Çip litografi sürecinin ayrıntılı açıklaması
Entegre devrelerin üretim sürecinde önemli bir link-fotolitografi vardır, bu nedenle minik çipler üzerinde fonksiyonları gerçekleştirebiliriz. Modern çizme teknolojisi 190 yıl öncesine kadar izlenebilir. 1822'de, Fransız Nicephore yeğeni, çeşitli malzemeler üzerinde ışıklandırma deneyleri yaptıktan sonra yağlı kağıt üzerine kazınmış bir baskıyı (desen) kopyalamaya başladı. Yağlı kağıdı bir cam levha üzerine koydu. Cam slaytlar, bitkisel yağda çözülmüş zift ile kaplanmıştır. 2 ila 3 saat güneşe maruz kaldıktan sonra, ışık geçiren kısımdaki asfalt açıkça serttir, opak kısımdaki asfalt ise hala yumuşaktır ve reçine ve bitkisel yağ karışımı ile yıkanabilir. Niepce, cam plakayı güçlü asitle aşındırarak, 1827'de Bishop dAmboise heykelinin bir kopyasını yaptı.
Niepce'nin icadından 100 yıldan fazla bir süre sonra, II.Dünya Savaşı sırasında, ilk olarak baskılı devre kartları yapmak, yani plastik levhalar üzerine bakır devreler yapmak için kullanıldı. 1961'de Si üzerinde 5um çözünürlüğe sahip çok sayıda küçük transistör üretmek için fotolitografi kullanıldı.Şimdi, görünür ışık litografisine ek olarak, X-ışını ve yüklü parçacık kazıması gibi daha yüksek çözünürlüklü yöntemler ortaya çıktı.
Wikipedia'nın tanımına göre sözde fotolitografi, yarı iletken cihazların üretim sürecinde önemli bir adımdır.Bu adım, fotorezist katman üzerindeki geometrik yapıyı tanımlamak için pozlama ve geliştirmeyi kullanır ve ardından bir aşındırma işlemi yoluyla fotomask üzerindeki fotomaskeyi kaldırır. Grafikler alt tabakaya aktarılır. Burada sözü edilen substrat sadece silikon levhaları değil, aynı zamanda SOS'ta cam ve safir gibi diğer metal katmanları ve dielektrik katmanları da içerir.
Fotolitografinin temel ilkesi, maruz kaldıktan sonra fotokimyasal reaksiyona bağlı korozyon direncinin özelliklerini oluşturmak için fotorezist (veya fotorezist) kullanmak ve maske üzerindeki deseni işlenmiş yüzeye kazımaktır.
Litografi ilke amacı
Litografi basit bir süreç değildir, birçok adımdan geçmesi gerekir:
Litografi süreci
Litografi sürecini aşağıda ayrıntılı olarak tanıtalım:
1. Gofret Temizliği
Silikon gofretleri temizlemenin amacı, kirleticileri çıkarmak, parçacıkları çıkarmak, iğne deliklerini ve diğer kusurları azaltmak ve fotorezist yapışmayı iyileştirmektir.
Temel adımlar: kimyasal temizleme-durulama-kurutma.
Silikon gofret farklı işlemlerde işlendikten sonra yüzeyi ciddi şekilde kirlenmiştir.Genel olarak, silikon gofretin yüzey kirliliği kabaca üç kategoriye ayrılabilir:
A. Organik safsızlıklar ile kontaminasyon: Organik reaktiflerin çözülmesi ile çözülebilir ve ultrasonik temizleme teknolojisi ile birleştirilebilir.
Kaldırmak.
B. Partikül kontaminasyonu: Fiziksel yöntemler kullanılarak, mekanik fırçalama veya ultrasonik temizleme teknolojisi, boyutu 0,4 m olan partikülleri çıkarmak için kullanılabilir ve megasonik dalgalar, 0,2 m partikülleri çıkarmak için kullanılabilir.
