125624 (717622), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

1 — дозатор (капельница), 2 — подложка, 3 - столик, 4 - кожух для сбора избытка фо­торезиста, 5 - вакуумные уп­лотнители, 6 - электродвига­тель, 7 - трубопровод к ва­куумному насосу

Рисунок 7.3.3(справа). Зависимость толщины слоя фото­резиста от частоты вращения центрифуги при различных коэффициентах его вяз­кости:

1 - v 0,05 см/с, 2 - v = 0,04 см/с, 3 - v = 0,02 см/с

Наносимые центрифугированием слои фоторезиста могут иметь дефекты в виде "комет", образующиеся, если на поверх­ности подложек имелись остаточные загрязнения или фоторезист был плохо отфильтрован. Такие дефекты выглядят, как направ­ленные от центра локальные утолщения или разрывы слоя фоторезиста.

Полуавтомат для нанесения слоя фоторезиста центрифуги­рованием состоит из блоков центрифуг и дозаторов, блока управления, а также блока подачи и приема подложек и выпол­нен в виду двух треков. В блоке центрифуг имеется электро­двигатель малой инерционности, частота вращения которого контролируется специальным электронным блоком. Подложки удерживаются на столиках центрифуг вакуумным присосом, создаваемым системой вакуумной откачки. Блок дозаторов укреплен на задней стенке полуавтомата. Дозирование фоторе­зиста ведется с помощью электроиневмоклапанов, а подача осуществляется под давлением азота. Блок управления обес­печивает согласование работы всех блоков полуавтомата.

Полуавтомат предназначен для одновременного нанесения слоя фоторезиста по двум трекам, на которые загружаются стандартные кассеты с 25 подложками. После нанесения фото­резиста подложки поступают в разгрузочную кассету или прохо­дят по треку на сушку в конвейерную печь.

Достоинствами методами центрифугирования являются его простота, отработанность и удовлетворительная производитель­ность 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 коэффициента вязкости и режимов работы центрифуги.

Метод пульверизации (Рисунок 7.3.4), являющийся весьма перспективным, основан на нанесении слоя фоторезиста в виде аэрозоля с помощью форсунки, действующей под дав­лением сжатого воздуха или инертного газа. Подложки распо­лагаются на расстоянии в несколько сантиметров от форсунки, и фоторезист, осаждаясь в виде капель, покрывает их сплош­ным слоем. Метод пульверизации позволяет в автоматическом режиме вести групповую обработку подложек. При этом тол­щина слоя фоторезиста составляет от 0,3 до 20 мкм с точностью не хуже 5 %.

Достоинствами метода пульверизации являются: возмож­ность изменения толщины слоя фоторезиста в широких преде­лах: однородность слоев по толщине; отсутствие утолщений по краям подложек; нанесение фоторезиста на профилирован­ные подложки (в малейшие углубления и отверстия): сравнительно малый расход фоторезиста; высокая производитель­ность и автоматизация процесса; хорошая адгезия слоя к под­ложкам (лучшая, чем при центрифугировании).

Недостатки этого метода состоят в том, что при его исполь­зовании необходимо специально подбирать растворители, так как слой фоторезиста не должен стекать по подложкам. Кроме того, следует тщательно очищать фоторезист и используемый для пульверизации газ.

Основными элементами установки для нанесения слоя фоторезиста .пульверизацией являются форсунка-пульверизатор и стол, на котором закрепляют подложки. Для равномерного покрытия подложек слоем фоторезиста стол и форсунка переме­щаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Рисунок 7.3.4. Нанесение слоя фоторезиста пульверизацией:

1 — область разрежения, 2 — сопло, 3 — форсунка, 4 — регули­рующая игла, 5 — распыляющий газ, 6 - подача фоторезиста

При электростатическом методе (Рисунок 7.3.5) спой фоторезиста наносят на подложки в электрическом поле напряженностью 1—5 кВ/см. Для создания такого поля между подложкой 3 и специальным кольцевым электродом 2 подают постоянное напряжение 20 кВ. При впрыскивании фоторезиста форсункой 1 в пространство между электродом и подложкой капельки фоторезиста диаметром в несколько микрометров заряжаются, летят под действием электрического поля к под­ложке на ней.

Этот метод имеет высокую производительность и позволяет наносить слой фоторезиста на подложки большой площади. Недостаток его - трудность стабилизации процесса и сложность оборудования.

Методы окуна­ния и полива явля­ются простейшими среди всех методов нанесения слоя фоторезиста.

При окунании подложки погружают на несколько се­кунд в ванну с фоторезис­том, а затем с постоянной скоростью вытягивают из нее в вертикальном положе­нии специальными подъем­ными устройствами и сушат, установив вертикально или наклонно.

