РПЗ (Технология рентгенолитографии), страница 3
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 3 страницы из документа "РПЗ"
Преимущества электронной литографии:
- достаточно большое разрешение за счет достаточно малой длины волны;
- мощная интерферометрическая система коррекции;
- большая производительность (до 35 подл./час).
3.3. Проекционная фотолитография.
Схема процесса фотолитографии представлена на рис. 19.
| Рис. 19. | Рис. 20. |
Суть процесса фотолитографии состоит в переносе в слой фоторезиста изображения фотошаблона - сначала в виде скрытого изображения, а затем в виде рельефа (рис. 20). Для этого фотошаблон, уже содержащий требуемую топологию, освещается равномерным пучком ультрафиолетового излучения, а оптическая система передает его изображение в фоторезист. Изображение фотошаблона передается на подложку одновременно и целиком, что является важным достоинством фотолитографии, обеспечивающим высокую производительность процесса.
Профиль рельефа в фоторезисте должен отвечать чрезвычайно жестким требованиям к своей геометрии, поскольку он выполняет роль маски для последующих операций (микрообработка).
Вид установки экспонирования представлен на рис.21.
Рис. 21.
Разновидностями фотолитографии являются DUV(Deep Ultraviolet) и EUV (Extreme Ultraviolet) литография.
Преимуществом данного вида микролитографии является глубокая его проработан-ность и освоенность технологии.
Недостатком является относительно предыдущих методов низкая разрешающая способность данного метода из-за большой длины волны.
3.4. Рентгенолитография (X-ray lithography).
В данном курсовом проекте особое внимание будет уделено именно этому виду микролитографии. Его схема представлена на рис. 22 и на листах 1 и 2 проекта.
Рис. 22.
Источником излучения в данном случае является синхротрон (рис. 23.). Этих ускорителей частиц в мире не много. Широко известны синхротроны в США и Германии (рис. 24 и 25) [9].
Основными составными частями синхротрона являются электронная пушка, линейный ускоритель, а также бустерное и накопительное кольцо.
рис. 23.
| Рис. 24. | Рис. 25. |
Электронная пушка за счет термоэмиссии формируем поток электронов. В линейном ускорителе частицы ускоряются до скоростей, близких к скорости света. По бустерному кольцу (103 м) (рис. 26.) электроны двигаются около 1,5 млн. раз в 0,6 сек. Это кольцо увеличивает скорость электронов до ≈99,9999985% от скорости света.
Когда энергия электронов достаточна для получения, излучения они попадают в накопительное кольцо (171 м) (рис. 27). Электроны циркулируют здесь 4-12 часов, излу-чая каждый раз когда 6800 кг магниты меняют направление их движения.
Далее излучение попадает в лучепровод (beamline) в котором расположены калибрующие щели (slits) для изменения размеров пучка, два зеркала (тороидальное и плоское) для изменения направления лучей.
Следует также отметить, что получение излучения в синхротроне происходит при сверхвысоком вакууме (
Торр), в лучепроводе – высокий вакуум, а экспонирование производится в присутствии гелия под атмосферным давлением. Для разделения этих областей используются бериллиевые окна, которые прозрачны для рентгеновского излу-
| Рис. 26. | Рис. 27. |
чения.
Шаблон для процесса рентгенолитографии (далее РЛ) представляет собой прозрачную для рентгеновских лучей мембрану толщиной 1-2 мкм.
Более подробно технология рентгенолитографии будет рассмотрена в последующих разделах.
3.5. Сравнение методов субмикронной микролитографии.
