NP Fotolitográfia Történetileg a litográfia olyan nyomtatási eljárás, amely a víz és olaj kémiailag eltérő tulajdonságain alapul. Photo-litho-graphy: latin:

Az előadások a következő témára: "NP Fotolitográfia Történetileg a litográfia olyan nyomtatási eljárás, amely a víz és olaj kémiailag eltérő tulajdonságain alapul. Photo-litho-graphy: latin:"— Előadás másolata:

1 NP Fotolitográfia Történetileg a litográfia olyan nyomtatási eljárás, amely a víz és olaj kémiailag eltérő tulajdonságain alapul. Photo-litho-graphy: latin: fény-kő-írás 1935 : Louis Minsk / Eastman Kodak: első negatív fotolakk 1940: Otto Suess: első pozitív fotolakk.

2 NP Fotolakk (photoresist) Olyan lakk, ami megváltoztatja kémiai szerkezetét a megvilágítás (főleg UV) hatására. Fényérzékeny összetevőjének köszönhetően a kép felvihető a NYÁK lapra (v. egyéb felületre). Két típus: pozitív és negatív

3 NP Litográfia Az UV megvilágítás oldhatóbbá teszi A megvilágított lakk az előhívóban leoldódik, a szubsztrát szabaddá válik Az eredmény az eredeti pontos mása Az UV megvilágítás oldhattlanabbá teszi Az előhívó a megvilágítatlan lakkot oldja le Olyan, mint a foto- negatív

4 NP Megvilágítási lehetőségek

5 NP A diffrakció hatása Kis méreteknél a diffrakció dominál Ha a rés (apertúra) nagyságrendjébe esik, a fény szóródni fog az áthaladás után. (Minél kisebb a rés, annál inkább.) Az rés leképezéséhez ( a fotolakkra) a fényt egy lencsével fókuszálhatjuk a tárgysíkra. A lencse véges mérete miatt információveszteség lép fel (főleg a magasabb térfrekvenciájú komponensekre).

6 NP Intenzitás eloszlás diffrakció során Pl.: Kis kör alakú apertúra (ún. Airy disk) leképezése Pontforrás esetén a leképezés egy 1.22 f/d átmérőjű kör, amelyet diffrakciós gyűrűk vesznek körbe (Airy pattern) A diffrakciót két határesettel szokták leírni –Fresnel diffrakció – közel-tér –Fraunhofer diffrakció – távoli tér.

7 NP A diffrakció mértéke függ a maszk- fotoreziszt közötti távolságtól

8 NP Információ veszteség a szórás miatt Az ábrán  az a max. szög, ami alatt a lencse a maszkról jövő szórt fényt összegyűjti. A sin  = N /d miatt csak azok az N értékek engedélyezettek, amikre a jobb oldali kifejezés sin  –nál kisebb. Ahogy a d periódus csökken ( /d nő), N is csökken (vagyis alacsonyabb lesz diffrakciós rend). A jobb oldali képen a diffrakciós rend eloszlása látható a csökkenő résnyílás (b) hatására. A szórás miatt kevesebb diffrakcióból fog a kép állni. Ez információvesztést okoz.

9 NP A hullámhossz és a legkisebb feloldható részlet G-vonal, I-vonal: a megvilágító fényforrás (Hg-gőzlámpa) vonalas spektrumának jellemző (intenzív) vonalai. DUV: mély (deep) UV

10 NP Korrekciók - OPC Optical Proximity Correction (OPC) alkalmazható a diffrakciós hatások bizonyos mértékű kompenzálására. Az éles részletek elvesz- nek a nagyobb térfrek- venciák diffrakció miatti csökkenése következ- tében. A hatás számítható és csökkenthető. A felbontás itt is a k 1 csök- kentés következménye.

11 NP Korrekciók - fázistoló maszkok (PSM) Növeli a litográfia felbontóképességét A fény hullámtermészetének kihasználásán alapul A PSM-ek a fény fázisát 180°-al eltolják az egymás melletti részleteknél, ami a fénysugarak kioltását okozza (interferencia) Növeli az MTF-et és csökkenti a k 1 értékét.

12 NP Felbontás növelése kettős levilágítással

13 NP IC-tokozás vázlata

14 NP A tokozat funkciói

15 NP Tokozószerszám (Transfer molding) FRONT VIEW SIDE VIEW MOLDSET UPPER & LOWER (96 CAVITY)

16 NP Tokozás fázisai Step 1: Open mold Step 2: Closed moldStep 3: Placement of pellet Step 4: Transfer-engaging plungerStep 5: Transfer-filling the runnersStep 6: Transfer-Filling the mold cavities Step 7: Open mold after mold compound cureStep 8: Separating packages from runners & cull

17 NP Szerszám- kitöltés

18 NP A tokozóanyag összetétele

19 NP A töltőanyag hatása Hővezetőképesség növelése (hővezetőképesség > mátrix). Hőtágulás csökkentése (hőtágulás < mátrix). Modulusz és mechanikai szilárdság növelése (mindkettő > mátrix). A víz abszorpcióját és diffúzióját csökkenti, ideális esetben a víz nem tud behatolni a tokozatba. Növeli az ömledék viszkozitását (a viszkozitás növekedés a legfőbb gátja a töltőanyag cc. növelésének). Növeli a szerszám kopását. Növeli az  -részecske emissziót (a természetes kvarc mellett mindig van radioaktív Th és U, amelyek bomlásakor  -részecske is keletkezik) Általában csökkenti a költséget.

20 NP A térhálósodás folyamata A legtöbb térhálósítható polimernél a térhálósodási reakció széles hőmérséklet tartományban mehet végbe. Ahhoz, hogy a tokozóanyag bejusson a szerszám üregbe, alacsony viszkozitású állapotban kell lennie. Magasabb hőmérsékleten a térhálósodás gyorsabb, ezért kevesebb idő marad a gélesedés eléréséig, illetve a szerszám kitöltésre. A viszkozitás – hőmérséklet összefüggés(bath tub curve)

21 NP Spirál szerszám

22 NP Flip-chip tokozás Forrszem-gömbökÁramkör a Si szeleten „Flip” Rés kitöltése gyantával Gömbök megolvasztása Pozicionálás (reflow) (underfilling) Pl.: PC alaplapokon a vezérlők

23 NP Egyéb tokozási technológiák (kiöntés, beágyazás)