4.3.Технологический процесс контактной фотолитографии

Технологический процесс фотолитографии включает следующие операции :

• подготовку поверхности перед нанесением фоторезиста ;

• нанесение слоя фоторезиста ;

• сушку пленки фоторезиста ;

• экспонирование – засветку фоторезиста ;

• проявление – удаление определенных участков пленки фоторезиста (получение микрорисунка) ;

• контроль качества проявления и геометрических размеров изображения ;

• задубливание фоторезиста , повышающие устойчивость фоторезиста к травителю .

На этом технологический процесс фотолитографии заканчивается .Его основная задача – формирование фоторезистивной маски.

Все последующие действия относятся к другим технологическим процессам и операциям. В частности ими могут быть :

• травление слоя оксида или металла через полученную фоторезистивную маску в специальном травителе ;

• ионное легирование через фоторезистивную маску ;

• контроль качества травления ;

• удаление пленки фоторезиста с поверхности ;

• контроль качества проведенной фотолитографии .

В лабораторной работе ставиться задача провести фотолитографическую гравировку металлической пленки (Al,Cu) , используемой в качестве контактного материала к кремнию . Совмещение и экспонирование микрорисунков в слое оксида и слое металла проводятся на установке Цейс 830-02.

5. Последовательность технологического процесса

5.1. Материалы

Фоторезист ФП-РН-7. Проявитель. Травитель для металла. Вода дистил­лированная. Диметилформамид или ацетон. Четыреххлористый углерод или изопропиловый спирт.

5.2. Оборудование, оснастка

Пластины кремниевые или ситалловые с металлизацией. Центрифуга го­ризонтальная. Шкаф сушильный 2В-151. Установка совмещения и экспони­рования Цейс 830-02. Установка проекционной печати ЭМ-584. Микроскоп МИИ-4. Электроплитка. Шкаф вытяжной. Стакан мерный. Колба мерная. Стакан 600 мл, 800 мл. Чашка Петри. Пинцет с фторопластовыми наконеч­никами. Секундомер.

5.3. Последовательность выполнения технологических и контрольных операции

5.3.1. Подготовка поверхности

Провести обезжиривание поверхности в парах четыреххлористого угле­рода или изопропилового спирта следующим образом:

• налить в стакан 25 мл растворителя;

• нагреть растворитель на электроплитке до интенсивного кипения;

• взять подложку за край пинцетом фторопластовыми наконечниками;

• выдержать подложку 30-40с над парами растворителя до полного удаления следов жира и грязи с поверхности;

• снять стакан с электроплитки.

Примечание. Операцию обезжиривания в парах четыреххлористого углеро­да или изопропилового спирта проводить в вытяжном шкафу.

5.3.2. Нанесение фоторезиста

Для осуществления данной операции следует:

• включить центрифугу в сеть (U=220 V);

• поместить пинцетом подложку на диск центрифуги рабочей стороной вверх;

• нанести 10-14 капель фоторезиста на подложку, осторожно распределяя его по поверхности;

• включить центрифугу и выдержать время 30-40 с;

• после полной остановки центрифуги перенести подложку в чашку Петри и накрыть крышкой;

• выдержать подложку с нанесенным фоторезистом на воздухе в течение 10-20 мин;

• поместить пластину в сушильный шкаф-термостат и выдержать при температуре 95-100°С в течение 10-20 мин;

• извлечь пластину из шкафа и охладить её на воздухе в течение 10-15 мин.

5.3.3. Совмещение и экспонирование

Поместить подложку с металлизацией на рабочий столик установки Цейс 830-02 и расположить поверх ней ФШ рабочей стороной к металлической пленке. Порядок выполнения и режимы экспонирования приведены в технологической инструкции к установке Цейс 830-02.

5.3.4. Проявление рисунка

Для проведения операции проявления рисунка необходимо:

• налить в чашку Петри 50-60 мл проявителя;

• опустить подложку в проявитель рабочей стороной вверх;

• выдержать пластину в проявителе до полного проявления рисунка, слегка покачивая чашку;

• промыть пластину в дистиллированной воде в течение 15-20 секунд;

• высушить пластину на центрифуге в течение 1 минуты.

5.3.5. Контроль качества проявления

Проконтролировать качество рисунка после появления под микроскопом МИИ-4. Край рельефа должен быть четким и ровным. Не должно быть остатков фоторезиста в засвеченных участках. В противном случае фоторезист допроявить в течение 30-40с.

5.3.6. Задубливание пленки фоторезиста

Задубливание необходимо осуществлять следующим образом:

• поместить пластину на фторопластовую кассету;

• поместить кассету с подложкой в сушильный шкаф-термостат, нагретый до 130-140°С;

• выдержать пластину в шкафу в течение 20-30 мин;

• достать пластину из шкафа.

5.6.7. Травление металлического слоя

Для травления металлического слоя необходимо:

• налить в стакан травитель и поставить на электроплитку;

• нагреть в течение 3-5 минут;

• снять стакан с травителем с электроплитки;

• выдержать пластину в травителе до полного стравливания металла в незащищенных фоторезистом участках;

• по окончании травления промыть пластину в дистиллированной воде в те­чение 20-30с;

• высушить пластину на центрифуге в течение 1-2 мин.