MIKROÁRAMKÖRI TECHNOLÓGIÁK

Az előadások a következő témára: "MIKROÁRAMKÖRI TECHNOLÓGIÁK"— Előadás másolata:

1 MIKROÁRAMKÖRI TECHNOLÓGIÁK
FOTÓLITOGRÁFIA Definíció: Ábrakészítés, mintázat átvitel Fotólakk optikai tulajdonságai Fotólakk kémiája,fotókémiai reakció mechanizmusa Fotólitográfiai műveletsor

2 A: aktív terület B:gate (vékony oxid + poliszilícium) C:kontaktus ablak D: fém kontaktus FET tranzisztor: a 60-as években

3 KONTAKTUS ABLAK MÉRETEK 2003

4 MINTÁZAT ÁTVITEL, MASZK MÁSOLÁS

5 KÉPÁTVITEL KONTAKT MÁSOLÁSSAL

6 KONTAKT ÉS PROXIMITY MÁSOLÁS FELBONTÓKÉPESSÉGE

7 PROJEKCIÓS PRINTER KÉPÁTVITELE
A

8 POZITÍV FOTÓLAKK ÉRZÉKENYSÉGI GÖRBÉJE

9 MONOKROMATIKUS EXPONÁLÓ FÉNY INTENZITÁSA A LAKKRÉTEG MÉLYSÉGÉNEK FÜGGVÉNYÉBEN, REFLEKTÁLÓ FELÜLET ESETÉN

10 ÁLLÓHULLÁM EFFEKTUS (folyt.)

11 ÁLLÓHULLÁM EFEKTUS OKOZTA LAKKOLDALFALAK
SZERKEZETE

12 EXPONÁLÓ FORRÁSOK

13 NAGYNYOMÁSÚ HIGANYGŐZLÁMPA EMISSZIÓS SPEKTRUMA

14 A POZITÍV FOTÓLAKK OPTIKAI TULAJDONSÁGAI

15 POZITÍV FOTOLAKK ELŐNYEI
Általánosan használatos az IC iparban. • Jobb, mint a negatív fotólakk mert: – Nem változtatja az alakját az előhívásnál, – Alkalmas nagyfelbontásra, – Ellenáll a plazma-műveleteknek. POZITÍV FOTOLAKK ELŐNYEI

16 A FOTÓLAKK EGYIK ÖSSZETEVŐJE A FILMKÉPZŐ POLIMER

17 A FOTÓLAKK MÁSIK ÖSSZETEVŐJE AZ ÉRZÉKENYÍTŐ (MÁSNÉVEN INHIBÍTOR)

18 POZITÍV FOTOLAKKOK FELÜLETKÉMIAI TULAJDONSÁGAI, OLDHATÓSÁGA

19 A LAKK OLDHATÓSÁGA (folyt.)

20 A Hoechst és Shipley gyártmányú lakkok DQ szerkezete

21 POZITÍV FOTÓLAKK FŐBB KOMPONENSEI

22 A FÉNYÉRZÉKENYÍTŐ OPTIKAI TULAJDONSÁGAI

23 KÉPALKOTÁS - DILL EGYENLETEK

24 FOTÓLAKK EXPONÁLÁSA A Dill egyenletek megoldása éles átmenetet ír le az exponált és nem exponált él mentén A lakk mélyebb területein a fehér-fekete átmenet pozíciója változik A lakkábra oldalfalának dölésszöge nagymértékben függ az A, B és C Dill paraméterektől

25 FOTOLITOGRÁFIAI MŰVELETSOR
1. Megmunkálandó felület előkészítése 2. Lakkfelvitel 3. Lakkszárítás 4. Exponálás, előhívás 5. Lakkbeégetés 6. Megmunkálás a maszkoló folólakk mintázat segítségével 7. Lakkeltávolítás, tisztítás

26 C

27 2. LAKKFELÖNTÉS Fotólakk Lakk adagoló
Felesleges lakk lepereg a forgás alatt Vacuum chuck Fordulatszám Lakkszárítás, formázás Lakk terítés Idő

28 - Lakkperem: Vastagság eltérés a kerület mentén
LAKKFELÖNTÉS HIBÁI - Striation (bordázat): sugárirányú színes vonalak, 30nm vastagság eltérés - Lakkperem: Vastagság eltérés a kerület mentén nm vastagság eltérés - Ellipszis alakú mintázat radiális irányban. Szilárd részecskék okozzák. Maszk szennyeződés

29 3. LAKKSZÁRÍTÁS (Soft bake)
Lakkban megkötött oldószerek eltávolítása, a réteg tömörítése A hőciklus tipikusan C° konvekciós kályhában és Cº hot plate-en Iparban mikrohullámú és infravörös kályhás szárítás Hot plate használata előnyös, mert gyors, nem zárja be az elpárologtatandó oldószer útját, ellenőrízhető. (Jó termikus kontaktus, sík felület) oldószer fotolakk Hot plate chuck Si szelet

30 LAKKSZÁRÍTÁS ( SOFT BAKE) folyt.
Pontos hőmérséklet-idő paraméter szükséges a lakkábra méretek reprodukálására A lakkvastagság kb 25%-al csökken Az előhívás ideje függ a hőmérséklet-idő paraméterektől Dissolution rate, nm/sec 400 300 200 100 Temperature, ºC

31 4. MASZKILLESZTÉS / EXPONÁLÁS / ELŐHÍVÁS
Exponálás UV fénnyel, egyenletes megvilágítás Látens kép alakul ki Maszk: üveg hordozón króm bevonat Si szubsztrát Előhívás nedves kémiai úton NEGATÍV FOTOLAKK POZITÍV FOTOLAKK Afény hatására a lakk polimerizálódik, oldhatatlanná válik az előhívó oldattal szemben A fény hatására elbomlik az inhibítor, az előhívó oldat csak az exponált területet oldja ki i

32 MASZKILLESZTŐ BERENDEZÉS KERESZTMETSZETI KÉPE

33 MASZKILLESZTÉS

34 KONTRASZT FORDÍTÁS HÁROM KOMPONENSŰ POZITÍV FOTOLAKKAL

35 5. BEÉGETÉS, HARDBAKE Stabilizálja az előhívott mintázatot
A plasztikus folyás mértéke a hőmérséklettől függ Eltávolítja az oldószer maradványokat Bizonyos fokú sztressz képződik a rétegben A lakkábra magasság-szélesség arányától függően változik a lakkábra laterális mérete Magasabb hőmérsékletű és hosszabb ideig tartó hőkezelés után nehezebb eltávolítani a lakkot

36 Észter képződés a meg nem világított lakkrétegben
BEÉGETÉS, HARDBAKE Észter képződés a meg nem világított lakkrétegben

37 6. FOTÓLITOGRÁFIÁS ELJÁRÁSOK FAJTÁI
Mintázat készítés történhet additív, vagy szubsztraktív módszerrel, vagyis: visszamarással,

38 és “lift off” módszerrel

39 7. LAKKELTÁVOLÍTÁS A nem beégetett, vagy alacsony hőmérsékleten beégetett lakkréteget és maradványai általában oldószerekben leoldhatók: -aceton - triklóetilén -fenol alapú u.n. sztripperek Plazma marás O2 plazmában, szerves maradványok eltávolítása N-metil-2pirolidon (magas hőmérsékletű beégetés) Füstölgő salétromsav(magas hőmérsékletű beégetés)