1. Центрифугирование (спин-костинг, spin-coating)

• Принцип: капля резиста наносится на центр вращающейся подложки, а затем равномерно распределяется под действием центробежной силы.

• Этапы:

  1. Подложка закрепляется на вращающемся столике.

  2. На центр подложки наносится капля резиста.

  3. Подложка вращается со скоростью 10001000–60006000 об/мин, создавая равномерный слой.

  4. После нанесения слой подвергается термической обработке для удаления растворителя.

• Преимущества:

• Простота и высокая воспроизводимость.

• Формирование тонкого и равномерного слоя.

• Недостатки:

• Нерациональный расход резиста (большая часть теряется).

• Применение: наиболее распространённый метод в микроэлектронике.

2. Нанесение методом погружения (дип-костинг, dip-coating)

• Принцип: подложка погружается в раствор резиста и затем извлекается с контролируемой скоростью.

• Этапы:

  1. Подложка медленно опускается в ванну с резистом.

  2. После пропитки подложка извлекается с заданной скоростью.

  3. Лишний материал стекает, а слой фиксируется термической обработкой.

• Преимущества:

• Возможность покрытия сложных поверхностей.

• Недостатки:

• Менее равномерный слой по сравнению с центрифугированием.

• Более сложное оборудование.

• Применение: покрытие деталей с большой площадью или сложной формой.

3. Напыление (спрей-костинг, spray-coating)

• Принцип: раствор резиста распыляется на поверхность подложки в виде аэрозоля.

• Этапы:

  1. Резист подается в распылительную насадку.

  2. Газ-носитель создаёт мелкодисперсное облако, которое осаждается на подложке.

  3. Осажденный слой фиксируется термической обработкой.

• Преимущества:

• Покрытие сложных и неровных поверхностей.

• Экономия материала.

• Недостатки:

• Более сложное оборудование.

• Возможность образования дефектов в слое.

• Применение: покрытие подложек сложной геометрии, микроэлектромеханических устройств.

4. Литьё (casting)

• Принцип: резист заливается на поверхность подложки, равномерно распределяется и затем полимеризуется.

• Преимущества:

  • Простота метода.

• Недостатки:

  • Невозможность получения очень тонкого слоя.

• Применение: менее точные технологии.

5. Нанесение методом распыления центрифугой

• Совмещает спрей-костинг и центрифугирование. Резист распыляется на подложку, которая одновременно вращается.

Адгезия резистов

Адгезия резиста к подложке — критически важный параметр, определяющий качество последующих технологических процессов. Плохая адгезия приводит к отслаиванию резиста и дефектам литографии.

Факторы, влияющие на адгезию

1. Состояние поверхности подложки:

   • Загрязнения и пыль снижают адгезию.

   • Наличие оксидных слоев (например, на кремнии) может ухудшать сцепление.

2. Свойства резиста:

   • Тип и химический состав резиста.

   • Вязкость раствора.

3. Процесс нанесения:

   • Равномерность слоя.

   • Термическая обработка.

Способы улучшения адгезии

1. Очистка подложки:

   • Химическая очистка (например, смесью H₂SO₄ и H₂O₂).

   • Плазменная обработка для удаления органических загрязнений.

   • Ультразвуковая очистка.

2. Использование адгезионных слоев:

   • Гидрофобизация: нанесение тонкого слоя праймера (например, HMDS — гексаметилдисилазана), который улучшает сцепление резиста с подложкой.

   • Физическая обработка: травление поверхности для создания микронеровностей.

3. Термическая обработка:

   • Нагрев подложки перед нанесением резиста улучшает адгезию за счёт испарения влаги.

4. Контроль влажности и температуры:

   • Уменьшение уровня влажности в помещении снижает образование гидратных слоев на подложке.

Применение методов нанесения резистов

1. Микроэлектроника:

   • Фотолитография для формирования слоёв в интегральных схемах.

2. Микроэлектромеханические системы (MEMS):

   • Маскировка структур для травления и напыления.

3. Нанотехнологии:

   • Нанесение резистов для создания наноструктур.

Методы нанесения резистов и обеспечение их адгезии являются ключевыми этапами фотолитографических процессов. Выбор метода зависит от требований к толщине, равномерности слоя и типа обрабатываемой подложки.

24. Фотолитография. Способы экспонирования. Разрешающая способность.

25. Виды дефектов при проведении литографии.

26. Методы термического окисления кремния. Способы реализации и особенности.

27. Распределение примесей при термическом окислении

28. Физика диффузионных процессов. Двухстадийная диффузия.

29. Математическое описание диффузионных процессов в твердых телах. Законы диффузии.

30. Распределение примесей при диффузии. Стадия «загонки» (введение примесей).

31. Распределение примесей при диффузии. Стадия «разгонки» (перераспределение примесей).

32. Методы осуществления процесса диффузии. Источники и способы введения примесей. Оборудование для диффузии.

33. Математическое описание процесса ионной имплантации.

Математическое описание процесса ионной имплантации

Ионная имплантация — это процесс введения ионов определенного элемента в материал (чаще всего в полупроводники, такие как кремний) с целью изменения его физических, химических или электрических свойств. Процесс включает ускорение ионов в электрическом поле и их внедрение в материал-мишень. Математическое описание процесса помогает прогнозировать распределение ионов в материале и его параметры.

Ключевые параметры процесса

1. Энергия ионов (E):

   • Определяет глубину проникновения ионов.

2. Доза имплантации (D):

   • Количество ионов, внедренных в единицу площади (ион/см^2).

3. Угол имплантации (θ):

   • Угол падения ионов относительно нормали к поверхности материала.

Основные модели распределения ионов