Процессы микро- и нанотехнологии

7. Прочертить стальной иглой две царапины на пленке алюминия (по образцу).

8. Определить на микроскопе МИИ-4 толщину пленки алюминия

9. в области царапин согласно инструкции по эксплуатации МИИ-4. По виду царапин оценить адгезию алюминия.

10. Объяснить причины различия результатов пп. 3, 6 и 8. Сформулировать предложения по улучшению равномерности пленки алюминия.

Примерная последовательность операций при напылении

1. Установить подложку на подложкодержателе при поднятом колпаке.

2. Закрыть рабочую камеру, опустив колпак.

3. Откачать из камеры воздух до требуемого вакуума. Для этого выполнить операции в последовательности.

4. Включить источник, создающий атомарный поток алюминия.

5. Нанести пленку определенной толщины при постоянно работающих источнике потока частиц и вакуумной системе.

6. Выключить источник потока алюминия, дождаться охлаждения подложки.

7. Напустить воздух в рабочую камеру до атмосферного давления.

8. Поднять колпак и снять подложку с подложкодержателя.

В некоторых случаях выполняют дополнительные операции (например, предварительный нагрев подложек). Эффективность процесса характеризуется его производительностью, чистотой и равномерностью толщины наносимой пленки.

Оборудование, приборы, инструменты, материалы

1. Установка вакуумного напыления УРМЗ.279.017.

2. Вакуумметр ионизационно-термопарный ВИТ-2.

3. Микроинтерферометр Линника МИИ-4.

4. Весы аналитические WA-31.

5. Линейка.

6. Пинцет металлический.

7. Игла стальная.

8. Пластина кремниевая.

9. Навески из алюминиевой проволоки высокой чистоты.

10. Фильтры бумажные.

Контрольные вопросы

1. Принцип действия установок для нанесения тонких пленок.

2. В чем отличие процессов испарения и сублимации?

3. Чем определяется равномерность распределения толщины плен-ки по подложке?

4. Как определить толщину наносимых пленок микровзвешиванием?

5. Каков принцип измерения толщины пленок методом лучевой интерферометрии?

6. Как определить адгезию пленок?

7. В чем заключается влияние давления остаточных газов на процесс напыления и электрофизические параметры пленок?

8. Что такое молекулярный поток?



Лабораторная работа № 4. Фотолитография в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем

Цель работы - изучение технологического процесса фотолитографии и получение навыков работы на технологическом оборудовании.

1. Общая характеристика процесса фотолитографии

В производстве интегральных схем литографией называется процесс изготовления элементов заданной формы и размеров в слое металла, диэлектрика или полупроводника путем травления через маску из химически стойкого органического материала - резиста. Маска изготовляется с помощью локального воздействия излучения того или иного рода на сплошной слой резиста, предварительно нанесенного на обрабатываемую поверхность, и последующей химической обработки - проявления. В зависимости от типа излучения различают: фотолитографию (ультрафиолетовое излучение), ренгенолитографию (рентгеновское излучение), электронолитографию (поток электронов) и ионолитографию (поток ионов). Локальность действия излучения обеспечивается путем использования шаблонов (фото-, рентено- и электронолитографии) либо растровым сканированием сфокусированным пучком (электроно- и ионолитографии).

Литография применяется как для формирования рисунка рабочих об-ластей, так и для создания отдельных масочных слоев (например, в слое на ). Литографический процесс включает в себя следующие основные операции: нанесение на подложку резиста; экспонирование резиста излучением; проявление скрытого изображения в проявителе и получение защитного рельефа. В процессе производства интегральных схем литографические процессы применяются многократно. При этом используется комплект согласованных друг с другом шаблонов. 

2. Основные свойства фоторезистов

Резисты - высокомолекулярные соединения, способные изменять свои свойства, в частности растворимость, под действием излучения.

В фотолитографии применяются фоторезисты (ФР), в которых излучение ультрафиолетового диапазона стимулирует фотохимические процессы, действие которых приводит к уменьшению растворимости экспонированной области (негативные фоторезисты) или повышению растворимости экспонированной области (позитивные фоторезисты). При использовании негативного фоторезиста в облучаемых участках протекает реакция фотополимеризации или инициированной сшивки линейных полимеров. В случае позитивного фоторезиста в облучаемых участках происходит реакция фотолиза (разложения) с образованием веществ, растворимых в проявителе. После обработки экспонированного слоя фоторезиста в составе, удаляющем растворимые участки, образуется рельефное изображение. Оставшиеся участки слоя резиста устойчивы к воздействию агрессивных факторов - кислот, щелочей и т.д. В состав фоторезистов входят следующие компоненты: светочувствительные составляющие, пленкообразующие продукты и растворители.

Позитивные фоторезисты изготавливаются на основе нафтохинондиазидов. Негативные фоторезисты можно разбить на три группы: на основе эфиров коричной кислоты и поливинилового спирта - поливинил-циннаматы; на основе циклокаучуков; на основе фотополимеризующихся композиций (акриловые или стирольные сополимеры).

Фоторезисты характеризуются следующими параметрами: разрешающей способностью, светочувствительностью, стойкостью к воздействию агрессивных факторов, адгезией и стабильностью.

Разрешающая способность - число полос из фоторезиста, разделенных промежутками такой же ширины на длине 1 мм (число линий на миллиметр). Pазрешающая способность зависит от толщины фоторезистивного слоя и применяемого фотолитографического оборудования. При толщине слоя позитивных фоторезистов 0,2...0,3 мкм достигается предельная разрешающая способность 1000...2000 лин./мм. Однако такой толщины пленки фоторезиста нельзя получить с малой дефектностью. Поэтому обычно используют фоторезистивные слои толщиной не менее 0,7...1 мкм.

Светочувствительность - величина, обратная экспозиции, т.е. количеству световой энергии, необходимой для облучения фоторезиста, чтобы перевести его в нерастворимое (негативный ФР) или растворимое (позитивный ФР) состояние.

Химическая стойкость характеризует способность резиста защищать подложку от действия травителя. Критерием стойкости является время, в течение которого фоторезист выдерживает действие травителя до появления таких дефектов, как частичное разрушение, отслаивание, локальное растравливание или подтравливание его на границе с подложкой. Как правило, стойкость резиста оценивают по величине бокового подтравливания при заданной глубине травления.

Адгезия фоторезиста характеризует его сцепление с подложкой. Адгезия определяет уход размеров элементов в процессах проявления и подтравливания при последующем формировании рельефа.

Стабильность эксплуатационных свойств фоторезистов во времени выражается сроком службы при определенных условиях хранения и использования.

В отечественной практике в основном используются позитивные фоторезисты, так как выпускаемые негативные резисты не позволяют получить такую же разрешающую способность, как позитивные. При выборе резиста большое значение имеют не только разрешающая способность, но и кислото- или щелочестойкость. Как правило, позитивные резисты не выдерживают щелочных травителей, негативные резисты устойчивы к воздействию кислот и щелочей, особенно резисты на основе каучуков.

3. Фотошаблоны

Фотошаблон - плоскопараллельная пластина из прозрачного материала, на которой имеется рисунок, состоящий из непрозрачных для света определенной длины волны участков, образующих топологию одного из слоев структуры прибора, многократно повторенного в пределах рабочего поля подложки.

Применяют эмульсионные, металлизированные и транспарентные (цветные) фотошаблоны.

Эмульсионные фотошаблоны изготавливают на «безусадочной» фотопленке и фотопластинах. Для изготовления металлизированных фотошаблонов используют оптическое стекло с рисунком, выполненным в слое хрома. Они отличаются от эмульсионных шаблонов более высокой износостойкостью, механической и термической стабильностью, влагостойкостью, резко очерченными краями рисунка, отсутствием вуали и др.

Транспарентный фотошаблон - фотошаблон, рисунок которого сформирован в диэлектрическом слое, частично прозрачном для видимого излучения. Например, слой оксида железа полупрозрачен для видимого излучения и непрозрачен для ультрафиолетового.

При проведении нескольких последовательных процессов фотолитографии для совмещения элементов рисунка на фотошаблоне с рисунком на поверхности подложки используют реперные знаки совмещения, представляющие собой вписывающиеся друг в друга фигуры.

