1-Laboratoriya ishi

|
1-Laboratoriya ishi
|
bet | 1/7 | Sana | 01.02.2024 | Hajmi | 274,29 Kb. | | #149979 |
Bog'liq 1-labaratoriya
1-Laboratoriya ishi
Oksid qatlam sirtida fotorezist qatlamini xosil qilish texnologik jarayonini o‘rganish
Ishning maqsadi : fotolitografik jarayonning nazariy asoslarini o'rganish va fotolitografik uskunalar bilan ishlashda amaliy ko'nikmalarga ega bo'lish.
Nazariy ma'lumotlar
Umuman olganda, litografiya - bu substrat yuzasiga yotqizilgan sezgir qatlamda relyef naqshini shakllantirish, yarimo'tkazgichli qurilmalar yoki IC topologiyasini takrorlash va keyin bu naqshni substratga o'tkazish jarayoni.
Sezuvchan qatlam - aktinik nurlanish (masalan, ultrabinafsha nurlar yoki elektron oqimi va boshqalar) ta'sirida o'z xususiyatlarini (eruvchanligi, kimyoviy qarshilik) o'zgartiradigan qatlam.
Litografik jarayonlar quyidagilarga imkon beradi :
oksidlangan yarimo'tkazgichli substratlar yuzasida yarimo'tkazgich qurilmalari va IC elementlarining konfiguratsiyasini aniqlaydigan oksid qatlamidan xoli bo'lgan joylarni olish uchun p - n o'tish joylarini yaratish uchun mahalliy aralashmalarning tarqalishi amalga oshiriladi ;
IC elementlarining o'zaro bog'lanishini shakllantirish;
ionli doping paytida selektiv niqoblashni ta'minlovchi qarshiliklardan texnologik niqoblar yaratish.
Litografiyaning keng qo'llanilishi uning quyidagi afzalliklari bilan bog'liq :
natijalarning yuqori takrorlanishi va texnologiyaning moslashuvchanligi, bu shablonlarni o'zgartirish orqali bir tuzilma topologiyasidan ikkinchisiga o'tishni osonlashtiradi;
yuqori aniqlikdagi qarshilik;
jarayonlarning universalligi, ulardan turli xil maqsadlarda foydalanishni ta'minlash (og'ish, qotishma, cho'kish);
guruhli ishlov berish usullari tufayli yuqori mahsuldorlik.
Litografiya jarayoni ikki asosiy bosqichdan iborat :
sezgir moddaning qatlamida elementlarning zaruriy naqshini shakllantirish (qarshilik), uning ta'siri va rivojlanishi;
hosil bo'lgan topologik niqob orqali yoki to'g'ridan-to'g'ri ionli doping paytida topologik niqob sifatida qarshilik qatlamidan foydalanib, asosiy texnologik qatlamni (dielektrik, metall) silliqlash.
SiO 2 dioksidi va Si 3 N 4 silikon nitridining plyonkalari odatda dielektrik qatlamlar sifatida ishlatiladi va ba'zi metallarning, xususan alyuminiyning plyonkalari o'zaro bog'lanish sifatida ishlatiladi. Bunday holda, barcha filmlar deyiladi texnologik qatlam .
Amaldagi nurlanishning to'lqin uzunligiga qarab quyidagi litografiya usullari farqlanadi;
fotolitografiya (ultrabinafsha nurlanishning to'lqin uzunligi =150-440 nm);
Rentgen litografiyasi (rentgen to'lqin uzunligi =1,5-2 nm);
elektronolitografiya (energetikasi 10-100 keV yoki to'lqin uzunligi =0,05 nm bo'lgan elektronlar oqimi);
ionolitografiya (to'lqin uzunligi =0,05-0,1 nm bo'lgan ionlar oqimi).
Tasvirni uzatish usuliga qarab, litografiya usullari kontaktli va proyeksiyali bo'lishi mumkin (1-rasm). Kontakt usuli bilan fotomaska va qo'llaniladigan fotorezistli plastinka aloqada bo'ladi. Fotomaskaning topologik naqshini oldingi topologik naqsh bilan moslashtirish uchun shablon va plastinka 25 mikron bilan ajratiladi va bir vaqtning o'zida shablon va plastinka naqshlarini kuzatish uchun shablon orqasiga bir juft yuqori kattalashtirish linzalari joylashtiriladi. ikki nuqta. Linzalar ko'rish maydoni ajratilgan mikroskopga tegishli bo'lib, o'ng ko'z shablon va plastinkaning o'ng tomonidagi nuqtani, chap ko'z esa chap tomondagi nuqtani ko'radi. Shablon va plastinka vakuum ushlagichining (stol) mexanik harakati va aylanishi bilan shablon va plastinkaning topologik naqshlari mos kelguncha birlashtiriladi. Bu holatda, plastinka shablon bilan aloqa qiladi va hizalanish aniqligi uchun yana bir tekshiruv o'tkaziladi. Ta'sir qilish vaqtida mikroskop avtomatik ravishda tortiladi va ultrabinafsha (UV) yorug'lik manbai belgilangan ta'sir qilish vaqti uchun butun shablonni yoritadi. EHM vaqti eksperimental ravishda tanlanadi, odatda 15-20 s.