C. Metal iyon kontaminasyonu: Kontaminasyonu temizlemek için kimyasal yöntemler kullanılmalıdır.Silikon gofretlerin yüzeyinde başlıca iki tür metal kirliliği vardır:
a) Bir tür, kirletici iyonların veya atomların, adsorpsiyon ve dispersiyon yoluyla silikon gofretin yüzeyine yapışmasıdır.
b. Diğeri, pozitif yüklü metal iyonlarının, elektronlardan sonra silikon tabakanın yüzeyine bağlanmasıdır (örneğin, "elektro kaplama").
Silisyum parlatma gofretinin kimyasal temizliğinin amacı bu tür kirlerin giderilmesidir.Genel olarak temizlik ve kirliliklerin giderilmesi şu şekilde yapılabilir.
a. Silikon yüzeyine bağlanan metal iyonlarını metal oluşturmak için "kaplama" ile oksitlemek için güçlü bir oksitleyici kullanın ve bunu temizleme solüsyonunda çözün veya silikon gofretin yüzeyine tutun.
b. Silikon gofretin yüzeyinde emilen metal iyonları temizleme solüsyonunda çözmek için zararsız küçük çaplı güçlü pozitif iyonlar (H + gibi) kullanın.
c. Solüsyondaki metal iyonlarını gidermek üzere ultrasonik temizlik için büyük miktarda deiyonize su kullanın.
1970 yılından bu yana, Amerikan RCA laboratuvarı tarafından önerilen daldırma RCA kimyasal temizleme işlemi yaygın olarak kullanılmaktadır.1978'de, RCA laboratuvarı megasonik temizleme sürecini tanıtmıştır.Son yıllarda, RCA temizleme teorisine dayalı çeşitli temizleme teknolojileri sürekli olarak geliştirilmiştir. Örneğin: Amerika Birleşik Devletleri FSI şirketi santrifüj sprey kimyasal temizleme teknolojisini tanıttı, Amerika Birleşik Devletleri'nin orijinal CFM şirketi Full-Flow sistemleri kapalı taşma tipi temizleme teknolojisini tanıttı, Amerika Birleşik Devletleri VERTEQ şirketi daldırma ve kapalı tip arasında kimyasal temizleme teknolojisini tanıttı (Örn. Goldfinger Mach2 temizleme sistemi), Amerikan SSEC şirketinin çift taraflı sassafras temizleme teknolojisi (ör. M3304 DSS temizleme sistemi), Japonya'nın sıvı içermeyen dielektrik iyonlu su temizleme teknolojisi (dielektrik ultra saf iyon su ile temizleme) Yüzey temizleme teknolojisi, silikon gofretler için HF / O3 bazlı kimyasal temizleme teknolojisi ile yeni bir seviyeye ulaştı.
2. Ön Pişirme ve Astar Buharı
Fotorezist çözücü içerdiğinden, fotorezist ile kaplanmış silikon gofret için yaklaşık 80 derece olması gerekir. Silikon gofretlerin dehidrasyonu ve fırınlanması, gofret yüzeyindeki nemi giderebilir ve fotorezistin yüzeye yapışmasını artırabilir, genellikle yaklaşık 100 ° C. Bu, astar kaplama ile birleştirilir.
Astar kaplama, fotorezist (PR) ve gofret yüzeyi arasındaki yapışmayı arttırır. Yaygın olarak kullanılan: (HMDS) heksametildisilazid, PR spin kaplamadan önce HMDS buhar kaplaması ve PR kaplamadan önce soğutma plakası soğutma diski.