4. Схема технологического процесса фотолитографии

Нанесение фоторезиста. Для нанесения фоторезиста используют распыление, электростатическое нанесение, окунание, полив и другие способы. Подготовка поверхности подложки включает ее очистку. Чаще всего нанесение слоя фоторезиста осуществляется методом центрифугирования. Пластина укрепляется на столике центрифуги с помощью механических фиксаторов или вакуумного присоса. При включении центрифуги жидкий фоторезист растекается под действием центробежных сил. Формирование слоя происходит в течение 20...30 с при скорости вращения центрифуги 1000...10 000 об/мин. Время между нанесением на подложку дозированной порции жидкого резиста и включением центрифуги должно составлять 0,5...1 с, чтобы вязкость фоторезиста не менялась в результате испарения растворителя. Толщина слоя фоторезиста зависит от его вязкости и угловой скорости вращения центрифуги:

При центрифугировании с малой угловой скоростью слой фоторезиста получается неровным и на краю подложки возникает утолщение (валик), ширина и высота которого зависят от вязкости резиста и скорости вращения центрифуги. Толщину слоя фоторезиста выбирают из условий, обеспечивающих наименьшее количество дефектов и наибольшую разрешающую, способность. Более толстые слои фоторезиста содержат меньше «проколов», но при этом их разрешающая способность уменьшается.

Сушка фоторезистивного слоя. Назначение сушки - удаление из нанесенного слоя фоторезиста растворителя, повышение его адгезии к подложке и обеспечение стойкости фоторезиста в проявителе. После сушки фoтocлoй не должен быть липким при контакте с фотошаблоном. При проведении сушки опасны перепады температур, создающие внутренние напряжения, и слишком быстрый нагрев. Существуют три способа сушки: конвективный, инфракрасным излучением и СВЧ-полем. 

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Конвективная сушка обычно производится при 90...100 C в течение 15-30 мин. Поскольку сушка начинается с поверхности, уплотненный поверхностный слой препятствует полному удалению растворителя из глубины фоторезиста, что ухудшает его светочувствительность.

При инфракрасной сушке фронт сушки перемещается от нагреваемой излучением ИК-лампы подложки к поверхности. Это позволяет существенно улучшить качество сушки и уменьшить ее длительность до 5...10 мин.

Время сушки СВЧ-полем - несколько секунд.

Экспонирование. Основными методами оптического экспонирования являются контактный и проекционный. В слу-чае контактной фотолитографии пластина, покрытая резистом, находится в непосредственном контакте с фотошаблоном (рис. 6). Ограничение минимального размера элемента в этом случае обусловлено в основном дифракционными эффектами, возникающими из-за наличия зазора между шаблоном и подложкой, который достигает иногда десятка микрометров.

Вследствие отражения света от подложки область негативного ФР полимеризуется и удерживается при проявлении за счет сил сцепления с подложкой. В результате этого в негативных фоторезистах образуется ореол, ухудшающий разрешающую способность ФР. В позитивных ФР при проявлении вымывается только верхняя часть рисунка, что не влияет на разрешающую способность. Отсюда следует, что разрешающая способность позитивного фоторезиста будет лучше, чем негативного (рис. 7).

Рис. 7. Прохождение света в негативном (а) и позитивном (б) фоторезистах

С целью уменьшения дифракции надо использовать для экспонирования более коротковолновое излучение и минимизировать толщину слоя фоторезиста. Кроме того, при контактной фотолитографии следует использовать фотошаблоны с маскирующим слоем, обладающим малой отражающей способностью, а зазор между ними и подложками должен быть минимален. Основной недостаток контактной фотолитографии - изнашивание фотошаблона при его многократном использовании.

При использовании проекционной литографии изображение рисунка фотошаблона проецируется на всю площадь пластины или часть ее с последующим пошаговым экспонированием.

Минимальная ширина линии, соответствующая предельной разрешающей способности процесса проекционной фотолитографии, определяется критерием Рэлея: 

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

где - длина волны излучения; - коэффициент преломления среды в пространстве изображения; - апертурный угол; - технологический фактор. Выражение в знаменателе называется числовой апертурой объектива . Числовой коэффициент зависит от параметров оптической системы (рис. 8), а также от свойств фоторезиста, режимов его обработки и др. Желательно, чтобы был по возможности меньшим. Если сделать , то . Однако это труднодостижимо. Чаще всего для систем с дифракционными ограничениями . Возможность уве-личения также ограничена, так как числовая апертура связана с глубиной резкости проекционной системы, определяемой как

Для компенсации влияния аберраций оптической системы, искривления поверхности подложек и изменения толщины слоя фоторезиста необходима наибольшая глубина резкости. Это ограничивает апертуру линз и, следовательно, разрешающую способность метода. Таким образом, для повышения разрешающей способности необходимо уменьшать .

