографии__________
3.6. LIGA-технология________________________________________
4. Технология рентгенолитографии______________________________
5. Влияние микрозазора на профиль распределения интенсивности___
6. Установка совмещения и экспонирования_______________________
7. Система совмещения_________________________________________
7.1. анализ методов совмещения для РЛС________________________
7.2. Интерферометрический метод совмещения___________________
8. Подложкодержатель_________________________________________
8.1. Анализ методов крепления п/п пластин______________________
8.2. Использование электрета в электростатических прижимах______
8.3. Планированный эксперимент_______________________________
8.4. Разработка спутника для п/п пластин________________________
9. Конструирование привода точных перемещений__________________
Заключение______________________________________________________
Библиография_____________________________________________________
1. Введение
В огромном арсенале современной техники особое место занимает группа технологий, предназначенных для формирования на поверхности изделий рельефов заданных размеров и формы. В отличие от методов объемной обработки (литье, пластическое деформирование, механическая обработка), технологии формирования поверхностных рельефов изначально предназначались главным образом для создания изделий - носителей информации.
Самыми древними объектами человеческой деятельности в этой области могут считаться шумерские глиняные таблички с клинописными письменами, каменные плиты древнеегипетских пирамид с иероглифами и барельефами, древнегреческие бронзовые таблички с текстами и изображениями. Долгое время для создания рельефов использовали методы и инструменты, применяемые и для других технологий, например чеканку, гравировку, литье. Даже столь революционное событие в истории человечества, как появление книгопечатания, на первых порах мало что изменило в технологии формирования поверхностных рельефов, так как бурно развивавшиеся в ту пору литейные процессы обеспечили полиграфию необходимыми печатными формами.
Однако потребность увеличения тиражей с одновременным снижением стоимости полиграфии привели к созданию ряда специальных методов, предопределивших дальнейшее развитие этой области. К числу этих методов следует отнести следующие.
Литография (от лито... и графия) - способ плоской печати, при котором печатной формой служит поверхность камня. Изобретена в 1798 г. Изображения на литографский камень наносят тушью или литографическим карандашом.
Офорт (от франц. eau-forte - азотная кислота), способ создания гравюр: рисунок процарапывается гравировальной иглой в слое кислотоупорного лака, покрывающего металлическую пластину, процарапанные места протравливаются кислотой, а полученные углубления заполняются краской и оттискиваются на бумагу.
Фотография как способ получения видимого изображения объектов на светочувствительных материалах.
Объединение возможностей этих методов привело к появлению фотолитографии, то есть метода создания группового поверхностного рельефа на плоских поверхностях камне или металле с применением фотографии.
С конца XIX и до середины XX века фотолитография развивалась в рамках полиграфических технологий, а также изредка применялась при художественной обработке различных изделий. С конца 50-х - начала 60-х годов нынешнего столетия в связи с бурным развитием электронных и информационных технологий фотолитография претерпела второе рождение уже как метод формирования конфигураций и рельефов элементов микроэлектронных приборов и других прецизионных изделий. Возможность одновременного и относительно быстрого получения огромного числа элементов микроэлектронных структур, резкое уменьшение их размеров до микронного и субмикронного уровня оказали революционное воздействие на развитие электронных технологий. Не случайно фотолитография, в более общем случае - микролитография, стала ключевой технологией современного микроэлектронного производства.
Возможности современной микролитографии не остались без применения в смежных, родственных областях техники. Технология микроэлектроники, некогда позаимствовав у многих из них основополагающие принципы, со временем вернула им доведенные до высочайшего уровня промышленные технологии.
Номенклатура изделий, размеры элементов которых достигли микронного и даже субмикронного уровня, весьма велика. В настоящее время помимо полупроводниковой твердотельной микроэлектроники уровень развития таких ведущих отраслей современной техники как электроника в целом, приборостроение, микромеханика, полиграфия во многом определяется степенью миниатюрности производимых и применяемых в них изделий и компонентов.
Рассмотрим некоторые типовые объекты обработки и соответствующие им особенности процесса микролитографии.
Микроэлектроника. Переход от дискретных сплавных полупроводниковых приборов к твердотельным и гибридным интегральным схемам (ИС) стал возможен благодаря изобретению планарной (поверхностной) технологии.
С
уть метода состоит в формировании многослойной структуры, в которой элементы различных слоев взаимодействуют между собой, образуя активные полупроводниковые приборы, резисторы и т.д.
