техника процес чип

11. Фотолитография.

допинг процеси, както и изграждане на слоеве от различни материали са предназначени да образуват вертикална структура на физическото IC. Необходимата Формата и размерите на елементи и региони на всеки слой на структурата снабдена с процеса на фотолитография.

Фотолитография - процесът на селективно ецване на повърхността защитен слой с помощта на photomask.

Фиг. 16 показва блокова схема голяма процес фотолитография. Отделните етапи в Схема включват няколко операции. Следното описва пример на основни операции в селективно ецване на силициев оксид (SiO2), който се използва многократно и е предназначен за създаване на селективни прозорци допинг, както и отвори за контакт.

Таблица 3. Форми на контактни региони и резистори полупроводникови номограма за определяне на коефициента.

Топология контакт региони на полупроводникови резистори

Номограмите за определяне на коефициента.

11.1. Подготовка на повърхността.

Подготовка на повърхността за прилагане на емулсията е третирането на изпарения на органичен разтворител за разтваряне на мастни филмите, които предотвратяват последващо адхезия на фоторезист на повърхността. Измиване с ултра чист (дейонизирана) вода премахва следи от разтворител; и микрочастици способни впоследствие формиране "точкови отвори" в малък ( "1 микрон) фоточувствителен слой.

11.2. Прилагането на емулсията.

Прилагане на емулсията може да се осъществи чрез един от следните два метода: центрофугиране или аерозолен спрей. В случай на центрофуга измерено количество фоторезист се прилага към центъра на плочата, вакуум натискане на въртяща се платформа (центрофуга). Течен фоторезист се простира от центъра към периферията, и центробежните сили го разпределят равномерно върху повърхността на вафла, дъмпинг излишък специален корпус. Разпределени дебелина ч на филма зависи от скоростта на въртене на платформата # 119;. вискозитетът на фоторезист # 110; и се определя от съотношението:

където к - коефициент, установен експериментално.

Центрофугира се характеризира със следните недостатъци:

1. Трудността при получаването на относително дебели (няколко микрометра) и еднакви филми поради лошо разстилаемост вискозно фоторезист.
2. Разпределени стресово състояние на филма, което води до проява на стъпка за релаксация порции photomask и да променят размерите си.
3. Наличието на сгъстяване на ръб в резултат на увеличаване на вискозитета на процеса на прегрупиране, което влошава маска контакт с емулсията.
4. Трудността за организиране на едновременна обработка на множество плочи.

При пръскане аерозоли фоторезист се нанася върху плочата на дюзата разположена на масата на възвратно-постъпателно движение. Необходимата дебелина се образува постепенно. индивидуални минута частици разпръснати и се сливат, за да образуват непрекъснат слой. В следващия прохода пристигат частици в частично обезводнено слой, множество разтваряне. Следователно, времето за обработка, което зависи от вискозитета, поток и "възпламенен" фоторезист, частта от скоростта на движение и на разстояние от дюзата към субстрата се определя експериментално. Когато заден край маса плочи получават голяма доза от фоторезист от центъра. За да се избегне сгъстяване слой на външните плочи на дюзата също съобщават за възвратно-постъпателно вертикално движение (движение в синхрон с таблицата). При спиране точка в края на хода издига дюза и плътността на частиците поток в равнината на плочите се намалява.

Спецификации монтаж тип прилагане фоторезист центрофугиране AFF-2, както следва:

Спецификации полуавтоматичен покритие фоторезист спрей, както следва:

Спрей аерозол лишени от недостатъци центрофугиране, позволява партида обработка на пластини, но налага по-строги изисквания за почистване (свободни от прах) заобикалящата атмосфера. Прилагането на фоторезист и последващо сушене на емулсията се изисква много операции, се определя до голяма степен от процент добив на чипа.

Глоби от околния въздух могат да проникнат в нанесения слой и да се създаде микро дефекти. Прилагане на емулсията трябва да се работи при условия на висока без прах в работните обеми (кутии, костюми) клас 1 в съответствие със следните правила: в 1 литър въздух трябва да съдържа не повече от четири частици не по-големи от 0,5 микрона.

При сушене нанесени слой мехурчета от разтворител може да остане в слоя, като оставя повърхностния слой, те могат да образуват микропукнатини. Следователно, сушене се извършва чрез инфрачервени радиационни източници за фоторезист, който е прозрачен, и, следователно, абсорбция на радиация от освобождаването на топлина се извършва в "плоча - фоторезист". Следователно, сушенето протича от долните слоеве на фоторезист към горната част, която осигурява свободен от изпаряване на разтворителя. За да се предотврати преждевременно полимеризация (zadubleniya) фоторезист и загуба на тяхната чувствителност, температура на сушене трябва да бъде умерено ( "100 ÷ 120 ° С).

Тези видове photolayer дефекти (прахови частици, микромехурчета и микро-пукнатини) се съхраняват в photomask и наследствени оксид маска, създаване на точкови отвори в него. Когато се използва маска оксид за селективно дотирането на примес ще проникне през него, образувайки легирани микрорайони и като резултат, токове на утечка и повреда в р-п-съединенията. Когато оксид маска слой представлява прозорци контакт метал прониква в точкови отвори, може да доведе до паразитни свързване между региони и къси съединения. Характеристики на някои марки фоторезисти са дадени в таблица 4.

Таблица 4. Параметри на фоторезист

11.3. Подравняване и експозиция.