Время экспонирования определяется интенсивностью излучения и толщиной фоторезистивного слоя и подбирается экспериментально. Для каждой партии фоторезиста подбирают режим экспонирования и проявления. Эти операции неразрывно связаны между собой. Время экспонирования считается оптимальным, если после проявлении толщина рельефа фоторезиста составляет не менее 90 % толщины нанесенного слоя. При правильном подборе времени экспонирования край изображения должен быть четким, а рисунок фоторезиста должен геометрически соответствовать рисунку фотошаблона.

Проявление. Проявление негативных фоторезистов проводится в органических растворителях: толуоле, бензоле, трихлорэтилене и др. Для проявления позитивных фоторезистов используют водные щелочные растворы: 0,3...0,5%-ный раствор едкого калия 1...2%-ный раствор тринатрийфосфата, органические щелочи - этаноламины. При проявлении контролируют температуру и величину рН проявителя. При изменении величины рН всего лишь на десятую долю возможно изменение размера элемента примерно на 10 %. Время проявления фотослоя зависит от его толщины.

Для каждого резиста существуют оптимальные сочетания времен экспонирования и проявления , обеспечивающие наилучшую воспроизводимость размеров проявленных элементов рисунка. Увеличение экспозиции уменьшает время проявления, но приводит к изменению размеров проявленных элементов рисунка (в позитивных резистах размеры увеличиваются, в негативных - уменьшаются). Увеличение времени проявления повышает пористость и растравливание границ рисунка по контуру. Времена проявления и экспонирования связаны между собой обратно пропорциональной зависимостью



где - технологический фактор. Если известно время проявления для одной толщины фоторезиста , то можно определить время проявления для другой толщины при заданном времени экспо-нирования:

При проявлении негативных фоторезистов происходит набухание и затем растворение неэкспонированных участков. При этом набухают и растворяются и экспонированные участки, но в значительно меньшей степени. Поэтому для получения четкого рисунка подбирают такой проявитель, который бы минимально воздействовал на экспонированные участки. При недостаточной экспозиции облученные участки растворяются почти так же, как и необлученные, что приведет к очень некачественному рисунку. Механизм проявления позитивных ФР заключается в образовании при химической реакции растворимых в воде солей, которые вымываются при проявлении. В отличие от негативных фоторезистов в позитивных отсутствует набухание, что повышает их разрешающую способность.

После проявления подложки промывают и сушат на центрифуге или в потоке очищенного воздуха.

Задубливание фоторезистивного слоя (вторая сушка). Эта операция производится для повышения адгезии фоторезиста к пластине,

а также для повышения стойкости фоторезистивной маски к агрессивным травителям. В процессе задубливания проявитель удаляется и осуществляется дополнительная полимеризация слоя фоторезиста. От температуры, характера ее изменения и времени задубливания зависит точность передачи размеров элементов. Ограничивающим фактором является трудность удаления задубленного фоторезиста. Задубливание может осуществляться обработкой инфракрасными лучами или СВЧ-полем. Температура сушки 150...240 C, продолжительность 0,5...1 ч.

Локальное травление. Способ, состав среды и режим травления выбирают в зависимости от профилируемого материала и требований к точности воспроизведения геометрии топологического рисунка.

Снятие фоторезистивного слоя. Для удаления фоторезиста чаще всего используют обработку в органических растворителях и плазмохимическую обработку в кислородной плазме. Применяют такие органические растворители, как диметилформамид, дибутилфталат, четыреххлористый углерод, трихлорэтилен, толуол, изопропиловый спирт и др., часто с последующим механическим удалением разбухшего рельефа. Качество удаления в органических растворителях существенно зависит от температуры второй сушки. Желательно, чтобы эта температура была не слишком высокой, так как глубокая полимеризация фоторезиста усложняет удаление рельефа с подложки даже при дополнительном механическом воздействии.

