Çipler nasıl yapılır? Ayrıntılı çip litografi süreci
Entegre devrelerin üretim sürecinde önemli bir link-fotolitografi vardır, bu nedenle minik yongalar üzerinde fonksiyonları gerçekleştirebiliriz. Modern çizme teknolojisi 190 yıl öncesine kadar izlenebilir. 1822'de Fransız Nicephore yeğeni, çeşitli malzemeler üzerinde ışıklandırma deneylerinden sonra yağlı kağıt üzerine kazınmış bir baskıyı (desen) kopyalamaya başladı. Yağlı kağıdı bir cam parçasına koydu. Cam slaytlar, bitkisel yağda çözülmüş zift ile kaplanmıştır. 2 ila 3 saat güneşe maruz kaldıktan sonra, ışık geçiren kısımdaki asfalt açıkça sertleşirken, opak kısımdaki asfalt hala yumuşaktır ve reçine ve bitkisel yağ karışımı ile yıkanabilir. Niepce, cam plakayı güçlü asitle aşındırarak, 1827'de Bishop d'Amboise'nin oyulmuş plakasının 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 çok sayıda küçük transistör üretmek için fotolitografi kullanıldı. O zamanlar çözünürlük 5um idi. Şimdi, görünür ışık litografisine ek olarak, X-ışını ve yüklü parçacık çizme 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 desen yapısını tanımlamak için pozlama ve geliştirmeyi kullanır ve ardından, fotomask üzerinde aşındırma işlemi gerçekleştirilir. Grafikler alt tabakaya aktarılır. Burada bahsedilen substrat sadece silikon levhaları değil, aynı zamanda SOS'ta cam ve safir gibi diğer metal katmanları ve dielektrik katmanları da içerir.
Fotolitografinin temel prensibi, 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 yoluyla 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 iki ana metal kontaminasyonu türü vardır:
a) Bir tür, kirletici iyonların veya atomların silikon gofret yüzeyine adsorpsiyon ve dispersiyon yoluyla yapışmasıdır.
b. Diğer tür, pozitif yüklü metal iyonlarının silikon tabakanın yüzeyine elektronları (örneğin "elektro kaplama") tutturmasıdır.
Silisyum parlatma gofretinin kimyasal temizliğinin amacı bu tür kirlerin giderilmesidir.Genel olarak temizlik ve kirliliklerin giderilmesi şu şekilde yapılabilir.
a. Silikon yüzeyine bağlı metal iyonlarını metale "kaplayarak" 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'den beri, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki RCA laboratuvarı tarafından önerilen daldırma RCA kimyasal temizleme işlemi yaygın olarak kullanılmaktadır.1978'de, RCA laboratuvarı megasonik temizleme sürecini başlatmıştır.Son yıllarda, RCA temizleme teorisine dayalı çeşitli temizleme teknolojileri sürekli olarak geliştirilmiştir. Örneğin: Amerika Birleşik Devletleri'nin FSI şirketi, santrifüj sprey kimyasal temizleme teknolojisini, Amerika Birleşik Devletleri'nin orijinal CFM şirketi tarafından sunulan Full-Flow sistem kapalı taşma tipi temizleme teknolojisini ve Amerika Birleşik Devletleri VERTEQ şirketi tarafından sunulan daldırma ve kapalı tip arasındaki kimyasal temizleme teknolojisini tanıttı. (Örn. Goldfinger Mach2 temizleme sistemi), ABD SSEC şirketinin çift taraflı sassafras temizleme teknolojisi (ör. M3304 DSS temizleme sistemi) ve Japonyanın sıvı içermeyen dielektrik iyonize su temizleme teknolojisi (dielektrik ultra saf iyonize su ile temizlik) cilalama tabakasını oluşturur 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 artırır. Yaygın olarak kullanılır: (HMDS) heksametildisilazid, PR spin kaplamadan önce HMDS buhar kaplaması ve PR kaplamadan önce gofreti soğutmak için soğutma plakası.