Ön pişirme ve astar buhar kaplama
3. Photoresist Kaplama
Fotorezist kaplamanın olağan adımı, fotorezist kaplamadan önce oksidasyonu 900-1100 derecede ıslatmaktır. Oksit tabakası, ıslak olarak dağlanmış veya B-implante edilmiş bir film versiyonu olarak kullanılabilir. Fotolitografi işleminin ilk adımı olarak, ultraviyole ışığa duyarlı, genellikle fotorezist olarak bilinen ince bir organik polimer bileşikleri tabakası numune yüzeyine (SiO2) kaplanmalıdır. Öncelikle fotorezist kaptan çıkarılır ve tutkal aplikatörüne yerleştirilen numunenin yüzeyine bırakılır (numune, vakum negatif basınç ile numune aşamasında sabitlenir) ve daha sonra numune yüksek hızda döndürülür.Hız tutkalın viskozitesi ve istenilen tutkalın kalınlığı ile belirlenir. belirlemek. Böylesine yüksek bir hızda, tutkal merkezkaç kuvvetinin etkisi altında kenara doğru akar.
Tutkal uygulama süreci, grafik dönüştürme sürecindeki ilk ve önemli adımdır. Tutkalın kalitesi, işlenen cihazın kusur yoğunluğunu doğrudan etkiler. Çizgi genişliğinin ve sonraki geliştirme süresinin tekrarlanabilirliğini sağlamak için, aynı numunenin tutkal kalınlığının tekdüzeliği ve farklı numuneler arasındaki tutkal kalınlığının homojenliği ± 5nm'yi geçmemelidir (1.5um tutkal kalınlığı için ±% 0.3'tür).
Fotorezistin hedef kalınlığının belirlenmesi, esas olarak yapıştırıcının kimyasal özelliklerini ve kopyalanacak desendeki çizgilerin ve boşlukların inceliğini dikkate alır. Çok kalın tutkal, kenar kaplaması veya bağlantıya, küçük tepelere veya güdük benzeri tutkal görünümüne ve daha düşük verime neden olur. MEMS'de tutkal kalınlığı (pişirme sonrası) 0.5-2um arasında olup, özel mikroyapı imalatları için tutkal kalınlığı bazen 1cm civarındadır. İkincisi, döndürerek kaplama, döküm tutkalı veya plazma tutkalı polimerizasyonu ile değiştirilecektir. Geleneksel fotorezist kaplama işleminin optimizasyonu, dağıtma hızı, dağıtma hacmi, dönüş hızı, ortam sıcaklığı ve nemi, vb. Dikkate alınmalıdır. Bu faktörlerin kararlılığı çok önemlidir.
Burada bahsetmek gerekirse, fotorezistin ana bileşenleri bir polimer (reçine), duyarlılaştırıcı ve çözücüdür. Işınlandığında polimerin yapısı değişir, çözücü bunun dönmesini sağlar ve numunenin yüzeyinde bir film oluşturur ve duyarlılaştırıcı, polimer fazın kimyasal reaksiyonunu kontrol eder. Duyarlılaştırıcı içermeyen fotorezistlere bazen birim veya tek bileşenli sistem, duyarlılaştırıcı içerenlere ise bazen ikili sistem adı verilir. Solventler veya diğer katkı maddeleri genellikle yuan'a dahil edilmez, çünkü bunlar, fotoresistin fotokimyasal reaksiyonuna doğrudan katılmazlar.
Farklı özelliklere göre, fotorezist pozitif ve negatif olarak ayrılabilir.
Süreç geliştirmenin ilk aşamasında, negatif tutkal her zaman fotolitografi sürecine hakim olmuştur.VLSI IC ve 2-5 mikron desen boyutlarının ortaya çıkmasıyla, negatif tutkal artık gereksinimleri karşılayamamaktadır. Sonra pozitif tutkal geldi, ancak pozitif tutkalın dezavantajı, zayıf bağlanma kabiliyetidir.
Pozitif yapıştırıcı kullanmak, maskenin polaritesini değiştirmeyi gerektirir, bu basit bir desen değişimi değildir. Maske iki farklı fotorezist ile birleştirildiği için, gofret yüzeyinde fotolitografi ile elde edilen boyut aynı değildir.Işığın desen etrafındaki kırınım etkisinden dolayı ışıkta negatif direnç ve parlak alan maskesi kombinasyonu kullanılır. Direnç katmanında elde edilen desen boyutu, maske üzerindeki desen boyutundan daha küçüktür. Pozitif tutkal ve karanlık alan maskesinin kombinasyonunun kullanılması, fotorezist katman üzerindeki desenin boyutunu artıracaktır.