5. Методы получения элементов с помощью процесса фотолитографии

В технологии полупроводниковых интегральных микросхем используются контактные маски, которые формируются применением последовательной селективной и обратной фотолитографий. Метод последовательной фотолитографии представлен на рис. 9, а. Сначала на подложку наносится тонкопленочный слой из рабочего материала, (например, ), затем контактной фотолитографией формируется фоторезистивная маска, через которую далее производится травление. Травитель для рабочего материала () не должен разрушать и травить маску, т.е. должен быть селективным. После травления рабочего слоя ФР-маска удаляется. Для травления в составах, воздействия которых резист не выдерживает, используется фотолитография с подслоем. На подложку наносят слой металла, обладающего к ней хорошей адгезией и нетравящегося в составе, используемом для травления подложки. Далее проводят фотолитографию и вытравливают окна в металлическом подслое одним травителем, а окна в подложке - другим.

В обратной фотолитографии (литографии «взрывом») маска формируется в пленке из вспомогательного металла, который легко травится, например из меди (рис. 9, б). Пленка меди напыляется непосредственно на подложку. С помощью фоторезистивного защитного рельефа в нем формируется рисунок - негативный (обратный) по отношению к требуемому изображению. Фоторезистивная маска удаляется, а на металлическую маску наносится рабочий материал.

а б

Рис. 9. Методы последовательной (а) и обратной (б) фотолитографий:

1 - подложка; 2 - слой SiO₂; 3 - слой меди; 4 - фоторезист;

5 - фотошаблон; 6 - излучение; 7 - фоторезистивная маска;

8 - обратная маска в слое меди; 9 - пленка рабочего материала;

10 - рисунок в рабочем слое

При травлении материала маски (меди), находящейся под рабочим слоем, последний удаляется с подложки, за исключением мест, где он осажден непосредственно на подложку. За счет этого получается рисунок в рабочем материале. Такая последовательность операций называется обратной литографией с подслоем. Возможен и упрощенный метод обратной фотолитографии, при котором на подложку наносится фоторезист и на нем образуется негативный рисунок требуемой конфигурации; далее наносится сплошной слой рабочей пленки, который удаляется с подложки вместе с фоторезистом. Метод обратной фотолитографии исключает действие сильных травителей на пленку, так как ФР удаляется органическим растворителем. Однако в этом случае нельзя применять сильный нагрев, так как он приводит к дополнительной полимеризации или разложению фоторезиста. В процессах, в которых имеет место нагрев, следует применять обратную фотолитографию с подслоем. Основная проблема обратной фотолитографии - адгезия осаждаемого материала к подложке. Для улучшения адгезии применяют различные методы обработки поверхности подложки: ионное травление, очистку в тлеющем разряде, очистку в кислородной плазме.

6. Виды брака при фотолитографии

Основные виды выявляемых дефектов:

- некачественное удаление резиста (вызывается низкой адгезией из-за плохой подготовки поверхности);

- плохо проявленный рисунок (вызывается некачественным фоторезистом, неправильным выбором температуры первой сушки и режимов экспонирования);

- двойной край или большой клин по краю рельефа (вызывается неоптимальными режимами экспонирования и проявления, большим зазором между подложкой и фотошаблоном при экспонировании);

- неровный (рваный) край рельефа (в основном из-за загрязненного фотошаблона и несоблюдения режимов экспонирования);

- проколы (из-за запыленности среды и фоторезиста, перепроявления, уменьшения толщины, нарушения режимов экспонирования);

- остатки фоторезиста в проявленных окнах (из-за недопроявления или нарушения режимов экспонирования);

- изменение размеров рисунка (из-за ошибки в экспозиции либо нарушения режимов проявления).

Порядок выполнения работы

1. Нанесение фоторезиста на пластину.

1.1. Открыть крышку тары, взять пластину за край пинцетом и поместить на столик установки нанесения фоторезиста рабочей стороной вверх симметрично относительно окружности прочерченной вокруг столика.

1.2. Зафиксировать пластину на столике, для чего кран «вакуум» повернуть на один-два оборота против хода часовой стрелки.

