Основные этапы процесса микролитографии (1063689)
Текст из файла
Основные этапы процесса микролитографии
Микролитография включают следующие основные этапы [Цв]:
-
формирование на поверхности подложки слоя резиста,
-
экспонирование резиста и создание в нем рельефной структуры – маски для последующей микрообработки,
-
удаление резистивной маски после микрообработки и очистка поверхности подложки.
Каждый этап содержит ряд последовательно выполняемых технологических операций, которые реализуют разнородные по функциональному назначению процессы:
-
нанесение и химико-технологическая обработка фоторезиста,
-
локальное экспонирование фоторезиста и формирование в нем скрытого изображения топологии.
Соответственно, в комплекте оборудования для микролитографии выделяются химико-технологические и непосредственно связанные с ними термические установки, а также самостоятельный класс оптико-механического оборудования для экспонирования фоторезиста.
Нанесение и химико-технологическая обработка фоторезиста
В этот комплекс операций входят:
-
очистка поверхности и сушка подложек,
-
нанесение активатора адгезии,
-
нанесение слоя фоторезиста,
-
сушка (задубливание) фоторезиста,
-
проявление,
-
удаление фоторезиста.
Очистка подложек должна обеспечить полное удаление с их поверхностей инородных частиц, органических и механических загрязнений, а также адсорбированных атомов и ионов жидкостей и газов.
Обычно очистка начинается с обезжиривания в щелочных растворах или органических растворителях. В ряде случаев для удаления загрязнений, химически связанных с материалом подложки, дополнительно применяется травление серной и азотной кислотой, водным раствором фтористо - водородной кислоты и другими реактивами.
Для интенсификации обезжиривания обработка подложек может вестись в нагретых реактивах или их парах, при воздействии на реакционный объем вибраций или ультразвуковых колебаний. Применяется также обработка подложек струей или распыленным потоком реактива, дополнительное воздействие на них щетками или кистями, плазменное травление.
Непосредственно перед нанесением слоя фоторезиста подложки обрабатываются в установках гидромеханической отмывки (рис. 24, а, б).
В таких установках (рис. 24, а) подложки из кассеты транспортером подаются на вакуумный столик центрифуги и вращаются.
На поверхность подложки опускается губчатая цилиндрическая щетка (рис. 24, б, в) и последовательно подаются моющие и промывающие растворы - синтанол, изопропиловый спирт, деионизованная вода.
Губчатая щетка вращается вокруг своей оси и удаляет частицы загрязнений. У современных губчатых материалов на основе поливинилового спирта (PVA) до 90% объема занимают поры (рис. 24,г ), поэтому такие материалы имеют очень высокую поглощающую способность, значительно большую, чем у губок из полиуретана или целлюлозы.
В заключение струей азота с поверхности подложки удаляется влага.
| а | б |
| в | |
| г | |
| Рис. 24. Гидромеханическая отмывка подложек а – автоматизированная установка, б, в – губчатая щетка, г – пористая структура губки. | |
Сушка
Для более полного удаления (испарения) остатков влаги с поверхностей подложек, их дегидратации, выполняется сушка (отжиг) ( Dehydration Bake ).
Эта операция должна способствовать повышению адгезии фоторезиста к поверхности подложек. Она особенно необходима в случае, когда после выполнения предыдущих технологических операций (нанесения оксидного слоя, напыления или осаждения других технологических слоев) прошло значительное время.
Отжиг выполняется при температуре 150-200 oC и длится 30-60 мин.
После такой термообработки поверхности подложек становятся гидрофильными (они хорошо смачиваются водой), на них остается не более одного монослоя абсорбированной воды,
Нанесение активатора адгезии (priming)
Наличие этой операции определяется особенностями поведения фоторезиста в процессах микрообработки.
Для наиболее распространенных операций локального травления через маску фоторезиста необходимо обеспечить максимальную адгезию фоторезиста к поверхности подложки и предотвратить при этом проникновение травителя под края локальных окон в фоторезисте.
Адгезия фоторезиста повышается при хорошем смачивании им поверхности подложки.
В свою очередь, проникновение травителя под фоторезистивную маску и растравливание подложки тем больше, чем лучше она смачивается травителем или водой, что облегчает проникновение водных травителей под край фоторезистивной маски.
Большинство фоторезистов обладают гидрофобными свойствами - они хорошо смачивают гидрофобные, но не гидрофильные поверхности.
В результате, хорошо подготовленная к фотолитографии и последующей микрообработке подложка должна иметь поверхность, которая хорошо смачивается фоторезистом и плохо смачивается водой, т.е. является гидрофобной.
При этом следует учитывать, что даже после отжига на нанесенных на подложки слоях SiO2 и многих металлов абсорбируется вода из атмосферы с образованием полярных гидроксильных групп ОН.
Такие группы являются гидрофильными, т.е. хорошо смачиваются водой, но не смачиваются фоторезистами.
Для получения гидрофобной поверхности на подложки наносят активатор адгезии (adhesion promoter).