Ф ормирование на плоскости конфигураций этих элементов с помощью микролитографии, по существу полиграфического метода, позволяет реализовать
Рис. 1.
групповое “впечатывание” совокупности элементов очередного слоя в аналогичную совокупность элементов, полученных на заготовке ранее.
Непрерывное возрастание сложности ИС привело к тому, что, начиная с 1960 г. размеры уменьшались в среднем на 13% в год. Так, минимальный размер элементов, равный 2 мкм в 1982 г., в 1992 г был уменьшен до значения 0,5 мкм. В настоящее время получены приборы с размерами элементов 0,35 мкм, ведутся разработки по созданию приборов с минимальным размером элемента 0,18 мкм и менее.
Одновременно с уменьшением размеров элементов происходит увеличение их количества, приходящегося на один кристалл ИС. Это можно показать на примере запоминающего устройства (ЗУ). В таблице 1 приведены параметры кристаллов ЗУ емкостью 256 Кбит...1 Гбит, уже полученных или осваиваемых в промышленном производстве. Как следует из таблицы, прогноз развития ЗУ предусматривает каждые три года уменьшение размеров элементов и возрастание площади кристалла примерно в раз. Заключительная строчка таблицы характеризует требуемую точность положения края элемента. В этот параметр входят точность формирования размера элемента и точность его размещения на рабочем поле. В сумме эти значения не должны превышать 40% от минимального размера элемента.
Таблица 1
Требования к микролитографии в производстве ЗУ
Емкость кристалла ЗУ | Размер-ность, обознач. | 256 К | 1М | 4М | 6М | 4М | 256М | 1G |
Год | 1984 | 1987 | 1990 | 1993 | 1996 | 1999 | 2002 | |
Площадь кристалла | мм2 мм х мм | 35-40 6 х 6 | 50-60 7,5 х 7,5 | 70-85 9 х 9 | 100-130 1 х 11 | 140-180 3 х 13 | 200-280 6 х 16 | 280-400 20 х 20 |
Минимальный размер элемента | мкм | 1,4-1,7 | 1,0-1,1 | 0,7-0,8 ,8 | 0,5-0,4 | 0,35-0,4 | 0,25-0,3 | 0,18-0,2 |
Количество элементов на кристалле | Q | 1,7106 | 50106 | 140106 | 400106 | 1,1109 | 3,2109 | 9109 |
Количество элементов на бит | q | 70 | 50 | 35 | 25 | 16 | 13 | 9 |
Точность положения края элемента | мкм | 0,7 | 0,5 | 0,35 | 0,25 | 0,18 | 0,13 | 0,1 |
Следует учитывать, что размещение элемента на рабочем поле предусматривает его точное совмещение с уже имеющимися на подложке. Такое послойное совмещение при изготовлении сложных схем может повторяться до 10...22 раз, причем подложки между литографиями подвергаются высокотемпературной обработке. Все это привело к постоянному росту требований к процессу микролитографии. Так, для изготовления ЗУ с емкостью памяти, например, 1 Мбит необходимо каждый из 50 миллионов элементов шириной 1 мкм, расположенных внутри кристалла 10х10 мм изготовить с погрешностью не более 0,2 мкм, совместив при этом их с элементами предыдущего слоя с погрешностью не более 0,3 мкм.
Поскольку промышленное производство таких приборов ведется на подложках диаметром 100 – 200 мм, число формируемых и совмещаемых элементов увеличивается на подложке по сравнению с модулем примерно на два порядка при сохранении, естественно, требований к их размерам и точности совмещения.
Столь жесткие, зачастую беспрецедентные требования к разрешающей способности и точности процесса привели к тому, что одной из главных проблем микроэлектронного производства является создание рисунка топологии ИС – микролитография.
Микромеханика. Этот раздел современных высоких технологий переживает в последнее десятилетие бурное развитие и рост масштабов промышленного освоения. Его объектами являются микромеханические устройства, в которых кремний используется в качестве конструкционного материала.
Использование фотолитографии совместно с послойным синтезом позволило реализовать групповую обработку изделий и одновременно создавать на единой подложке сотни одинаковых устройств. При этом размеры элементов этих устройств по ширине не превышают десятков микрометров, а их толщина - единиц микрометров. Изготавливаемые из кремния толщиной 5...20 мкм упругие мембраны и балки превосходят по механическим свойствам металлические упругие элементы .