химический каталог




Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

Автор А.И.Курносов, В.В.Юдин

жения металлизированного слоя, резкости и ровности края элемента рисунка на фотошаблоне.

Выбор источника света для операции экспонирования зависит от светочувствительности, контрастности, области спектрального поглощения, коэффициента преломления и разрешающей способности исходного фоторезиста. Основными требованиями, которые предъявляют к источникам света при проведении процесса экспонирования, являются спектр и интенсивность излучения. Для экспонирования используют различные источники света, спектры

162

излучения которых соответствуют максимумам спектральной чувствительности фоторезистов. Наиболее широко применяют ртутно-кварцевые и ксеноновые лампы.

Для качественного проведения процесса экспонирования необходимо использовать устройства, позволяющие получать параллельность лучей в пучке света. Создание такого пучка света дает возможность уменьшить размеры области полутеней, возникающих в зазоре между подложкой и фотошаблоном, и тем самым значительно улучшить воспроизводимость рисунка.

Большую роль при экспонировании фоторезиста играет равномерность освещенности по всему полю фотошаблона.

Основными оптическими эффектами при проведении операции экспонирования являются дифракция света на границе фотошаблон— пленка фоторезиста, рассеяние света в пленке фоторезиста и отражение света от подложки и металлизированной пленки фотошаблона. Эти эффекты определяют предельную возможность контактного процесса экспонирования.

Дифракционные эффекты при прохождении света через фотошаблон к пленке фоторезиста при экспонировании вызываются наличием зазора между фотошаблоном и подложкой. Чем больше зазор, тем сильнее влияние дифракции на процесс экспозиции и качество передаваемого рисунка. Дифракционные явления оказывают влияние на распределение световой энергии на поверхности фоторезиста и тем самым на- изменение размеров элементов при контактной фотолитографии. Дифракционные явления вызывают нерезкость и неровность края элемента рисунка при экспонировании и проявлении. Это происходит за счет облучения участков пленки фоторезиста, находящейся под непрозрачным участком фотошаблона.

Таким образом, для уменьшения влияния эффекта дифракции при проведении экспонирования необходимо плотно прижимать фотошаблон к подложке с целью исключения зазора между ними или сведения этого зазора к минимуму.

Другим важным оптическим эффектом при проведении экспонирования является прохождение света через пленку фоторезиста. Световой поток, проходя через пленку фоторезиста, рассеивается в ней, доходя до подложки, отражается от нее и возвращается обратно в пленку. Дойдя до поверхности фотошаблона, световой поток отражается от металлизированного слоя фотошаблона . и снова попадает в пленку фоторезиста. Эти отражения светового потока приводят к нежелательному дополнительному экспонированию участков пленки фоторезиста, находящегося под непрозрачным участком фотошаблона. Отраженный поток света зависит от коэффициентов отражения подложки и металлизированных участков рисунка фотошаблона. Поэтому снижение коэффициента отражения фотошаблона уменьшает влияние эффекта отражения и рассеяния света в пленке фоторезиста, находящейся под непрозрачным участком рисунка фотошаблона. С целью снижения эффекта отражения используют для контактной экспозиции вместо ме-

6:

163

таллизированных фотошаблонов цветные, коэффициент отражения которых значительно ниже.

Проявление фоторезиста. Операция проявления пленки фоторезиста после ее экспонирования заключается в обработке подложки с пленкой в специальных растворах с целью удаления с поверхности подложки определенных участков пленки фоторезиста: облученных — для позитивных и необлученных — для негативных фоторезистов.

Процесс проявления негативных и позитивных фоторезистов неодинаков. Различие состоит в химических реакциях, которые протекают в этих фоторезистах при воздействии на них определенных растворов. Так, процесс проявления негативных фоторезистов является типичным физико-химическим процессом растворения полимерных материалов. Поэтому в качестве проявителей для негативных фоторезистов используют органические растворители: толуол, хлорбензол, трихлорэтилен и др. При воздействии растворителей на негативные фоторезисты происходит значительное набухание облученных и растворение необлученных участков пленки.

На процесс проявления негативных фоторезистов оказывает влияние экспозиция. При недостаточной экспозиции облученные участки фоторезиста могут полностью раствориться при проявлении или набухнуть до соединения соседних элементов между собой. По набухаемости пленки негативного фоторезиста после проявления судят о правильности выбора режима экспозиции. Существенным моментом в операции проявления негативных фоторезистов является то, что для них не опасно перепроявление, если экспозиция выбрана правильно. Поэтому процессы проявления негативных фоторезистов легко поддаются автоматизации.

Процесс проявления позитивных фоторезистов более сложен. Он основан на протекании химического процесса взаимодействия продуктов фотолиза нафтохинондиазидов и фенольных смол с щелочными растворами с последующим физико-химическим удалением продуктов реакции. Поэтому в качестве проявителей для позитивных фоторезистов обычно используют сильно разбавленные водные растворы едкого кали и натра или тринатрийфосфата. Характерной особенностью процесса проявления позитивных фоторезистов является их чувствительность к перепроявлению, т. е. К чрезмерно длительному пребыванию проэкспонированной пленки фоторезиста в проявителе. Это объясняется тем, что при длительном взаимодействии пленки фоторезиста с проявителем необлу-ченные ее участки начинают химически взаимодействовать с проявителем и постепенно растворяться в нем. Обычно время проявления позитивных фоторезистов не превышает нескольких десятков секунд.

В процессе проявления негативных и позитивных фоторезистов выявляются паразитные эффекты, связанные с дифракцией света на краю непрозрачной части фотошаблона, рассеянием света в пленке фоторезиста и отражением света от подложки и фотошаб-

164

лона. Все эти факторы приводят к появлению клина проявления в пленке фоторезиста у края элемента микроизображения.

Вторая сушка фоторезиста — полимеризация. Эта операция проводится для удаления из набухшей пленки остатков проявителя! и термической полимеризации пленки фоторезиста. Этот процесс1 иногда называют задубливанием фоторезиста. Вторую сушку проводят при более высокой температуре, чем первую сушку после* нанесения фоторезиста на поверхность подложки. Для получения? более качественной пленки фоторезиста вторую сушку проводят в два этапа: сначала пленку сушат при температуре 18—20°С в течение 15—30 мин, а затем при температуре 140—200°С (в зависимости от типа фоторезиста) в течение 30—60 мин.

В качестве источника теплоты широко используют инфракрасное излучение.

Контроль рельефа рисунка в пленке фоторезиста. Контроль проводят визуально под микроскопом. Проверяют всю рабочую поверхность подложки с имеющимися на ней элементами рисунка из пленки фоторезиста. Контролируются следующие основные критерии качества пленки: чистота рабочего поля пленки фоторезиста, наличие проколов и их количество, геометрические размеры элементов рельефа, неполное удаление фоторезиста в окнах (при позитивном фоторезисте) или за окнами, (при негативном фоторезисте), искажение формы элементов рисунка, наличие ореола и клина в рельефе рисунка.

При обнаружении того или иного дефекта в пленке фоторезиста проводят анализ возможных причин его появления. После этого составляют план мероприятий по проверке отдельных технологических операций фотолитографического процесса.

Травление подложки. Операцию травления подложки проводят с целью переноса изображения рисунка с пленки фоторезиста на подложку. Перенос изображения осуществляется методом химического травления локальных участков подложки через открытые места в маске, роль которой выполняет пленка фоторезиста заданного рельефа. Процесс избирательного травления материала подложки является завершающей стадией формирования топологии рисунка в фотолитографическом цикле. Основными требованиями, предъявляемыми к этому процессу, являются минимальное искажение формы и размеров переносимого рисунка и его отдельных элементов, достижение нужной глубины вытравливания профиля рисунка, полное стравливание металлических и диэлектрических пленок с поверхности подложки, не защищенных слоем фоторезиста, минимальное воздействие травителя на пленку фоторезиста.

На процесс травления оказывают влияние температура и тип выбранного травителя и кинетика химической реакции взаимодействия травителя с материалом подложки.

Важной особенностью локального травления через пленку фоторезиста является то, что в процессе химической обработки происходит не только травление материала по глубине, но и под-

165

травливание его под защитной пленкой фоторезиста. В результате образуется клин травления в рельефе подложки. Клин травления зависит как от качества химической обработки указанных факторов, так и от качества предыдущих технологических операций (нанесения, сушки, экспонирования, проявления).

Перенос изображения с пленки фоторезиста может проводиться: на подложку из полупроводниковых материалов (германий, кремний, соединения типа A™BV и др.), на диэлектрические слои (Si02 и Si3N4), осажденные на подложке, на металлические пленки (Ni, Au, Al, Си, Ag, Cr, Zn и др.), нанесенные на подложки и на различного рода резистивные пленки. В каждом конкретном случае выбирают определенный травитель и экспериментальным путем подбирают оптимальный режим химической обработки.

Для вытравливания рельефа в полупроводниковых подложках (Ge, Si, соединения типа ????? и др.) разработаны и широко используются различные кислотные и щелочные травители (см. гл. 4).

Для получения рельефа в пленках Si02 широко используют травитель следующего состава:

HF:NH4F:H20=2:7: 1.

Травление пленок нитрида кремния проводят в кипящей фосфорной или в концентрированной плавиковой кислоте.

Медь хорошо трави

страница 40
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем" (3.82Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы эксель дмитров
г.пушкино ремонт холодильников
Двухтопливные котлы Viessmann Vitoplex 300 TX3A 115
обучение кадровика на управление персоналом

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)