Полив фоторезиста на горизонтально расположен­ные подложки обеспечивает лучшую по сравнению с оку­нанием однородность слоя по толщине. Следует отме­тить, что при этом методе неизбежны утолщения слоя фоторезиста по краям.

Окунание и полив применяют для нанесения слоя фото­резиста на подложки больших размеров, а также его толстых слоев (до 20 мкм) на обе стороны подложек. Недостаток этих методов - неоднородность слоя фоторезиста по толщине.

Общим недостатком нанесения жидких фоторезистов является трудность получения сплошных слоев заданной толщины.

Накатка пленки сухого фоторезиста значительно упрощает процесс и обеспечивает получение равно­мерного покрытия на подложках большой площади. Пленочный фоторезист представляет собой трехслойную ленту, в которой слой фоторезиста заключен между двумя полимерными пленка­ми: одна (более прочная) является несущей, а другая — защитной.

Предварительно защитную пленку удаляют, а фоторезист вместе с несущей пленкой накатывают валиком на подложки, нагретые до 100 °С. Под действием температуры и давления фоторезист приклеивается к подложке. При этом его адгезия к подложке выше, чем к несущей пленке, которую затем сни­мают.

Рисунок 7.3.5. Нанесение фоторезиста в электростатическом поле:

1 - форсунка, 2 - кольцевой элек­трод, 3 — подложка, 4 — столик

Недостатки этого метода - большая толщина (10 — 20 мкм) и низкая разрешающая способность слоя сухого фоторезиста. Поэтому накатку пленки сухого фоторезиста используют толь­ко при больших размерах элементов ИМС.

Сушка слоя фоторезиста. Для окончательного удаления растворителя из слоя фоторезиста его просушивают. При этом уплотняется молекулярная структура слоя, уменьшаются внут­ренние напряжения и повышается адгезия к подложке. Непол­ное удаление растворителя из слоя фоторезиста снижает его кислотостойкость. Для удаления растворителя подложки нагре­вают до температуры, примерно равной 100 °С. Время сушки выбирают оптимальным для конкретных типов фоторезистов.

Температура и время сушки значительно влияют на такие важные параметры фоторезистов, как время их экспонирования и точность передачи размеров элементов после проявления. Большое значение при сушке имеет механизм подвода теплоты. Существует три метода сушки фоторезиста: конвекционный, инфракрасный и в СВЧ-поле.

При конвективной сушке подложки выдер­живают в термокамере при 90 — 100 °С в течение 15 — 30 мин. Недостаток этого метода — низкое качество фоторезистового слоя.

При инфракрасной сушке источником теп­лоты является сама полупроводниковая подложка, поглощаю­щая ИК-излучение от специальной лампы или спирали накали­вания. Окружающая среда (очищенный и осушенный инертный газ или воздух) при этом сохраняет благодаря непрерывной продувке примерно комнатную температуру. Так как "фронт сушки" перемещается от подложки к поверхности слоя фото­резиста, качество сушки по сравнению с конвективной сущест­венно выше, а время сокращается до 5 - 10 мин.

В электронной промышленности широко используются ус­тановки ИК-сушки УИС-1 и конвейерные печи с инфракрас­ными нагревателями. Система измерения и стабилизации тем­пературы в них основана на определении температуры эталон­ных подложек, закрепленных на рамке внутри рабочей камеры, для продувки которой служат вентиляторы. Источниками теп­лоты являются лампы ИК-излучения. Время и температура сушки поддерживаются автоматически.

При СВЧ-сушке подложки нагреваются, погло­щая электромагнитную энергию СВЧ-поля. Такая сушка про­изводится в печах мощностью 200 — 400 Вт при рабочей час­тоте 2,45 ГГц. Время сушки — несколько секунд. Достоинством этого метода является высокая производительность, а недос­татками — сложность оборудования и необходимость тщатель­ного экранирования рабочего объема во избежание облучения оператора, а также неравномерность сушки слоя фоторезиста на различных по электрическим характеристикам участках под­ложек. Поэтому сушке в СВЧ-поле 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. Сушку подложек следует выполнять в тщательно обеспыленной среде 10-го и 1-го классов чистоты. Контролируют качество сушки визуаль­но или под микроскопом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. Учебник для ВУЗов - М; Радио и связь, 2007 - 464 с: ил.

2. Технология СБИС. В 2 кн. Пер. с англ./Под ред. С.Зи,- М.: Мир, 2006.-786 с.

3. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств. Справочник. - М.: Радио и связь, 2001.-528 с.

4. Достанко А.П., Баранов В.В., Шаталов В.В. Пленочные токопроводящие системы СБИС.-Мн.: Выш.шк., 2000.-238 с.

5. Таруи Я. Основы технологии СБИС Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 2000-480 с.

Характеристики

Список файлов реферата