stringtranslate.com

Резист (производство полупроводников)

В производстве полупроводников резист представляет собой тонкий слой , используемый для переноса рисунка схемы на полупроводниковую подложку, на которую он наносится. Резист может быть сформирован с помощью литографии для формирования временной маски (суб)микрометрового масштаба, которая защищает выбранные области подложки во время последующих этапов обработки. Материал, используемый для приготовления указанного тонкого слоя, обычно представляет собой вязкий раствор. Резисты, как правило, представляют собой фирменные смеси полимера или его предшественника и других малых молекул (например, фотокислотных генераторов), которые были специально разработаны для данной технологии литографии. Резисты, используемые во время фотолитографии, называются фоторезистами .

Фон

Полупроводниковые приборы (по состоянию на 2005 год) строятся путем осаждения и структурирования множества тонких слоев. Этапы структурирования, или литография, определяют функцию прибора и плотность его компонентов.

Например, в межсоединительных слоях современного микропроцессора проводящий материал ( медь или алюминий ) вставлен в электроизолирующую матрицу (обычно фторированный диоксид кремния или другой диэлектрик с низким значением k ). Металлические узоры определяют несколько электрических цепей, которые используются для соединения транзисторов микрочипа друг с другом и, в конечном итоге, с внешними устройствами через контакты чипа.

Наиболее распространенным методом формирования рисунка, используемым в промышленности полупроводниковых приборов, является фотолитография — формирование рисунка с использованием света. В этом процессе интересующая подложка покрывается светочувствительным резистом и облучается коротковолновым светом, проецируемым через фотошаблон , который представляет собой специально подготовленный трафарет, образованный непрозрачными и прозрачными областями — обычно кварцевой подложкой с узорчатым слоем хрома . Тень непрозрачных областей в фотошаблоне образует субмикрометровый рисунок темных и освещенных областей в слое резиста — площадное изображение . В экспонированных областях слоя резиста происходят химические и физические изменения. Например, могут образовываться или разрушаться химические связи, вызывая изменение растворимости. Затем это скрытое изображение проявляется , например, путем промывки соответствующим растворителем. Остаются выбранные области резиста, которые после этапа постэкспонирования спекания образуют стабильный полимерный рисунок на подложке. Этот рисунок можно использовать в качестве трафарета на следующем этапе процесса. Например, области подложки, которые не защищены рисунком резиста, могут быть протравлены или легированы. Материал может быть выборочно нанесен на подложку. После обработки оставшийся резист может быть удален. Иногда (особенно при изготовлении микроэлектромеханических систем ) рисунок резиста может быть включен в конечный продукт. Для создания сложных устройств может быть выполнено множество циклов фотолитографии и обработки.

Резисты также могут быть разработаны так, чтобы быть чувствительными к заряженным частицам, таким как электронные пучки, создаваемые в сканирующих электронных микроскопах . Это основа электронно-лучевой прямой литографии .

Резист не всегда необходим. Несколько материалов могут быть нанесены или сформированы напрямую с использованием таких методов, как мягкая литография , нанолитография Dip-Pen , испарение через теневую маску или трафарет .

Типичный процесс

  1. Нанесение резиста: исходный раствор наносится методом центрифугирования на чистую (полупроводниковую) подложку, например, на кремниевую пластину , для формирования очень тонкого, равномерного слоя.
  2. Мягкая выпечка: слой выпекается при низкой температуре для испарения остаточного растворителя.
  3. Экспонирование: Скрытое изображение формируется в резисте, например, (а) путем экспонирования ультрафиолетовым светом через фотошаблон с непрозрачными и прозрачными областями или (б) путем прямой записи с использованием лазерного луча или электронного луча.
  4. Пост-экспозиционное запекание
  5. Проявление: Участки резиста, которые были (или не были) экспонированы, удаляются путем промывки соответствующим растворителем.
  6. Обработка через резистивный шаблон: влажное или сухое травление, отслаивание, легирование...
  7. Сопротивление зачистке

Смотрите также

Внешние ссылки