Ön pişirme ve astar buhar kaplama
Üç, fotorezist kaplama (Photoresist Kaplama)
Fotorezist kaplamanın olağan adımı, fotorezistin kaplanmasından önce oksidasyonu 900-1100 derecede ıslatmaktır. Oksit tabakası ıslak olarak dağlanmış veya B-implante edilmiş 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 istenen 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 tekdüzeliği ± 5nm'yi geçmemelidir (1.5um tutkal kalınlığı için ±% 0.3'tür).
Fotoresistin hedef kalınlığının belirlenmesi esas olarak yapıştırıcının kendisinin kimyasal özelliklerini ve kopyalanacak desendeki çizgilerin ve boşlukların inceliğini dikkate alır. Çok kalın tutkal, kenar kaplaması veya bağlantıya, küçük tepelere veya kısa 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. Çözücüler 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. Daha sonra, pozitif tutkal ortaya çıktı, ancak pozitif tutkalın dezavantajı, zayıf bağlanma kabiliyetiydi.
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 ve parlak alan maskelerinin 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
Dördüncü, 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 ince filmin gerilimini de azaltabilir, böylece fotorezist substrat üzerindeki yapışmayı geliştirebilir.
Ön pişirme işleminde, çözücünün buharlaşmasına bağlı olarak fotorezistin kalınlığı da azalacaktır ve fotoresistin kalınlığı genellikle yaklaşık% 10-% 20'dir.
Pişirme Sistemleri
Dört, hizalama (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 doğruluğu gereksinimleri yaklaşık 5: 00'dir.
Gelişmiş litografi çözünürlüğüyle yönlendirilen hizalama teknolojisi de hızlı ve çeşitli bir gelişmeden geçmiştir. 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 hizalama, lazer heterodin girişim ve Moiré 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 gofret 90º üzerinde düz kenarı yapmak olmasıdır. Aşağıdaki maskeler, hizalama işaretleriyle önceki katmandaki desenli maske ile hizalanır. Hizalama işareti, her bir çip deseninin kenarında dağıtılan özel bir modeldir (resme bakın). Hizalama işareti, fotolitografi işleminden sonra sonsuza kadar çipin yüzeyinde kalır ve bir sonraki hizalama için kullanılır.
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, katman arası hizalama, yani gravür doğruluğu, silikon gofret üzerinde zaten mevcut olan desen ve desen arasındaki hizalamayı sağlar.
Beş, pozlama (Pozlama)
Bu adımda, substratı kaplayan fotoresistin seçici olarak ışınlanması için belirli bir ışık dalga boyu kullanılacaktır. Fotorezistteki duyarlılaştırıcı, pozitif fotoresistin 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 edilecektir 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. Pozlamayı elde etmek için ışığı toplamak için maske ile fotorezist arasında 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. Odaklanma
Enerji ve odak uzaklığı iyi ayarlanmadıysa, gerekli grafik çözünürlüğü ve boyutu elde edilemez. Grafiklerin temel boyutlarının gerekli aralığı aştığı görülüyor.
Altı, geliştirme
Pozlama işlemi bittikten sonra geliştiricinin eklenmesiyle, pozitif fotoresistin ışığa duyarlı alanı ve negatif fotoresistin ışığa duyarlı olmayan alanı geliştiricide 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, sonraki işlem için film plakası olarak kullanılan fotorezistin varlığı ve yokluğunun baskın modeli haline getirir. Geliştirme sırasında olan şey, seçici bir çözünme sürecidir ve en önemli şey, maruz kalan alan ile maruz kalmayan alan arasındaki çözünme oranı (DR) oranıdır. Ticari pozitif tutkalın DR oranı 1000'den büyüktür ve çözünme hızı maruz kalan alanda 3000 nm / dak ve maruz kalmayan alanda yalnızca birkaç nm / dak'dır.
İki tür geliştirme yöntemi vardır, biri IC ve mikro işlemede yaygın olarak kullanılan ıslak geliştirme, 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 ayarlama parametreleridir.
c. Puddle Development (Puddle Development). Silikon gofretin yüzeyine yeterince geliştirici solüsyonu (arka taraftaki nemi en aza indirmek için çok fazla değil) püskürtün ve bir su birikintisi şekli oluşturun (geliştirici solüsyonunun akışı, kenar geliştirme hızı değişikliğini azaltmak için düşük tutulur). Gofret sabit veya yavaş dönüyor. 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 plaka eşit şekilde geliştirilir; sıcaklık gradyanı en aza indirilir.
Geliştirici:
a. Pozitif fotorezist için geliştirici. Pozitif jelin geliştiricisi alkali sulu çözeltidir. KOH ve NaOH, Hareketli İyon Kirlenmesine (MIC) neden olacağından 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 kalmayan 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. Fotorezist yüzeyde kalır. Yetersiz geliştiricinin neden olduğu;
b. Geliştirme Aşamasında. Geliştirmenin yan duvarı, yetersiz geliştirme süresinden dolayı dikey değildir;
c. Aşırı Geliştirme. Yüzeye yakın fotorezist, geliştirici tarafından aşın çözülerek adımlar oluşturulur. Gelişen süre çok uzun.
Altı, Sert Pişirme
Direnç geliştirildikten sonra, model temel olarak belirlenir, ancak fotoresistin özelliklerinin daha kararlı olması gerekir. Sert kurutma bu amaca ulaşabilir ve bu aşamaya sert film de denir. Bu süreçte, yüksek sıcaklıkta işlemin kullanılması, fotodirençte kalan çözücüyü çıkarabilir, fotorezistin silikon gofret yüzeyine yapışmasını artırabilir ve fotoresistin sonraki aşındırma ve iyon implantasyon işlemlerinde korozyon önleyici özelliğini geliştirebilir. . Ek olarak, fotorezist, yüksek sıcaklıklarda bir cam gövdeninkine 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 ara yüzünde ince bir polimer tabakası bırakacaktır Bu problem, 1um'den daha küçük yapılara veya geniş derinlik-genişlik oranlarına sahip yapılarda daha ciddidir. Elbette, köpük giderme işlemi sırasında kalan tutkalın kalınlığı azalacak, ancak etkisi çok büyük olmayacaktır.
Son olarak, artık geliştiriciyi ve suyu çıkarmak için aşındırma veya kaplamadan önce sert pişirme ve geliştirme işlemi sırasında penetrasyon ve genişlemeye bağlı olarak arayüz bağlama koşulunu iyileştirmek için tavlama gereklidir. 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 nitrojen, 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 (Duran Dalga Etkisi).
yaygın sorun:
a. Az pişmiş. Fotorezistin gücünü azaltın (iyon implantasyonunda aşındırma direnci ve engelleme yeteneği); iğne deliği için Boşluk Doldurma Yeteneğini azaltın; alt tabakaya yapışmayı azaltın.
b. Fazla pişirin. Fotoresistin akmasına neden olur, bu da modelin doğruluğunu ve çözünürlüğü azaltır. 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 (125-2000C) 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 atılacaktır, bu nedenle sıkı bir işlem kontrolü yapılmalıdır. Yarı iletken aygıtın her katmanı, çok sayıda 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 teknolojiyi kullanmak katı malzemelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirebilir ve şu anda yarı iletken cihaz üretiminde ve belirli malzeme bilimi araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. İyon implantasyonu, 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 ve 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 ajanları olarak da başarılı bir şekilde kullanılmıştır, ancak cihaz yüzeyindeki hasar hala çözülmesi gereken bir sorundur.
Aşındırma veya iyon implantasyonundan sonra, koruyucu bir tabaka olarak fotorezist artık gerekli değildir ve çıkarılabilir. Tutkal çıkarma 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 soymak için plazma kullanın
Bu ana işlemlere ek olarak, alt tabakanın kalınlığını azaltmak için geniş alanlı tek biçimli dağlama veya düzensiz kenarları gidermek için işlemler gibi bazı yardımcı işlemler sıklıkla kullanılır. Genel olarak, yarı iletken yongaların veya diğer bileşenlerin üretiminde, bir substratın litografik olarak birçok kez tekrarlanması gerekir.
Yukarıdakiler litografi aşamalarıdır, bunu herkes için topluyorum, düzeltmeyi umuyorum.
