К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 150

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 150)

Достоинспюми центрифутнрования являются его простота, отработанность и достаточная проиэводительносп оборудования, а также возможность нанесения тонких слоев фоторезиста с небольшим разбросом по толщине. Недостатки этого метода - трудность нанесения толстых слоев фоторезиста (более 3 мкм), необходимость тщательного контроля его вяэхости и режимов работы центрифуги.

Рвс. 5.2.$. Свана ааяесааяа алая 4ютарезлста щзсэаарюасвсалс 1- обваюь рюреженвз; 2- селла; 5 - форсунка; 4- регулирующая вгла; 5- раслилаюяюй газ; 6- подача фаторезиста Пульвериэация, называемая также дисперсионным методом (рис. 5.2.6), основана на нанесении слоя фоторезиста в виде аэрозоля с помощью форсунки, действующей под давлением инертного шза. Подложки располагаются на расстоянии в несколько сантиметров от форсунки, и фоторезист, осаждаясь в виде капель, покрывает их сплошным слоем.

Пульвериэация позволяет в автоматическом режиме вести групповую обработку подложек. Толщина слоя фоторезисщ составляет 0,3 - 20 мкм с погрешностью не более 10 %. Достоинства пульвериэищи следующие: возможность изменения толщины слоя фотореэиста в широких пределах; однородность слоев по толщине; отсутствие утолщений по краям подлсакек; нанесение фогорезиста на профилированиъю подложки (в малейшие услублення и отверстия); возможносп нанесеши фоторезистов на поверхности большой площади.

Недостатком мегода явяжтоя сложность получения равномерного покрытия. Основными элементами установки для нанесения слоя фоторезиста пульверизацией являются форсунка-пульверизатор и омл, на котором закрепляют подложки. Для равномерного покрытия подложек слоем фоторезиста стол и форсунка перемещаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При электростатическом методе (рис. 5.2Л) слой фоторезиста наносят на подложки в электрическом поле напряженноспю 1 - 5 кВ/см. Для создания такого поля неллу подложкой 3 и специазьным кольцевым электродом 2 подают постоянное напряжение около 20 кВ.

При впрмскивании фоторезиста форсункой 1 в пространство между электродом и подполосой капельки фоторезиста диаметром в несколько микрометров эаряжаюмя и летят под действием электрического поля к подложке. МИКРОЛИТОГРАФИЯ 479 Рис. 5.2.7. Схеиэ иааеееаиа фетереэисчэ э эаеатрэ- сппвчесиеи иаае: 1- форсунка; 2- кохьпевей электрод; у - павловка; 4- столик Этот метод имеет высокую прозводительность и позволяет наносить слой фоторезиста иа подложки большой площади. Недостщок его - трудность стабилизации процесса и усложнение оборудования. Окунание и полив являются простейшими из всех методов нанесения слоя фоторезиПри окунании подложки погружают на несколько секунд в ванну с бюторезистом, а затем с постоянной скоростью вьпягнвэют из нее в вертикальном положении специальными .

подъемными устройствами и сушат, установив вертикально или наююнно. Полив фоторезиста на горизонтально расположенные подлозкки обеспечивает большую, чем при окунании, однородность слоя по толщине. Однако неизбежны утолщения слоя фоторезиста по краям. Охзщанне и полна применяют для нанесения слоя фоторезисщ на подпоили больших размеров, а также его толстых слоев (до 20 мкм) на обе стороны подложек. Недостаток этих методов - неоднородность слоя фоторезиста по толщине. Общей особенностью нанесения жидких фоторезистов является трудносп получения сплошных слоев заданной толщины и влияние краевых эффектов. Накатка пленки сухого фоторезиста значительно упрощает процесс получения слоя н обеспечивает получение равномерного покрытия на подловсках большой площади.

Пленочный фюторезист представляет собой трехслойную ленту, в которой слой фоторезиста заключен магду двумя полимерными пленками: одна (более прочная) яюшется несущей, а другая — защитной, Предварительно защитную пленку удаляют, а фоторезист вместе с несущей пленкой накатывают валиком на подловащ, нагретые до 100 С. Под действием нагревания и дюпения фоторезист прнклеиваегся к подложке. Экспонированные участки теряют адгеэнго к подложке и удаляются при снятии несущей плен- Недостатки метода — большая толщина (10 - 20 мкм) и низкая разрешающая способность слоя сухого фоторезиста. Поэтому накатку пленки сухого фоторезиста используют только при больших размерах элементов передаваемого изображения.

Суиаса сэаа (реюорезиаиа. Для окончательного удаления растворителя из слоя фоторезиста его просушивают. При этом происходит уплотнение слоя, уменьшаются внутренние напряжеши и повышается адгезия к подложке. Неполное удаление растворителя из слоя фоторезиста снижает его кислотостойкосп.

