Порядок выполнения заданий

• Формирование пленки ФР

1. Подготовка подложек. Очистить подложку с металлической пленкой

кипячением в ацетоне в течение 1 мин.

2. Нанесение ФР:

а) закрепить очищенную подложку на столике центрифуги;

б) на подложку с помощью пипетки нанести ФР, включить центрифугу;

время центрифугования 40 с;

в) снять пластину со столика и осторожно, не касаясь ее рабочей поверхности, поместить в термостат; время сушки 15 мин, температура 70 ｰС;

г) оценить качество полученной ФР-пленки с помощью микроскопа

МБИ-11, записать данные в табл. 4.3.

• Формирование ФР-маски

1. Оценить качество ФШ и измерить линейные размеры элементов его

рисунка с помощью микроскопа МБИ-11, предварительно определив цену

деления, записать данные в табл. 4.3. Оценить погрешность измерений.

Таблица 4.3

Контролируемый объект

Качественные

характеристики

Линейные размеры,

мкм

ФШ

ФР-пленка

ФР-маска

Пленочные элементы микросхемы

2. Провести совмещение и экспонирование на установке ЭМ-420 соглас-

но инструкции по эксплуатации; режим экспонирования – по указанию пре-

подавателя.

3. Проявить ФР:

а) приготовить проявитель – водный раствор 0.5 %-го КОН;

б) проявить до полного удаления ФР с засвеченных участков;

в) выполнить контроль качества ФР-маски, измерить ее размеры с по-

мощью микроскопа МБИ-11, данные записать в табл. 4.3. Оценить погреш-

ность измерений.

4. Произвести задубливание ФР:

а) поместить подложку с проявленной пленкой ФР в термостат; режим

задубливания: 1-й этап – 90 °С, 15 мин; 2-й этап – 120 °С, 30 мин;

б) выполнить контроль качества ФР-маски, измерить ее размеры с по-

мощью микроскопа МБИ-11 и сравнить с результатами, полученными после

проявления фоторезиста.

• Локальная микрообработка

1. Химическое травление металлической пленки:

а) приготовить травитель для данного металла;

б) погрузить подложку в травитель до полного удаления металла с неза-

щищенных участков;

в) промыть подложку в проточной системе, используя деионизованную

воду.

2. Удаление ФР-маски:

а) дважды прокипятить подложку в диметилформамиде до полного уда-

ления ФР;

б) выполнить контроль качества, определить линейные размеры пленоч-

ных элементов микросхемы с помощью микроскопа МБИ-11, данные запи-

сать в табл. 4.3.

Проявеление фоторезиста

Свойства функцональных групп светочуствительность разрешающая способность стойкость к воздействию

Методы изготовления фотошаблонов характеристики

Дефекты

Как избавиться

Травление

В микроэлектронике чаще всего применяют жидкостное (или химическое травление), которое в свою очередь делится на анизотропное, изотропное и селективное травление.

Химическое (жидкостное) травление основано на процессах растворения исходных материалов. Травление может осуществляться как в жидких, так и в газообразных средах. При этом обрабатываемый материал частично претерпевает химические изменения.

Основными параметрами режима травления, от которых зависят как его скорость, так и воспроизводимость размеров получаемых рельефов, являются температура, концентрация травителя, время травления.

Если скорость травления в определенном кристаллографическом направлении во много раз превышает скорость в других направлениях, то травитель называется анизотропным. Пример анизотропного травления представлен на рисунке 3.

 

Рисунок 3 – Анизотропное травление

 

Анизотропное травление широко используется в технологии ИМС, особенно для создания узких разделяющих щелей.

Анизотропные травители - это травители с анодным контролем, характеризующиеся высокими энергиями активации.

Поскольку энергия активации анизотропных травителей велика, травление идет медленно и требуется нагрев раствора до температуры, близкой к его кипению.

Изотропное травление идет с одинаковой скоростью во всех направлениях – как вглубь, так и под маску. Пример изотропного травления представлен на рисунке 4.

 

Рисунок 4 – Изотропное травление

 

При изотропном травлении кремния используются маски из нетравящихся металлов Si₃N₄ или SiO₂(иногда для неглубокого травления). Резист используется редко, так как HFHNO₃ быстро проникает через пленку.

Основным компонентом травителя является плавиковая кислота HF. Размер W вытравленной области больше размера отверстия W₀ в маске на величину, превышающую удвоенную толщину d слоя двуокиси кремния:

 

W > W₀ + 2d

 

В связи с этим жидкостное изотропное травление не позволяет получать в двуокиси кремния отверстия малых размеров. Так как этот слой является маской при легировании, то использование такой маски не позволит получить элементы ИМС малых размеров.

Скорость травления сильно зависит от отношения глубины к ширине канавки, так называемое аспектное соотношение.