Чрез регистрация преди излагане разбира точна ориентация по отношение на маска плоча, в която топологични елементи на следващия слой (на photomask) заемат позиция по отношение на елементите на предишния слой (в една чиния), предписания разработчик топология. Например, photomask носещ образец от емитер региони трябва да бъде точно ориентирана по отношение на плоча, при което е оформен на долната област.

Фиг. 17. Комбинацията от photomask с плаката: а - обща схема схема: 1 - група photomask; 2 - модули за грубо подреждане; 3 - за намаляване на основната плоча предварително ориентация; 4 - преградна плоча; 5 - марката подравняване на табелката с модул; 6 - марката на модула за шаблон подравняване; B- схема за изчисляване на номиналната луфтът между марките подравняване.

процес схема се състои от три фази (фигура 17а.):

1. ориентация Предварителен срязване в основата осигуряване на границите на група от модули кристалографски равнина плоча най-изгодно от гледна точка на качеството на плочата за разделяне за разделяне кристали.
2. Предварителен грубо подравняване на границите екстремни модули с цел да се премахнат обръщане на плочата и маска спрямо вертикалната ос Z.
3. Прецизно подравняване допуска изместване на моделите на photomask и плаките по осите X и Y. на

За точно подравняване с помощта на специални марки привеждане в съответствие с контролиран пропуск, които са част от топологични модел, съответстващ слоеве. Комбинацията е спазен, ако въвеждането на един знак в друг пропуск може да се види в цялата верига.

Номиналната клирънс се нарича еднаквото клирънс по цялата си контур, който се образува при номинални (очаква) размер марки и тяхното точно подравняване (центриране). Фиг. 17 трябва да се използва, че

където # 100; мин = 200 / T - разделителна способност система "очите - микроскоп" (200 микрона - линейна резолюция на нормалното око; T - увеличението на микроскопа); # 68; и - абсолютен лимит върху изображението за грешка наблюдение монтаж и валяка на изравняване; # 68; и w # 68; п - абсолютният размер знака за ограничение на грешката съответно на шаблона и вафли ( # 68; w

11.4. Проявлението.

Показване на латентната голям отрицателен фоторезист се третира с органичен разтворител от емулсията. Където части не са подложени на облъчване, разтваря се, и се облъчва части, където има прекъсване на interatomic връзки и превръщането на структура (photopolymerization) се съхранява (вж. Фиг. 16) на абсорбция на ултравиолетова радиация.

В положителни фоторезисти в райони, изложени на радиация, структурата е унищожаването (разграждане) за образуване на киселина. За да го превърне в разтвор на разтворими влакна, използвани неорганично съединение с алкални свойства (КОН, NaOH, и т.н.).

След промиване на следи от разработчика и сушене, полученият photomask претърпява термично zadublivaniyu (120 ÷ 180 ° С в зависимост от марката на фоторезист), като накрая образуване своите защитни свойства.

11.5. Ецване.

Когато ецване водни разтвори на неорганични съединения (обикновено киселини) се използват в течни средства за офорт. химическия състав и концентрацията на ецващ разтвор Избраният за разтваряне на повърхностния слой активно и не разтварят лежащия отдолу. Тъй като офорт течни средства за офорт явление е свързано не само подбиването по photomask, но също разпръсне на подбиване сборни елементи на един слой.

До края на слоя разтварят в "прозорец" photomask страна офорт е приблизително равна на дебелината на слоя (фиг. 18), но в края на офорт зависи от гравиран по размер елемент (прозореца маска). Процесът на офорт вземат отстраняване място на реакционен продукт от повърхността на разтвора и доставка на прясно ецващ разтвор. И двата процеса протичат чрез взаимна дифузия, който определя степента на скорост и ецване. Малкият клетката е възпрепятствано масопредаване и ецване скорост по-ниска от тази на големи елементи. От време на процеса на ецване е настроен на малкия елемент, по-големи елементи дават "peretrav" т.е. голяма грешка размер.

За да се увеличи точността на ецване, т.е. намаляване на разсейване на размерите поради rastrava необходимо ецващ динамичен ефект върху третираната повърхност. Фиг. 19 показва инсталация диаграма на базата на центрофуга, снабдена с три дюзи за последователно ецване, измиване (дейонизирана вода) и сушене (топъл въздух). Дюзата предвижда ускорено ецващ на чист ецващ на повърхността, принуждавайки реакционните продукти, и центробежните сили ускоряват отстраняване на отработено ецващ. Таблица 5 показва използването в производството на интегрални схеми видове средства за офорт.

Таблица 5. средства за офорт за някои материали.

Забележка: к-концентриран; rz- разрежда; R горещо.

Значително увеличаване на точността на ецване се постига чрез използване на вакуум-плазма ( "сухи") техники ецване в която унищожаване слой се дължи на механична бомбардиране сноп заредени частици (инертен газ йони). За тази цел, вакуумната камера 1 при налягане 10 Ра освобождаване ÷ на газ се запалва и обработена плоча като катод се обработва от йони с енергия на 1 КЕВ. Структурата на полимера и дебелината photomask запази своите защитни свойства, докато след обработка слой. След настъпване на движение на инертни газове йони (обикновено аргон) по протежение на нормалата към повърхността на вафла, щампованите части съответстват точно размер photomask прозорци, т.е. ефекта на подбиване отсъства.