Photolithography

2017-12-28СтудИзба

Описание файла

Документ из архива "Photolithography", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "английский язык" из 6 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 "остальное", в предмете "английский язык" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "Photolithography"

Текст из документа "Photolithography"

Photolithography

Photolithography is the process of transferring geometric shapes on a mask to the surface of a silicon wafer. The steps involved in the photolithographic process are wafer cleaning; barrier layer formation; photoresist application; soft baking; mask alignment; exposure and development; and hard-baking.

Wafer Cleaning, Barrier Formation and Photoresist Application

In the first step, the wafers are chemically cleaned to remove particulate matter on the surface as well as any traces of organic, ionic, and metallic impurities. After cleaning, silicon dioxide, which serves as a barrier layer, is deposited on the surface of the wafer. After the formation of the SiO2 layer, photoresist is applied to the surface of the wafer. High-speed centrifugal whirling of silicon wafers is the standard method for applying photoresist coatings in IC manufacturing. This technique, known as "Spin Coating," produces a thin uniform layer of photoresist on the wafer surface.

Positive and Negative Photoresist

There are two types of photoresist: positive and negative. For positive resists, the resist is exposed with UV light wherever the underlying material is to be removed. In these resists, exposure to the UV light changes the chemical structure of the resist so that it becomes more soluble in the developer. The exposed resist is then washed away by the developer solution, leaving windows of the bare underlying material. In other words, "whatever shows, goes." The mask, therefore, contains an exact copy of the pattern which is to remain on the wafer.

Negative resists behave in just the opposite manner. Exposure to the UV light causes the negative resist to become polymerized, and more difficult to dissolve. Therefore, the negative resist remains on the surface wherever it is exposed, and the developer solution removes only the unexposed portions. Masks used for negative photoresists, therefore, contain the inverse (or photographic "negative") of the pattern to be transferred. The figure below shows the pattern differences generated from the use of positive and negative resist.



Negative resists were popular in the early history of integrated circuit processing, but positive resist gradually became more widely used since they offer better process controllability for small geometry features. Positive resists are now the dominant type of resist used in VLSI fabrication processes.

Soft-Baking

Soft-baking is the step during which almost all of the solvents are removed from the photoresist coating. Soft-baking plays a very critical role in photo-imaging. The photoresist coatings become photosensitive, or imageable, only after softbaking. Oversoft-baking will degrade the photosensitivity of resists by either reducing the developer solubility or actually destroying a portion of the sensitizer. Undersoft-baking will prevent light from reaching the sensitizer. Positive resists are incompletely exposed if considerable solvent remains in the coating. This undersoft-baked positive resists is then readily attacked by the developer in both exposed and unexposed areas, causing less etching resistance.

Mask Alignment and Exposure

One of the most important steps in the photolithography process is mask alignment. A mask or "photomask" is a square glass plate with a patterned emulsion of metal film on one side. The mask is aligned with the wafer, so that the pattern can be transferred onto the wafer surface. Each mask after the first one must be aligned to the previous pattern.

Once the mask has been accurately aligned with the pattern on the wafer's surface, the photoresist is exposed through the pattern on the mask with a high intensity ultraviolet light. There are three primary exposure methods: contact, proximity, and projection. They are shown in the figure below.



Contact Printing

In contact printing, the resist-coated silicon wafer is brought into physical contact with the glass photomask. The wafer is held on a vacuum chuck, and the whole assembly rises until the wafer and mask contact each other. The photoresist is exposed with UV light while the wafer is in contact position with the mask. Because of the contact between the resist and mask, very high resolution is possible in contact printing (e.g. 1-micron features in 0.5 microns of positive resist). The problem with contact printing is that debris, trapped between the resist and the mask, can damage the mask and cause defects in the pattern.

Proximity Printing

The proximity exposure method is similar to contact printing except that a small gap, 10 to 25 microns wide, is maintained between the wafer and the mask during exposure. This gap minimizes (but may not eliminate) mask damage. Approximately 2- to 4-micron resolution is possible with proximity printing.

Projection Printing

Projection printing, avoids mask damage entirely. An image of the patterns on the mask is projected onto the resist-coated wafer, which is many centimeters away. In order to achieve high resolution, only a small portion of the mask is imaged. This small image field is scanned or stepped over the surface of the wafer. Projection printers that step the mask image over the wafer surface are called step-and-repeat systems. Step-and-repeat projection printers are capable of approximately 1-micron resolution.

Development

One of the last steps in the photolithographic process is development. The figure below shows response curves for negative and positive resist after exposure and development.

At low-exposure energies, the negative resist remains completely soluble in the developer solution. As the exposure is increased above a threshold energy Et, more of the resist film remains after development. At exposures two or three times the threshold energy, very little of the resist film is dissolved. For positive resists, the resist solubility in its developer is finite even at zero-exposure energy. The solubility gradually increases until, at some threshold, it becomes completely soluble. These curves are affected by all the resist processing variables: initial resist thickness, prebake conditions, developer chemistry, developing time, and others.

Hard-Baking

Hard-baking is the final step in the photolithographic process. This step is necessary in order to harden the photoresist and improve adhesion of the photoresist to the wafer surface.



Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5137
Авторов
на СтудИзбе
440
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее