Tehnica de proces cip

11. fotolitografie.

dopante procesele, și de a construi straturi de materiale diferite sunt destinate să formeze o structură verticală a IC fizic. Forma dorită și dimensiunile elementelor și regiunilor din fiecare strat al structurii prevăzute cu procesul de fotolitografie.

Fotolitografie - procesul de selective corodarea stratului protector de suprafață cu ajutorul unui foto-mască.

Fig. 16 prezintă procesul de fotolitografie o diagramă bloc mai mare. Etapele individuale din schema includ mai multe operații. Următoarele descrie un exemplu de operațiuni de bază în corodare selectivă oxid de siliciu (SiO2), care este utilizat în mod repetat, și are ca scop stabilirea unei ferestre de dopaj selective, precum și găurile de contact.

Tabelul 3. Forme ale regiunilor de contact și rezistențe semiconductoare Nomograma pentru a determina coeficientul k.

regiunile de contact topologiei rezistențe semiconductoare

Nomogramele pentru determinarea coeficientului k.

11.1. Pregatirea suprafetei.

Pregatirea suprafetei pentru aplicarea emulsiei este tratamentul său de vapori de solvent organic pentru a dizolva peliculele grase care împiedică aderența ulterioară a fotorezistent la suprafață. Spălarea cu apă ultrapură (deionizata) îndepărtează urmele de solvent; și microparticule capabilă să formeze ulterior „pinholes“ în mici ( „1 micron), stratul de fotorezist.

11.2. Aplicarea emulsiei.

Aplicarea emulsiei poate fi realizată prin una dintre cele două metode: centrifugarea sau spray cu aerosoli. În cazul cantității măsurată centrifugă fotorezistorului este aplicată în centrul plăcii, vid presat la o platformă rotativă (centrifugă). fotorezist lichid se extinde de la centru spre periferie, iar forțele centrifuge se distribuie uniform pe suprafața wafer, dumping surplus carcasă specială. Alocat grosime h a filmului depinde de viteza de rotație a platformei # 119;. viscozitatea fotorezist # 110; și este definit prin relația:

unde k - coeficientul stabilit experimental.

Centrifuga este caracterizat prin următoarele deficiențe:

1. Dificultatea de a obține relativ groase (mai multe micrometri) și filme uniforme din cauza săraci tartinat fotorezist vâscos.
2. starea de stres alocat filmului, ceea ce duce la manifestare, în etapa porțiuni de relaxare și de a schimba dimensiunile foto-mască lor.
3. Prezența îngroșarea marginii ca urmare a creșterii vâscozității procesului de realiniere, care deteriorează o mască de contact cu emulsie.
4. Dificultatea de a organiza prelucrarea simultană a mai multor plăci.

Când aerosoli pulverizare fotorezist este aplicat pe placa duzelor situată pe masă, mișcarea rectilinie alternativă. Grosimea necesară se formează treptat. Particulele individuale minut dispersate și fuzionează pentru a forma un strat continuu. In urmatoarea trecere particulele ajung la stratul parțial uscat, multiplu dizolvare. Prin urmare, timpul de procesare, care depinde de vâscozitatea, debitul și fotorezistent „flare“, secțiunea a vitezei de deplasare și distanța de la duză la substratul este setat experimental. Când inversarea capătul de masă plăci primesc o doză mare de fotorezistent decât centrale. Pentru a evita stratul de îngroșare pe plăcile exterioare ale duzei au raportat, de asemenea, o mișcare verticală alternativă (mișcare în sincronism cu tabelul). Când secțiunea de frânare la capătul cursei se ridică duzei și densitatea fluxului de particule în planul plăcilor este redusă.

Specificații de montare Tip aplicare fotorezist centrifugare AFF-2, după cum urmează:

Specificații semiautomat pulverizare acoperire fotorezist după cum urmează:

Spray aerosol lipsit de dezavantaje centrifugare, permite prelucrarea lot de plachete, dar impune cerințe mai stricte pentru curate (fara praf) atmosfera înconjurătoare. Aplicarea fotorezist și uscarea ulterioară a emulsiei sunt foarte solicitante operații, este în mare măsură determinată de randamentul procentual de chips-uri.

Amenzile din aerul ambiental pot pătrunde în stratul aplicat și pentru a crea defecte micro. Aplicarea emulsiei trebuie să funcționeze în condiții de înaltă fără praf în volumele de lucru (cutii, costume) clasa 1, în conformitate cu următoarele reguli: în 1 litru de aer nu trebuie să conțină mai mult de patru particule nu mai mari de 0,5 microni.

Când uscarea bule strat cauzate de solvent pot rămâne în stratul, lăsând în același timp stratul de suprafață, acestea pot forma microfisuri. Prin urmare, uscarea se realizează prin intermediul surselor de radiații infraroșii pentru fotorezist, care este transparent, și, prin urmare, absorbția radiației din degajările de căldură are loc la „placa - fotorezist“. Prin urmare, uscarea continuă din straturile inferioare ale fotorezistent la partea superioară, oferind fără evaporarea solventului. Pentru a preveni polimerizarea prematură (zadubleniya) fotorezist și pierderea sensibilității lor, temperatura de uscare trebuie să fie moderate ( „100 ÷ 120 ° C).

Aceste tipuri photolayer defecte (particule de praf, cum ar fi microbule și microfisuri) sunt stocate în și moștenit mască foto-mască de oxid, creând pinholes în acesta. Când se folosește o mască de oxid pentru doparea selectivă a impurităților va pătrunde prin ea, formând microregiuni dopate și, ca urmare, scurgeri de curent și defalcarea în p-n-intersecții. Când stratul de oxid masca reprezintă ferestrele de contact, metalul pătrunde în pori, poate duce la cuplare parazitare între regiuni și scurtcircuite. Caracteristicile unor branduri Fotorezistul sunt prezentate în tabelul 4.

Tabelul 4. Parametrii Fotorezistul

11.3. Aliniere și expunerea.

Prin înregistrarea înainte de expunerea înțeleasă orientarea corectă în raport cu placa de mască în care elementele topologice ale stratului următor (pe) ocupă o foto-mască poziție în raport cu elementele stratului anterior (într-o placă), o topologie dezvoltator prescris. De exemplu, un model care poartă o foto-mască de regiuni emitor trebuie orientate exact în raport cu placa, în care a fost format din regiunea de bază.

Fig. 17. Combinația cu placa foto-mască: a - schema generală de aliniere: 1 - grupa foto-mască; 2 - module pentru alinierea grosieră; 3 - să taie placa de bază a pre-orientare; 4 - placă despărțitoare; 5 - marcajul de aliniere pe placa modulului; 6 - marcajul de aliniere a modulului șablon; Circuit b- pentru calcularea clearance-ul nominal dintre marcajele de aliniere.

procesul de aliniere este format din trei faze (Figura 17a.):

1. Orientarea forfecare preliminară, la baza oferind pe limitele grupului modulelor plăcii plane cristalografice cea mai avantajoasă din punct de vedere al calității plăcii de separare pentru a separa cristale.
2. Alinierea preliminară dur în granițele modulelor extreme în vederea eliminării inversarea plăcii și mască în raport cu axa verticală Z.
3. Alinierea precisă se opune unei deplasări a modelelor și plăcile foto-mască de-a lungul axelor X și Y.

Pentru alinierea precisă cu ajutorul marcaj special de aliniere cu un decalaj de controlat, care fac parte din modelul topologic straturilor corespunzătoare. Combinația este îndeplinită în cazul în care introducerea de un semn într-o altă diferență poate fi văzută în întregul circuit.

Clearance-ul nominal este numit clearance-ul uniform pe întreaga sa contur, care se formează sub mărcile nominale (proiectate) dimensiunea și alinierea exactă a acestora (centrare). Fig. 17 ar trebui să fie utilizate, că

unde # 100; min = 200 / T - limitarea sistemului rezoluție "Eye - Microscop" (200 microni - rezolutie liniara a ochiului normale; T - mărirea microscopului); # 68; și - o limită absolută pe imaginea de eroare de detectare și de instalare platan de aliniere; # 68; și w # 68; n - eroarea limită semn mărime absolută, respectiv, pe șablon și napolitana ( # 68; w

11.4. Manifestare.

Afișarea imaginii latente la un fotorezist negativ este tratat cu un solvent organic al emulsiei. În care porțiunile care nu se supune iradierii, dizolvate, și porțiuni unde există o ruptură de obligațiuni interatomice și transformarea structurii (fotopolimerizare) iradiate este stocată (vezi. Fig. 16) la absorbția radiațiilor ultraviolete.

In Fotorezistul pozitive in zonele expuse la radiații, structura este distrugerea (degradarea) pentru a forma acidul. Pentru a se traduce într-o soluție de fibre solubile utilizate compus anorganic cu proprietăți alcaline (KOH, NaOH, etc.).

După spălarea urmelor de dezvoltator și uscare, rezultată este supusă zadublivaniyu foto-mască termică (120 ÷ 180 ° C, în funcție de marca de fotorezist), prin aceasta formând în final proprietățile sale de protecție.

11.5. Decapant.

Când decapare soluții apoase de compuși anorganici (în mod tipic acizi) sunt utilizați în lichid Agenții de decapare. Compoziția chimică și concentrația soluției etchant selectate pentru a dizolva stratul de suprafață activ și nu a dizolva baza. Deoarece gravarea fenomen este lichid Agenții de decapare asociată nu numai subcotare sub o foto-mască, dar, de asemenea, se împrăștie subcotării în elemente agregate ale unui strat.

Până la sfârșitul stratului se dizolvă în „fereastra“ gravare laterală este aproximativ egală foto-mască cu grosimea stratului (Fig. 18), dar finalul corodării depinde de gravat pe marimea elementului (fereastra masca). Procesul de gravare avea loc îndepărtarea produsului de reacție de la suprafață în soluție și o cantitate de soluție etchant proaspătă. Ambele procese trece prin interdifuzia, care determină viteza și rata de corodare. Micul Celula este împiedicată de transfer de masă și rata corodare mai mică decât cea a elementelor mari. Deoarece timpul procesului de decapare este setat la elementul mic, elemente mari dau „peretrav“ adică eroare de mari dimensiuni.

Pentru a mări precizia de corodare, și anume reduce dispersia dimensiunilor rastrava datorate necesară etchant efectului dinamic pe suprafața tratată este. Fig. 19 prezintă diagrama de instalare pe baza unei centrifuge, echipată cu trei duze pentru gravare secvențială, se spală (apă deionizată) și uscare (aer cald). Duza prevede aprovizionare etchant accelerată a etchant proaspete la suprafață, forțând produșii de reacție, iar forțele centrifuge accelerează îndepărtarea etchant uzat. Tabelul 5 prezintă utilizarea în fabricarea de circuite integrate tipuri de Agenții de decapare.

Tabelul 5. Agenții de decapare pentru anumite materiale.

Notă: k-concentrat; rz- diluat; r fierbinte.

O creștere semnificativă a preciziei de corodare este realizat prin utilizarea vacuum-plasma ( „uscate“) tehnici de corodare, în care un strat de distrugere se produce din cauza fascicul bombardament mecanic de particule incarcate (ioni de gaz inert). În acest scop, camera de vid 1 la o presiune a gazului de 10 de evacuare Pa ÷ este aprins și procesat placa drept catod este prelucrat de ioni cu o energie de 1 keV. Structura polimerului și grosimea acestuia păstrează proprietățile foto-mască protectoare până după strat de procesare. Deoarece mișcarea ionilor de gaz inert (de obicei, argon), are loc de-a lungul normalei la suprafața wafer, porțiunile corodate corespund exact ferestrelor de dimensiuni, adică foto-mască efectul subcotării absente.