1.3. Убедиться, используя пинцет, что пластина зафиксирована.

1.4. Открыть склянку с фоторезистом, набрать в пипетку примерно на треть ее длины фоторезист и вылить его из пипетки в центр пластины. Пипетку положить на бумажный фильтр.

1.5. Включить тумблер «Вращение». После того как вид поверхности вращающийся пластины перестанет изменяться (15...20 с), вращение прекратить.

1.6. Повернуть кран «Вакуум» по ходу часовой стрелки до упора, пинцетом за край снять пластину со столика и поставить ее в прорезь фторопластовой тары.

1.7. Повторить пп. 1.1 - 1.6 последовательно для остальных пластин.

2. Сушка фоторезиста.

2.1. Надеть на руки тканевые перчатки, взять тару с пластинами с предыдущей операции и поместить в сушильный шкаф, нагретый до температуры 8510 C.

2.2. Выдержать пластины в шкафу 20 мин.

2.3. Вынуть пластины из сушильного шкафа, пинцетом за край переложить пластины в тару для пластин, закрыть тару красной (оранжевой) крышкой.

3. Экспонирование.

3.1. Отвести осветитель установки экспонирования влево до упора при помощи рукоятки, не допуская при этом удара об упор.

3.2. Открыть крышку тары для пластин, взять пластину пинцетом за край и положить ее фоторезистом вверх на круглый столик установки экспонирования. Тару с остальными пластинами закрыть крышкой.

3.3. Положить на пластину фотошаблон металлизацией или эмульсией вниз так, чтобы область рисунка на нем находилась над пластиной.

3.4. Установить осветитель над фотошаблоном, повернув его за рукоятку вправо до упора, не допуская при этом удара об упор.

3.5. Включить освещение, нажав последовательно кнопки «Сброс» (слева от осветителя), «Пуск» и «Вверх» (справа от осветителя). Осве-щение включится на время, установленное на реле времени ВЛ-17 (слева).

3.6. После автоматического отключения освещения снять фотошаблон, затем снять пластину пинцетом и положить ее в тару для пластин.

4. Проявление фоторезиста.

4.1. Во фторопластовый стакан налить примерно на 1/3 часть его объема проявитель, в другой стакан налить водопроводную воду более чем на половину объема.

4.2. Пинцетом положить пластину в стакан с проявителем фоторезистом вверх, наблюдать за ходом проявления.

4.3. Держать пластину в проявителе до тех пор, пока не перестанет растворяться засвеченный фоторезист. (О его растворении свидетельствует появление помутнения в растворе.)

4.4. Пластину пинцетом переложить в стакан с водой, выдержать ее в воде несколько секунд, а затем пинцетом положить на бумажный фильтр рабочей стороной вверх.

4.5. Воздухом из резиновой груши сдуть с поверхности пластины воду, поставить пластину пинцетом в фторопластовую тару для сушки пластин.

4.6. Повторить пп. 4.1 - 4.5 для остальных пластин.

5. Задубливание фоторезиста. (Вторая сушка).

5.1. Надеть на руки тканевые перчатки, поместить фтороплас-товую тару с пластинами после проявления в сушильный шкаф, нагретый до температуры 13010 C.

5.2. Выдержать пластины в шкафу 20 мин, после чего достать тару с пластинами из шкафа.

6. Травление.

Операцию выполнять в резиновых перчатках в вытяжном шкафу при включенной вытяжной вентиляции

6.1. Травление окисла кремния.

6.1.1. Пластину с окислом взять пинцетом и положить во фторопластовый стакан рабочей стороной вверх.

6.1.2. Налить в стакан с пластиной буферный травитель в минимальном количестве, но так, чтобы пластина полностью находилась в травителе.

6.1.3. Выдержать пластину в травителе примерно две минуты, но до полного стравливания окисла кремния в тех местах, где он не закрыт фоторезистом, о чем будет свидетельствовать появление так называемой вафельной поверхности.

6.1.4. Слить травитель в бутыль, из которой его наливали, придерживая пластину в стакане пинцетом.

6.1.5. Промыть пластину в стакане водопроводной водой, несколько раз набирая и сливая воду, промыть водой пинцет.