Для удаления растворителя подложки нагревают до температуры, примерно равной 100'С. Время сушки выбирают для конкретных типов фоторезистов. Температура и время сушки значительно юпппот на такие важные параметры фоторезистов, как время их экспонированил и точносп передачи размеров элементов после проявления. Болыпое значение при сушке имеет механизм подвода теплоты. Существуют три метода сушки фоторезиста: конвектявный, инфракрасный и в СВЧ-пале. При конвектнвной сушке подпав~хи выдерживают в термокамере при 90 - 100 'С в течение 15 — 30 мнн. Недостаток метода - низкое качество фоторезистивного слоя. При инфракрасной сушке источником теплоты является сама полупроводниковая подложка, поглошающая ИК-излучение от специальной лампы илн спирали накаливания.

Окружающая среда (очищенный и осушенный инертный газ или вещуя) при этом сохраняет благодаря непрерывной продувке температуру, близкую к 20'С. Так как "фронт сушки" перемещается от подложки к поверхности слоя фоторезиста, качеспо сушки по сравненшо с качеством конвекгивной сушки существенно выше, а время сокращается до 5 - 10 мин. В электронном машиностроении широко используются установки ИК-сушки и конвейерные печи с инфракрасными ныревателями. Сисюма измерения и стабилизации температуры в ннх основана на определении температуры эталонных подножек, закрепленных на рамке внутри рабочей камеры.

Время п температура сушки поддерживаются автоматически. Наиболее прогрессивным методом сушки в шынарной технологии яюшется метод горячей плиты. Пластины с помощью транспортирующего устройства помещюат на плоскую поверхпосп ныревательного элемента и фнк- 400 Глава 5.2 ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОСТРУКТУР сируют на ней вакуумным прижимом. Плотный контакт обеспечивает равномерную передачу теплоты, нагрев пластины и ускоренную хоивективную сушку слоя фоторезисгх.

Время сушки может составлять до 50 - 60 с, что дает возможносп использования однопозиционного автомата сушки в составе грековой линии обработки. При СВЧ-сушке подложки нюреваются, поглощая электромагнитную энергию СВЧ- поля. Такая сушка производится в печах мошностью 200 — 400 Вт при рабочей частоте 2,45 ГГц. Время сушки - несколъко секунд. Достоинством метода является высокая производительность, а недостатками - сложность оборудовании и необходимосп тшагельного зкранирования рабочего объема во избежание облучения оператора, а такхе неравномерносп сушки слоя фоторезиста иа различных по электрическим характеристикам участках подложек.

Поэтому СВЧ-сушке подвергают только однородные подложки. При любом методе сушки ее режимы (время, температура) должны исключать появление структурных изменений в слое фоторезиста. Высушенный слой необходимо экспонировать не позднее чем через 10 ч. Супгку подложек следует выполюпь в тшательно обеспыленной среде 10-го и 1-го классов чиототы производственного помешения. Контролируют качество сушки визуально или под микроскопом.

При нанесении слоя фагорезиста могут появиться различные виды брака. Плохая адгезия фоторезиста к подлолцсе вызывает при последующем травлении растравливание и искажение рисунков элементов. Причиной плохой адгезии явлжтся некачественная подготовка поверхности подложек. Локальные неоднородности рельефа слоя фоторезиста, имеющие вид капелек, обусловлены попаданием пылинок на подлохки или присутствием посторонних частиц в фоторезисю. Мнкродефекты (проколы) слоя фоторезиста объясняются теми же причинами, что и локальные неоднородности рельефа.

Неоднородности рельефа слоя фоторезиста в виде радиально расходюцихся длинных лучей вызываются нарушением релзгма центрифугирования в процессе нанесения слоя (вибрацией столика при вращении). Неоднородность толщины слоя фоторезиста на подложках и разброс ее на разных подложках являются результатами перекоса столика, уменьшения частоты его врашения и увеличения времени разгона центрифуги.

Отклонение толщины слоя фоторезиста от заданной может быть также связано с изменением вязкости фоторезиста. Совмещение и зкспоннроваи и е . Точность полученного в процессе фотолитографии топологнческого рисунка, в пер- вую очередь, опредюшется прецизионностью процесса совмешеиия. Погрешность изображении с фотошаблона на подножку не должна превьппать деоятых далей минимального размера элемента, что обычно составляет 0,1 - 0,5 мкм (технология изготовления фотошаблонов представлена в подразд. 6.1.4). Совмещение и экспонирование являются наиболее ответственными операциями фотолитографии. Перед экспонированием слоя фоторезиста фотошаблон следует правильно сориентировать относительно подложки и рисунка предыдущего слоя.

Для полного формирования струкгуры полупроводникового прибора или ИС необходим комплект фотошаблонов со строго согласованными топологическими рисунками элементов. При первой фотолитографии, когда поверхность подложек еше однородна, фотошаблон ориентируют относительно базового среза подложки. При последующих фотолитографиях, когда на подлохках сформированы топо- логические слои, рисунок фотошабпона ориентируют относнюльно рисунка предывушего слоя. Совмещают риоунки фотошаблоиа и подложки в два этапа.

Характеристики

Список файлов книги