Rasm 1
Gofret yuzasiga ta'sir qilish intensivligi, ta'sir qilish vaqtiga ko'paytirilib, qarshilik tomonidan qabul qilingan ta'sir qilish energiyasini yoki nurlanish dozasini beradi.
Qarshilik va shablon o'rtasidagi yaqin aloqa tufayli kontaktli bosib chiqarish boshqa litografiya usullariga qaraganda yuqori aniqlik qiymatlarini (~ 0,1 mikron) ishlab chiqaradi.
Kontaktsiz ta'sir qilishda yorug'lik diffraktsiyasi piksellar sonini pasaytiradi va tasvir ravshanligini pasaytiradi, buning natijasida piksellar soni 2-4 mkmni tashkil qiladi.
Proyeksiyali fotolitografiya usuli bilan fotomaska va substrat o'rtasida aloqa yo'q, bu unga mumkin bo'lgan zararni bartaraf etadi. Bunga qo'shimcha ravishda, proyeksiya usuli fotomaskani tekislash jarayonini soddalashtiradi va aloqa usulini qo'llashdan ko'ra aniqroq moslashtirish imkonini beradi.
Proyeksiyali fotolitografiya topologik qatlamning barcha elementlarini bir vaqtning o'zida gofretga o'tkazish, alohida bo'laklar yoki modullarni gofretga element-element (bosqichma-bosqich) proyeksiya qilish, fotorezist qatlamida naqsh chizish orqali amalga oshirilishi mumkin. kompyuterdan boshqariladigan, ma'lum o'lchamlarga qaratilgan yorug'lik nuridan foydalangan holda substrat.
Yuqori aniqlikka erishish uchun shablon dizaynining faqat kichik bir qismi ko'rsatiladi. Ushbu kichik tasvir maydoni skanerlanadi yoki gofret yuzasi bo'ylab harakatlanadi. Ushbu usul yordamida chiziq kengligi va qator oralig'i uchun 0,6-0,8 mkm o'lchamga erishiladi.
Shablondagi tasvir plastinka yuzasidan yuqorida harakatlanadigan proyeksiyali bosib chiqarish qurilmalari to'g'ridan-to'g'ri harakatlanuvchi tizimlar yoki fotoshtamplar deb ataladi. Ushbu bosma qurilmalardan foydalanganda shablonda bir necha marta kattalashtirilgan (o'ntagacha) bitta katta o'lchamli matritsa yoki bir nechta kichik o'lchamdagi matritsalar topologiyasi mavjud. Ushbu topologiya yoki strukturaning tasviri kichraytiriladi va proyeksiya linzalari deb ataladigan narsa yordamida gofret yuzasiga proyeksiya qilinadi. Shu munosabat bilan proyeksiya usullaridan uzatilayotgan tasvir masshtabini o‘zgartirmasdan (M 1:1) va uning masshtabini kichraytirgan holda (M 10:1; M 5:1) foydalanish mumkin.
Kristalning bir elementi ochilgandan so'ng, plastinka X , Y o'qlari bo'ylab interferometrik boshqaruvga ega bo'lgan sahnada xuddi shu kristalning keyingi elementiga siljiydi yoki ko'chiriladi va jarayon takrorlanadi.
Ko'pgina zamonaviy proyeksiyali bosib chiqarish tizimlarida optik elementlar juda murakkab va ularning ko'rsatish aniqligi linzalarning aberatsiyasidan ko'ra diffraktsiya effektlari bilan cheklangan. Ushbu bosma qurilmalar diffraktsiya bilan cheklangan tizimlar deb ataladi.
Qo'llaniladigan qarshilik turiga (salbiy yoki ijobiy) qarab, litografiya usullari tasvirni uzatish xususiyatiga ko'ra salbiy va ijobiy bo'linadi.
Litografiya - bu aniq jarayon, ya'ni elementlarning yaratilgan naqshlarining aniqligi mikrometrning fraktsiyalarida bo'lishi kerak. Bundan tashqari, turli xil litografiya usullari istalgan geometrik murakkablikdagi kerakli o'lchamdagi tasvirlarni ishlab chiqarishni, kristallar ichida va substratlarning ish maydoni bo'ylab tasvirlarning yuqori takrorlanishini, shuningdek, shakllangan niqoblar qatlamidagi nuqsonlarning past darajasini ta'minlashi kerak.
Fotolitografiyaning texnologik jarayonini uch bosqichga bo'lish mumkin:
1. Fotorezist qatlamini shakllantirish (substratlarni tozalash va yopishtiruvchi qobiliyatini oshirish maqsadida ularni qayta ishlash, fotorezistni qo'llash va quritish);
2. Fotorezist qatlamida himoya relyefini hosil qilish (fotorezist qatlamini tekislash, ta'sir qilish, rivojlantirish va quritish, ikkinchi quritish (tanlash);
3. Substratda relyef tasvirini yaratish (texnologik qatlamni o'ytirish (SiO 2 , Si 3 N 4 plyonkalar , metall), fotorezist qatlamini olib tashlash, sifatni nazorat qilish).
|
| |