Fotoresist kaplama
4. Yumuşak Pişirme
Fotorezist uygulaması tamamlandıktan sonra yumuşak bir kurutma işlemi gerekir.Bu aşamaya ayrıca ön pişirme adı verilir. Ön pişirme, çözücü çözücüyü fotorezist içinde buharlaştırabilir ve kaplanmış fotorezist'i inceltebilir.
Sıvı fotorezistte solvent bileşeni% 65 -% 85'tir. Sıvı fotorezist, yapıştırıcı büküldükten sonra katı bir film haline gelmesine rağmen, tozu kirletmesi kolay olan% 10-% 30 çözücü hala mevcuttur. Daha yüksek bir sıcaklıkta pişirme ile çözücü, fotorezistten uçucu hale getirilebilir (çözücü içeriği, ön pişirmeden sonra yaklaşık% 5'e düşürülür), böylece toz kontaminasyonu azaltılabilir. Aynı zamanda, bu adım aynı zamanda yüksek hızlı dönüşle oluşturulan filmin gerilimini azaltabilir, böylece fotorezist substrat üzerindeki yapışmayı geliştirebilir.
Ön pişirme işlemi sırasında, çözücünün buharlaşmasına bağlı olarak fotorezistin kalınlığı da azalacak ve fotoresistin kalınlığı genellikle yaklaşık% 10-% 20 oranında azalacaktır.
Pişirme Sistemleri
4. Hizalama
Litografi hizalama teknolojisi, litografinin üç temel teknolojisinden biri olarak pozlamadan önce önemli bir adımdır.Genel olarak, hizalama doğruluğunun en küçük çizgi genişliği boyutunun 1 / 7'si 1 / 10'u olması gerekir. Litografi çözünürlüğünün iyileştirilmesiyle, hizalama doğruluğu gereksinimleri gittikçe artmaktadır.Örneğin, 45am çizgi genişliği boyutu için, hizalama doğruluğunun 05:00 civarında olması gerekmektedir.
Litografi çözünürlüğünün iyileştirilmesiyle yönlendirilen hizalama teknolojisi de hızlı ve çeşitli bir gelişme yaşadı. Hizalama prensibi ve işaret yapısının sınıflandırılmasından, hizalama teknolojisi, video görüntü hizalama, binoküler mikroskop hizalama vb. Dahil olmak üzere erken projeksiyon litografisindeki geometrik görüntüleme hizalama yöntemlerinden sonraki bölge plakası hizalama yöntemlerine kadar uzanır. , Girişim yoğunluğu hizalaması, lazer heterodin girişim ve hareli saçak hizalama yöntemleri. Hizalama sinyalinden, esas olarak işaretin mikroskobik görüntü hizalamasını, ışık yoğunluğu bilgisine dayalı hizalamayı ve faz bilgisine dayalı hizalamayı içerir.
Hizalama kuralı, ilk fotolitografinin, şekilde gösterildiği gibi sadece maske üzerinde Y eksenini ve yassı kenarı 90º üzerinde yapmaktır. Aşağıdaki maskeler, hizalama işaretleriyle önceki katmandaki desenli maske ile hizalanır. Hizalama işareti, her bir çip modelinin kenarında dağıtılan özel bir modeldir (resme bakın). Fotolitografi işleminden sonra, hizalama işareti her zaman çip yüzeyinde kalacak ve bir sonraki hizalama için kullanılacaktır.
Hizalama yöntemleri şunları içerir:
a. Ön hizalama, çentik aracılığıyla otomatik lazer hizalama veya silikon plaka üzerinde düz
b. Hizalama işaretiyle kesme oluğunda bulunur. Ek olarak, tabakadan tabakaya hizalama, yani gravür hassasiyeti, silikon gofret üzerinde zaten mevcut olan model ile model arasındaki hizalamayı sağlar.