6.1.6. Положить пластину пинцетом на бумажный фильтр рабочей стороной вверх, воздухом из резиновой груши сдуть воду с поверхности пластины.

6.1.7. Повторить пп. 6.1.1 - 6.1.6 для остальных пластин.

6.2. Травление алюминия.

6.2.1. Положить пластину с алюминием пинцетом в кварцевый стакан (ковш) рабочей стороной вверх.

6.2.2. Налить в стакан с пластиной травитель для алюминия в минимальном количестве, но так, чтобы пластина полностью находилась в травителе. Налить во фторопластовый стакан водопроводную воду примерно до половины.

6.2.3. Поставить кварцевый стакан на разогретую электрическую плитку и наблюдать за поверхностью пластины. После стравливания алюминия, не закрытого фоторезистом на всей поверхности пластины, снять стакан с плитки.

6.2.4. Пинцетом извлечь пластину из стакана с травителем и положить ее во фторопластовый стакан с водой.

6.2.5. Промыть пластину в стакане водопроводной водой, несколько раз сливая и набирая воду, промыть водой пинцет.

6.2.6. Положить пластину пинцетом на бумажный фильтр, воздухом из резиновой груши сдуть воду с поверхности пластины.

6.2.7. Повторить пп. 6.2.1 - 6.2.6 для остальных пластин.

6.2.8. Слить травитель из кварцевого стакана в бутыль, из которой его наливали.

7. Снятие фоторезиста.

Операцию выполнять в вытяжном шкафу при включенной вытяжной вентиляции.

7.1. Пластину положить пинцетом во фторопластовый стакан рабочей стороной вверх.

7.2. Налить в стакан с пластиной ацетон в минимальном количестве, но так, чтобы пластина полностью находилась в ацетоне, в другой стакан налить воды примерно наполовину.

7.3. Выдержать пластину в ацетоне 10 мин.

7.4. Извлечь пластину пинцетом из стакана с ацетоном и положить в стакан с водой.

7.5. Промыть пластину в стакане водопроводной водой, несколько раз сливая и набирая воду.

7.6. Положить пластину пинцетом на бумажный фильтр рабочей стороной вверх, воздухом из резиновой груши сдуть воду с поверхности пластины.

7.7. Повторить пп. 7.1 - 7.6 для остальных пластин.

8. Оценка результатов работы.

Под микроскопом рассмотреть полученный на пластине рисунок в нескольких областях. Обратить внимание на дефекты, определить их виды, указать причины возникновения.

7. Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Схема технологического процесса контактной фотолитографии.

3. Анализ полученных результатов.

4. Выводы по работе.

Оборудование, приборы, инструмент, оснастка, материалы

1. Установка нанесения фоторезиста УНФ.

2. Установка экспонирования ЭМ-526.

3. Шкаф вытяжной 2Ш-НЖ.

4. Шкаф сушильный СНОЛ-2,5.

5. Плитка электрическая.

6. Микроскоп МЕТАМ-Р, Биолам-М.

7. Часы.

8. Фотошаблон.

9. Пинцет металлический.

10. Пинцет фторопластовый.

11. Пипетка.

12. Стакан фторопластовый.

13. Стакан кварцевый (ковш).

14. Тара фторопластовая для сушки.

15. Тара полистироловая для хранения пластин.

16. Перчатки тканевые.

17. Перчатки резиновые.

18. Пластина кремниевая с окислом кремния.

19. Пластинка кремниевая, окисленная с пленкой алюминия.

20. Фоторезист позитивный ФП-383 в склянке.

21. Проявитель: 0,5 % раствор гидроокиси калия в воде.

22. Травитель буферный для окисла кремния: фтористоводородная кислота 100 мл, фтористый аммоний 110 г, вода дистиллированная 220 мл.

23. Травитель для алюминия: ортофосфорная кислота 50 %,вода дистиллированная 50 %.

24. Ацетон.

25. Вода питьевая водопроводная.



Литература

1. Барыбин А.А., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники. - СПб.: Лань, 2001.

2. Процессы микро- и нанотехнологии / Т.И. Данилина К.И. Смирнова, В.А. Илюшин, А.А. Величко А.А. - Томск: ТУСУР, 2005.

3. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных схем. - М.: Высш. шк., 1986.

Размещено на Allbest.ru