В качестве такого активатора чаще вусего используют гексаметилдисилазан (hexamethyl disilizane - HMDS), иеющий формулу (CH3)3Si-NH-Si(CH3)3 (рис. 25, а).
После обработки кремниевых подложек парами гексаметилдисилоксана в течение 5 секунд при комнатной температуре
на поверхности подложек образуются аммиак NН3 (на рис. 25, б связь показана толстыми линиями) и триметилсил Si(СН3)3.
Далее триметилсил осаждаетя на поверхность подложки (рис. 25, в) и через осовбодившийся атом кислорода образует новые группы Si-O-Si(СН3)3 со строго ориентированными функциональными группами СН3, обладающими большой инертностью к молекулам других веществ (рис. 25, г).
Принцип действия активатора состоит в замещении гидроксильных групп ОН группами О-Si(CH3)3.
Образовавшийся слой обладает гидрофобными свойствами, вода не адсорбируется на поверхности подложки, обработанной в гексаметилдисилоксане, в результате обеспечивается хорошя адгезия фоторезиста к поверхности подложки.
Подложки с диоксидом кремния на поверхности обрабатываются активатором адгезии различными способами: группами или индивидуально в паровой фазе или погружением в жидкость с последующим центрифугированием.
|
|
|
| а | б |
|
|
|
| в | г |
| Рис. 25 Принцип действия активатора адгезии фоторезиста а – размещение гексаметилдисилазана на поверхности подложки, б – разложение на триметилсилил и аммиак, в - осаждение триметилсилила на поверхность подложки, г – формирование гидрофобного слоя | |
Принцип действия активатора состоит в замещении гидроксильных групп ОН группами О-Si(CH3)3. В результате поверхность становится гидрофобной, обеспечивая очень хорошую адгезию фоторезиста.
Важно корректно проводить обработку ГМДС подложки. Как правило, в промышленности при массовом производстве эта реакция проводится в автоматическом режиме с помощью потока азота (N2) осушенного и насыщенного ГМДС через камеру с подложкой, нагретой до 80-120 0С.
Если необходимо обработать несколько подложек, то можно нанести на них ГМДС центрифугированием и затем прогреть их в течение нескольких минут при 120 0С. Перед нанесением ГМДС подложки следует прогреть при 200 0С в течение 5-10 минут для удаления избыточной абсорбированной воды и охладить.
Поливинилацетатная (PVA) губка
поливиниловый спирт (PVA)
polyvinyl alcohol (PVA) sponge products
HMDS (гексаметилдисилазан)
About PVA Material
Polyvinyl Alcohol, abbreviated as PVA, is characterized by its super absorbent quality, great durability and cleaning ability, and the super soft texture when moist. Compared to other sponge material such as PU and cellulose, the sponge products made from PVA is more durable and last longer.
Cellulose -
PU - polyurethane
Hydrophilic - легко поглощающий воду или растворяющийся в воде, смачиваемый, гидрофильный
можно разделить на три этапа, каждый из
которых (рис. 2).
- 9 -
Этап 1.
Этап включает следующие операции:
а) подготовка поверхности подложки;
б) нанесение слоя резиста;
в) термическая сушка резиста.
Этап 2. Создание рельефной структуры (маски) резиста. Операции
этапа:
а) экспонирование резиста;
б) проявление резиста;
в) термическая сушка (задубливание) резиста.
Этап 3. Перенос рельефа резиста на технологический слой,
имеющийся на подложке. Операции этапа:
а) травление технологического слоя;
б) удаление;
в).
2.1. Этап 1. Формирование слоя фоторезиста
2.1.1. Подготовка поверхности подложки
21
Подготовка поверхности подложки к нанесению ФР состоит из
нескольких операций и является индивидуальной для каждого конкретного
случая в зависимости от материала подложки, технологии его получения,
состояния поверхности и дальнейшего назначения маски. Под подложкой в
фотолитографических процессах подразумевается тот материал (активный
слой), на котором формируют резистивный слой.
Если фоторезистивная
маска используется для локального травления, то качество передачи рисун-
ка на активный слой зависит в основном от адгезии маски к подложке и от
способности травителя проникать под слой фотомаски по границам окон.
Адгезия фотослоя увеличивается с повышением смачивания поверхности
подложки ФР. Проникновение травителя под слой фотомаски, приводящее
к растравливанию подложки (рис. 9), в свою очередь, зависит от
смачивания поверхности подложки травителем или водой. Критерием
смачиваемости является краевой угол смачивания Θ поверхности твердого
тела жидкостью (рис. 10). Оптимально подготовленной к ФЛ
поверхностью является поверхность, которая хорошо смачивается ФР
(гидрофильная поверхность) и плохо смачивается водой (гидрофобная
поверхность), т. е. для которой выполняется условие: Θф → 0о, Θв→
180°.
Рис. 10. Поверхность, смачиваемая жидкостью:
а – плохо (гидрофобная поверхность);
б – хорошо (гидрофильная поверхность)
Изменение свойств поверхности подложек происходит под
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