Beş, pozlama (Pozlama)
Bu adımda, substratı kaplayan fotorezistin seçici olarak ışınlanması için belirli bir ışık dalga boyu kullanılacaktır. Fotorezistteki duyarlılaştırıcı, pozitif fotorezistin ışınlanmış alanının (ışığa duyarlı alan) ve negatif fotoresistin ışınlanmamış alanının (ışığa duyarlı olmayan alan) kimyasal bileşimini değiştirecek bir fotokimyasal reaksiyona girecektir. Kimyasal bileşimin değiştiği bu alanlar, bir sonraki adımda belirli bir geliştiricide çözülebilir.
Işığı aldıktan sonra, pozitif fotorezistteki duyarlılaştırıcı DQ, keten haline gelmek için bir fotokimyasal reaksiyona girecek ve ayrıca inden-Karboksilik-Asite (CA) hidrolize olacaktır Karboksilik asit, bir alkalin çözücü içindedir. Fotoresistin çözünürlüğü, hassaslaştırılmamış fotorezistin çözünürlüğünden yaklaşık 100 kat daha yüksektir Üretilen karboksilik asit ayrıca fenolik reçinenin çözünmesini de teşvik edecektir. Işığa duyarlı ve duyarlı olmayan fotoresistin alkali çözücülere farklı çözünürlüğü kullanılarak maske modeli aktarılabilir.
Pozlama yöntemi:
a. Temaslı baskı maskesi doğrudan fotorezist katman ile temas halindedir.
b. Proximity Baskı maskesi ve fotorezist katman arasındaki mesafe, yaklaşık 10-50 um olmak üzere hafifçe ayrılır.
c. Projeksiyon Baskısı. Pozlama elde etmek için maske ile fotorezist arasında ışık toplamak için bir lens kullanılır.
d. Adımlayıcı
İşte projeksiyon maruziyetinin sınıflandırılması hakkında özel bir konuşma:
Maruziyetteki en önemli iki parametre şunlardır:
1. Maruz kalma enerjisi (Enerji)
2. Odak uzaklığı (Odak)
Enerji ve odak iyi ayarlanmadıysa, gerekli çözünürlük ve grafik boyutu elde edilemez. Grafiklerin temel boyutlarının gerekli aralığı aştığı görülüyor.
Altı, geliştirme
Pozlama sürecinden sonra gelişen çözelti eklenerek, pozitif fotoresistin ışığa duyarlı alanı ve negatif fotoresistin duyarlı olmayan alanı gelişen çözümde çözülecektir. Bu adım tamamlandıktan sonra, fotorezist katmandaki desen ortaya çıkarılabilir. Çözünürlüğü iyileştirmek için hemen hemen her fotoresistin yüksek kaliteli geliştirme sağlamak için özel bir geliştiricisi vardır.
Geliştirme süreci, pozlama işlemi sırasında oluşan resesif modeli, bir sonraki işlem için film plakası görevi gören fotoresistin varlığı ve yokluğunun baskın modeli haline getirir. Geliştirme aşamasında olan, seçici çözünme sürecidir ve en önemli şey, maruz kalan alan ile maruz kalmayan alan arasındaki çözünme oranının (DR) oranıdır. Ticari pozitif tutkalın DR oranı 1000'den büyüktür ve çözünme hızı maruz kalan alanda 3000nm / dak ve maruz kalmayan alanda yalnızca birkaç nm / dak'dır.
İki tür geliştirme yöntemi vardır; biri ıslak geliştirme, IC ve mikro işlemede yaygın olarak kullanılan, diğeri ise kuru geliştirme.
a. Silikon gofret daldırma geliştirme kutusunun tamamı (Toplu Geliştirme).
Dezavantajlar: geliştirici çok tüketiyor; geliştirmenin tekdüzeliği zayıf;
b. Sürekli Püskürtme Geliştirme / Otomatik Rotasyon Geliştirme. Silikon gofret düşük bir hızda (100-500rpm) dönerken, bir veya daha fazla nozül, silikon gofretin yüzeyine geliştirici püskürtmektedir. Nozülün püskürtme modeli ve gofretlerin dönüş hızı, çözünme hızının tekrarlanabilirliğini ve gofretler arasında tekdüzelik sağlamak için anahtar ayar parametreleridir.
c. Puddle Development (Puddle Development). Silikon gofretin yüzeyine yeterince geliştirici solüsyonu (arka taraf nemini en aza indirmek için çok fazla değil) püskürtün ve bir su birikintisi şekli oluşturun (kenar geliştirme oranındaki değişikliği azaltmak için geliştirici solüsyonunun akışı düşük tutulur). Gofret sabitlenir veya yavaşça döndürülür. Genellikle geliştirici birçok kez uygulanır: ilk kaplama, 10-30 saniye tutma ve çıkarma; ikinci kaplama, tutma ve çıkarma. Sonra deiyonize suyla (gofretin her iki tarafındaki tüm kimyasalları çıkarmak için) durulayın ve kurutmak için döndürün. Avantajlar: geliştirici miktarı azdır; silikon yonga plakası tek tip olarak geliştirilir; sıcaklık gradyanı en aza indirilir.
Geliştirici:
a. Pozitif fotorezist için geliştirici. Pozitif jelin geliştirici seviyesi alkali sulu çözeltidir. KOH ve NaOH, Hareketli İyon Kirlenmesine (MIC) neden olabileceğinden genellikle IC üretiminde kullanılmaz. En yaygın pozitif jel geliştirici tetrametilamonyum hidroksittir (TMAH) (standart eşdeğer konsantrasyon 0.26'dır, sıcaklık 15 ± 250C'dir). I-line fotorezist maruziyetinde, karboksilik asit üretilecektir.TMAH geliştirici çözeltisindeki alkali ve asit, açıkta kalan fotorezisti geliştirici çözeltisinde çözerken, maruz kalmamış fotorezistin etkisi yoktur; kimyasal olarak güçlendirilmiş fotorezistte (CAR, Kimyasal Güçlendirilmiş Direnç) içinde bulunan fenolik reçine PHS formunda bulunur. CAR'de PAG tarafından üretilen asit, PHS'deki koruyucu grubu (t-BOC) kaldıracak, böylece PHS, TMAH geliştiricisinde hızlı bir şekilde çözülebilir. Tüm geliştirme süreci boyunca TMAH, PHS ile reaksiyona girmedi.
b. Negatif fotorezist için geliştirici çözümü. Ksilen. Temizleme sıvısı, butil asetat veya etanol ve trikloretilendir.
Geliştirmede yaygın sorunlar:
a. Eksik Geliştirme. Yüzeyde fotorezist kalır. Yetersiz geliştiricinin neden olduğu;
b. Geliştirme Aşamasında. Gelişen yan duvar, yetersiz geliştirme süresinden dolayı dikey değildir;
c. Aşırı Geliştirme. Yüzeye yakın fotorezist, geliştirici tarafından aşın çözülerek aşamalar oluşturulur. Gelişen süre çok uzun.
6. Sert Pişirme
Direnç geliştirildikten sonra model temel olarak belirlenir, ancak fotoresistin özelliklerinin daha kararlı olması gerekir. Sert kurutma bu amaca ulaşabilir, bu aşamaya sert film de denir. Bu işlemde, yüksek sıcaklıkta işlemin kullanılması, fotodirençte kalan çözücüyü çıkarabilir, fotorezistin silikon gofret yüzeyine yapışmasını artırabilir ve fotoresistin sonraki aşındırma ve iyon implantasyonu sırasında anti-korozyon yeteneğini geliştirebilir. . Ek olarak, fotorezist, yüksek sıcaklıklarda bir cam gövdeye benzer bir erimiş hal oluşturarak yüksek sıcaklıklarda yumuşayacaktır. Bu, yüzey geriliminin etkisi altında fotorezist yüzeyi pürüzsüz hale getirecek ve fotorezist tabakadaki kusurları (iğne delikleri gibi) azaltacak, böylece fotorezist modelin kenar konturunu düzeltir.
Koku giderme adı verilen geliştirmeden sonra olası istenmeyen kalıntıları gidermek için numuneyi bir bütün olarak işlemek için O2 plazma kullanın. Özellikle, negatif tutkal, ama aynı zamanda pozitif tutkal, geliştirmeden sonra orijinal tutkal-substrat arayüzünde ince bir polimer tabakası bırakacaktır Bu problem, 1 um'den daha küçük bir yapıya veya büyük bir en-boy oranına sahip yapılarda daha ciddidir. Elbette, köpük giderme işlemi sırasında kalan tutkalın kalınlığı azalacak, ancak etkisi çok büyük olmayacaktır.
Son olarak, aşındırma veya kaplamadan önce kalan geliştiriciyi ve suyu çıkarmak için sert bir şekilde pişirmek ve geliştirme işlemi sırasında penetrasyon ve genişlemeye bağlı olarak arayüzey bağlama koşulunu iyileştirmek için tavlamak gerekir. Aynı zamanda tutkalın sertliğini ve aşındırma direncini iyileştirin. Sert pişirme sıcaklığı genellikle 120 derece kadar yüksektir ve süre yaklaşık 20 dakikadır. Ana sınırlama, çok yüksek sıcaklığın desenin kenarını daha kötü hale getirmesi ve dağlamadan sonra çıkarılmasını zorlaştırmasıdır.
Yöntem: Sıcak levha, 100 ° C 1300 ° C (cam geçiş sıcaklığı Tg'den biraz daha yüksek), 1 ± 2 dakika.
amaç:
a. Çözücüyü fotodirenç içinde tamamen buharlaştırın (sonraki iyon implantasyon ortamını kirletmemek için, örneğin DNQ fenolik reçine fotorezistindeki azot, fotorezistin lokal olarak patlamasına neden olacaktır);
b. İyon implantasyonu veya aşındırma sırasında fotorezistin alt yüzeyi koruma yeteneğini geliştirmek için sert film;
c) Fotorezist ve silikon tabakanın yüzeyi arasındaki yapışmayı daha da arttırın;
d. Durağan dalga etkisini daha da azaltın (Durağan Dalga Etkisi).
yaygın sorun:
a. Az pişmiş. Fotorezistin gücünü azaltın (aşındırma direnci ve iyon implantasyonu engelleme yeteneği); iğne deliği için Boşluk Doldurma Yeteneğini azaltın; alt tabakaya yapışmayı azaltın.
b. Fazla pişirin. Fotoresistin akmasına neden olur, bu da modelin doğruluğunu azaltır ve çözünürlüğü bozar. Ayrıca derin ultraviyole (DUV, Deep Ultra-Violet) sertleştirici film de kullanılabilir. Pozitif fotorezist reçinesi, fotoresistin termal stabilitesini artıran ince bir yüzey sert kabuğu oluşturmak için çapraz bağlanır. Sonraki plazma aşındırma ve iyon implantasyonu (1252000C) işleminde, fotoresistin yüksek sıcaklık akışının neden olduğu çözünürlük azalması azaltılır.
Yedi, dağlama veya iyon implantasyonu
Aşındırma (İngilizce: aşındırma), yarı iletken cihazların imalatında biriken bir katmanın belirli parçalarını seçici olarak çıkarmak için kimyasal yöntemler kullanan bir işlemdir. Cihazın elektriksel performansı için dağlama çok önemlidir. Aşındırma işleminde bir hata varsa, düzeltilmesi zor olan silikon gofret hurdaya çıkarılır, bu nedenle sıkı bir işlem kontrolü yapılmalıdır. Yarı iletken cihazın her katmanı, birden fazla aşındırma adımından geçer.