Для сравнения рассмотренных методов сведем все данные в таблицу:
Таблица 2.
| Оптическая 248/193 нм | Электронная литография (SCALPEL) | Ионная проекционная литография (IPL) | Рентгено-литография (X-Ray) | EUV | |
| Шаблон | 4Х | 4Х | 4Х | 1Х | 4Х |
| Оптическая коррекция близости | НЕТ оптической коррекции близости | НЕТ оптической коррекции близости | Оптическая коррекция близости | Оптическая коррекция близости | |
| На основе проходящего излучения | На основе проходящего излучения | Трафарет | На основе проходящего излучения | На основе отраженного излучения | |
| Резист | Однослойный | Однослойный | Однослойный, двухслойный ? | Однослойный | Однослойный |
| Источник излучения | Лазерный источник | Термокатод | Многоэлемент-ный | Синхротронный источник | Лазерный плазменный источник |
| Объектив | Дифракционно ограничен | Дифракционно не ограничен | Дифракционно не ограничен | Дифракционно ограничен | Дифракционно ограничен |
| Оптика | Преломляющая оптика | Преломляющая оптика | Полнопольная преломляющая оптика | Нет оптики | Отражающая оптика |
| Способ экспонирования | Пошаговое сканирование | Пошаговое сканирование | Пошаговое экспонирование | Пошаговое сканирование | Пошаговое сканирование |
| Производи-тельность | 25 подл/час (193) | 30-35 подл/час | 30 подл/час | 30 подл/час | 20-30 подл/час |
Очевидно, что рано или поздно фотолитография исчерпает себя. В будущем преимущество будет у методов с большей разрешающей способностью.
3.6. LIGA-технгология.
(LIthography Electroforming Molding)
Этот процесс развивается последние 20 лет в Германии. Это технологический процесс посредством которого резистивный материал, который меняет темпы своей растворимости в проявителе, экспонируется через шаблон сихротронным излучением. На втором шаге процесса полученный резист используется в качестве трафарета для электро-формовки, где металл осаждается на электропроводную подложку в свободные от резиста окна. Этот металл может быть как конечной структурой, так и шаблоном для дальнейших операций.
Схема процесса представлена на рис. 28.
Рис. 28.
Данный процесс позволяет получать структуры со специфическим отношением ширины и высоты (рис. 29 и 30).
| Рис. 29. | Рис. 30. |
4. Технология рентгенолитографии.
Технология рентгенолитографии во многом схожа с технологией фотолитографии. Отличие состоит лишь в этапе экспонирования.
Перечислим основные этапы процесса и определимся с режимами на них.
1). Очистка подложек (рис. 31.). Предназначена для:
- улучшения адгезии фоторезиста к поверхности подложки
- обеспечения чистоты поверхности
| Рис. 31. | Рис. 32. |
Режим:
- термообработка в атмосфере кислорода
- температура 250-550 ˚С.
2). Нанесение резиста на подложку центрифугированием (рис. 32). Позволяет нанести резист с заданной равномерностью.
Угловая скорость вращения центрифуги выбирается исходя из соотношения:
, где hсл-толщина слоя резиста, А-опытный коэффициент, ν-вязкость резиста, ω-угловая скорость.
Режим:
- время процесса – 15-30 сек.
- частота – 3000-6000 об/мин.
3). Первая сушка резиста (рис. 33). Предназначена для:
- улучшения адгезии резиста к подложке
- обеспечение равномерности резиста на подложке
- сдерживание большинства растворителей в резисте
- облегчение контроля толщины линии в течение травления
| Рис. 33. | Рис. 34. |
Режим:
- производится на горячей плите
- температура 90-100 ˚С
- время 3-5 мин.
4). Экспонирование (рис. 34). Предназначено для:
- переноса изображения фотошаблона (мембраны) на скрытое изображение резиста.
Резист (АРЕХ-Е):
- позитивный
- толщина - 300 нм
- доза экспонирования – 50-130 
.
5). Сушка после экспонирования (рис. 35). Производится редко.
Режим:
- производится на горячей плите
- время – 3-5 мин.
- температура- 100-110 ˚С.
| Рис. 35. | Рис. 36. |
6). Проявление фоторезиста (рис. 36.). Предназначено для:
- преобразования скрытого изображения резиста в рельеф резиста.
Режим:
- Проявитель - 0,5% раствор КОН
- время – 0,3 сек
- температура – 22 ˚С.
7). Жесткая сушка (рис. 37.). Предназначена для:
- испарения оставшегося растворителя
Режим:
