1. Подготовка подложки

• Очистка подложки:

  • Удаление органических и неорганических загрязнений с поверхности.

  • Используются химические растворы, такие как смесь серной кислоты и перекиси водорода (H₂SO₄ + H₂O₂) или гидрофтористая кислота (HF) для удаления оксидов.

• Образование адгезионного слоя:

  • Наносится тонкий слой адгезионного материала (например, HMDS — гексаметилдисилазан), чтобы улучшить сцепление фоторезиста с поверхностью.

2. Нанесение фоторезиста

• Спин-коттинг (Spin-coating):

  • Фоторезист наносится на подложку, которая вращается с высокой скоростью (обычно 1000–5000 об/мин).

  • Формируется равномерный слой фоторезиста заданной толщины (толщина зависит от скорости вращения и вязкости резиста).

• Предварительная термообработка (soft bake):

  • Подложка нагревается (обычно 90–120 °C) для удаления растворителей из фоторезиста.

  • Это улучшает механические и адгезионные свойства резиста.

3. Экспонирование

• Выравнивание и совмещение:

  • Фотошаблон (маска) совмещается с подложкой, используя метки совмещения.

  • Обеспечивается точное наложение рисунка маски на подложку.

• Облучение излучением:

  • Подложка с резистом подвергается облучению (ультрафиолет, рентген, электронный или ионный пучок) через фотошаблон.

  • Излучение изменяет химические свойства фоторезиста в облученных областях:

    • Позитивный резист: Облученные области становятся растворимыми в проявителе.

    • Негативный резист: Облученные области становятся нерастворимыми.

4. Проявление

• Подложка помещается в проявляющий раствор:

  • Для позитивного резиста растворяются облученные участки.

  • Для негативного резиста растворяются необлученные участки.

• Контроль структуры:

  • После проявления проверяется точность переноса рисунка с маски на фоторезист.

5. Постобработка резиста

• Сушка:

  • Удаляются остатки проявителя, обычно путем продувки азотом или мягкого нагрева.

• Жесткая термообработка (hard bake):

  • Нагрев подложки до 150–200 °C для увеличения прочности фоторезиста.

  • Это улучшает его стойкость к последующим травящим процессам.

6. Травление

• Мокрое травление:

  • Погружение подложки в химический раствор, который селективно удаляет материал под открытыми областями резиста.

  • Пример: раствор KOH для травления кремния.

• Сухое травление (реактивное ионное травление, RIE):

  • Используется плазма химически активных газов (например, CF₄ или SF₆).

  • Обеспечивает более точное травление с высокими анизотропными свойствами (вертикальные стенки).

7. Удаление резиста

• После травления фоторезист удаляется:

  • Мокрым методом: Химический раствор (например, смесь азотной кислоты и ацетона).

  • Плазменное травление: Удаление резиста с помощью плазмы кислорода (O₂).

8. Контроль качества

• Инспекция:

  • Проверка размеров и формы созданных структур с помощью оптического или электронного микроскопа.

  • Оценка точности совмещения слоев (overlay).

• Метрология:

  • Измерение критических размеров (Critical Dimension, CD) и контроль дефектов.

Итоговая последовательность операций

1. Очистка подложки.

2. Нанесение адгезионного слоя.

3. Нанесение фоторезиста (спин-коттинг, soft bake).

4. Экспонирование через маску.

5. Проявление.

6. Жесткая термообработка (hard bake).

7. Травление (мокрое или сухое).

8. Удаление резиста.

9. Контроль качества.

Примечания

• В процессе могут добавляться дополнительные этапы, например, для создания многослойных структур.

Качество итоговой структуры зависит от точности совмещения, разрешения резиста, стабильности оборудования и контроля параметров на каждом этапе

23. Методы нанесения резистов. Адгезия.

Методы нанесения резистов. Адгезия

Резисты — это полимерные материалы, чувствительные к свету, электронным или ионным пучкам. Они используются для формирования защитных масок при фотолитографии, необходимой в микроэлектронике и производстве интегральных схем. Для успешного применения резистов важно обеспечить их равномерное нанесение и хорошую адгезию к подложке.

Методы нанесения резистов