Aşındırma genellikle elektron ışını aşındırma ve fotolitografi olarak ikiye ayrılır Fotolitografi yüksek düzeyde malzeme düzlüğü gerektirir ve bu nedenle yüksek temizlik gerektirir. Bununla birlikte, elektron ışını aşındırma için, elektronların dalga boyu son derece kısa olduğu için çözünürlük fotolitografiden çok daha iyidir. Maskeye ihtiyaç olmadığı için düzlük gereksinimi yüksek değildir, ancak elektron ışını aşındırması yavaştır ve ekipman pahalıdır.
Çoğu dağlama aşaması için, gofretin üst tabakasının parçaları, tabakanın belirli kısımlarının seçilerek çıkarılabilmesi için, aşındırılamayan bir "başlık" ile korunmaktadır. Bazı durumlarda, maskenin malzemesi fotolitografide kullanılan prensibe benzer şekilde ışığa dirençlidir. Diğer durumlarda, dağlama maskesinin belirli kimyasallara dirençli olması gerekir ve böyle bir "maske" yapmak için silikon nitrür kullanılabilir.
İyon implantasyonu, bir elektrik alanındaki belirli iyonları hızlandıran ve ardından bunları başka bir katı malzemeye yerleştiren teknik bir yöntemdir. Bu teknolojinin kullanılması katı malzemelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirebilir ve şu anda yarı iletken cihaz üretiminde ve belirli malzeme bilimi araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. İyon aşılaması nükleer dönüşüme neden olabilir veya belirli katı malzemelerin kristal yapısını değiştirebilir.
8. Fotorezistin çıkarılması
Fotorezistin ana işlevi, tüm alanın kimyasal veya mekanik muamelesi sırasında substratın bir kısmını fotorezist altında korumaktır. Bu nedenle, yukarıdaki işlem tamamlandıktan sonra, fotorezist tamamen çıkarılmalıdır Bu aşamaya tutkal giderme adı verilir. Yalnızca ışığa duyarlı poliimid gibi yüksek sıcaklıklarda stabil olan fotorezistler, cihaz üzerinde kalmak için bir ara kaplama veya tampon kaplama olarak kullanılabilir.
Uygulama yapılacak yüzeyin zarar görmesini önlemek için düşük sıcaklıklarda hafif kimyasal yöntemler kullanılmalıdır. Ultrason uygulaması ayrıca soyma verimini de artırabilir. Korozyon sorunları nedeniyle, bilinen bazı sıyırma sıvıları, alüminyum gibi metal yüzeylerle çalışamaz; bu durumda, ozon veya oksijen plazma (külleme) ilk kullanılacak olanıdır. Bu plazmalar, alüminyum olmayan yüzeyler için fotolitografik çapraz sıyırma maddeleri olarak da başarılı bir şekilde kullanılmıştır, ancak cihaz yüzeyindeki hasar hala çözülmesi gereken bir sorundur.
Aşındırma veya iyon implantasyonundan sonra, koruyucu tabaka olarak fotoreziste artık ihtiyaç duyulmaz ve çıkarılabilir. Zamk giderme yöntemleri şu şekilde sınıflandırılır:
Islak zamk giderme
Organik çözücü uzaklaştırma: fotorezisti gidermek için organik çözücü kullanın
İnorganik çözücüler: Bazı inorganik çözücüler kullanılarak fotorezistin organik maddesindeki karbon elementi karbondioksite oksitlenir ve daha sonra uzaklaştırılır.
Kuru temizleme: fotorezisti çıkarmak için plazma kullanın
Bu ana işlemlere ek olarak, alt tabakanın kalınlığını azaltmak için geniş alanlı tek tip dağlama veya düzensiz kenarları gidermek için işlemler gibi bazı yardımcı işlemler sıklıkla kullanılır. Genel olarak, yarı iletken yongaların veya diğer bileşenlerin üretiminde, bir alt tabakanın birçok kez litografik olarak tekrarlanması gerekir.
Yukarıdakiler litografi aşamalarıdır, bunu herkes için topluyorum, düzeltmeyi umuyorum.
