Nanofabrikation Photoresist

Beschreibung

Nanofabrikation

PAM-XIAMEN-AngeboteFotolackTeller mitFotolack

Ein Fotolack ist ein lichtempfindliches Material, das in verschiedenen Prozessen verwendet wird, wie zFotolithographieund Fotogravur, um eine gemusterte Beschichtung auf einer Oberfläche zu bilden, was in der gesamten Elektronikindustrie von entscheidender Bedeutung ist.

Ein positiver Resist ist eine Art Photoresist, bei dem der Teil des Photoresists, der dem Licht ausgesetzt ist, für den Photoresist-Entwickler löslich wird. Der unbelichtete Teil des Fotolacks bleibt für den Fotolackentwickler unlöslich.

Ein negativer Fotolack ist eine Art Fotolack, bei dem der Teil des Fotolacks, der dem Licht ausgesetzt ist, für den Fotolackentwickler unlöslich wird. Der unbelichtete Teil des Fotolacks wird durch den Fotolackentwickler aufgelöst.

Basierend auf der chemischen Struktur von Fotolacken können sie in drei Typen eingeteilt werden: fotopolymer, fotozersetzend, fotovernetzend, Fotolack.

Fotolackanwendungen:

Mikrokontaktdruck

Herstellung von Leiterplatten (PCB)

Strukturieren und Ätzen von Substraten

Mikroelektronik

Fotolack Microposit

Futurrex

andere Fotolacke,

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Substrat Siliziumsubstrat 2″3″4″5″6″8″

Quarzsubstrat SSP/DSP

Glassubstrat N/P

SiO2-Substrat 100/110/111

anderes Substrat,

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Unterschiede zwischen positivem und negativem Widerstand

Charakteristisch	Positiv	Negativ
Haftung auf Silikon	Messe	Ausgezeichnet
Relative Kosten	Teurer	Weniger teuer
Entwicklerbasis	Wässrig	Organisch
Löslichkeit im Entwickler	Der freigelegte Bereich ist löslich	Der freiliegende Bereich ist unlöslich
Mindestfunktion	0,5 µm	2 µm
Stufenabdeckung	Besser	Untere
Nasschemikalienbeständigkeit	Messe	Ausgezeichnet

Eine einzelne Iteration vonFotolithographiekombiniert mehrere Schritte nacheinander. Moderne Reinräume verwenden automatisierte Wafer-Track-Robotersysteme, um den Prozess zu koordinieren. Das hier beschriebene Verfahren lässt einige fortgeschrittene Behandlungen wie Verdünnungsmittel oder Randwulstentfernung weg.Grundlegendes Verfahren

Reinigung

Sofern organische oder anorganische Verunreinigungen auf der Waferoberfläche vorhanden sind, werden diese in der Regel durch eine nasschemische Behandlung, z. B. das RCA-Clean-Verfahren auf Basis wasserstoffperoxidhaltiger Lösungen, entfernt. Zur Reinigung können auch andere Lösungen auf Basis von Trichlorethylen, Aceton oder Methanol verwendet werden.

Vorbereitung

Der Wafer wird zunächst auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um eventuell auf der Waferoberfläche vorhandene Feuchtigkeit auszutreiben. 150 °C für zehn Minuten reichen aus. Eingelagerte Wafer müssen chemisch gereinigt werden, um Verunreinigungen zu entfernen. Um die Haftung des Fotolacks auf dem Wafer zu fördern, wird ein flüssiger oder gasförmiger „Haftvermittler“ wie Bis(trimethylsilyl)amin („Hexamethyldisilazan“, HMDS) aufgetragen. Die Oberflächenschicht aus Siliziumdioxid auf dem Wafer reagiert mit HMDS und bildet trimethyliertes Siliziumdioxid, eine stark wasserabweisende Schicht, die der Wachsschicht auf einem Autolack ähnelt. Diese wasserabweisende Schicht verhindert, dass der wässrige Entwickler zwischen die Fotolackschicht und die Waferoberfläche eindringt, und verhindert so das sogenannte Abheben kleiner Fotolackstrukturen im (Entwicklungs-)Muster. Um die Entwicklung des Bildes zu gewährleisten, wird es am besten abgedeckt über eine Heizplatte gelegt und trocknen lassen, während die Temperatur bei 120 °C stabilisiert wird.

Auftragen von Fotolack

Der Wafer wird durch Schleuderbeschichtung mit Fotolack bedeckt. Eine viskose, flüssige Fotolacklösung wird auf den Wafer aufgetragen und der Wafer schnell gedreht, um eine gleichmäßig dicke Schicht zu erzeugen. Die Schleuderbeschichtung läuft typischerweise 30 bis 60 Sekunden lang bei 1200 bis 4800 U/min und erzeugt eine Schicht mit einer Dicke zwischen 0,5 und 2,5 Mikrometern. Der Schleuderbeschichtungsprozess führt zu einer gleichmäßig dünnen Schicht, normalerweise mit einer Gleichmäßigkeit von 5 bis 10 Nanometern. Diese Gleichmäßigkeit kann durch eine detaillierte strömungsmechanische Modellierung erklärt werden, die zeigt, dass sich der Resist an der Oberseite der Schicht viel schneller bewegt als an der Unterseite, wo viskose Kräfte den Resist an die Waferoberfläche binden. Dadurch wird die obere Resistschicht schnell vom Rand des Wafers abgeschleudert, während die untere Schicht immer noch langsam radial am Wafer entlang kriecht. Auf diese Weise werden alle „Beulen“ oder „Rippen“ des Resists entfernt, sodass eine sehr flache Schicht zurückbleibt. Die endgültige Dicke wird auch durch die Verdunstung flüssiger Lösungsmittel aus dem Resist bestimmt. Für sehr kleine, dichte Strukturen (< 125 nm) sind geringere Lackdicken (< 0,5 Mikrometer) erforderlich, um Kollapseffekte bei hohen Aspektverhältnissen zu überwinden; typische Seitenverhältnisse sind < 4:1.

Der mit Fotoresist beschichtete Wafer wird dann vorgebacken, um überschüssiges Fotoresistlösungsmittel auszutreiben, typischerweise bei 90 bis 100 °C für 30 bis 60 Sekunden auf einer Heizplatte.

Belichtung und Entwicklung

Nach dem Vorbacken wird der Fotolack einem Muster intensiven Lichts ausgesetzt. Durch die Einwirkung von Licht kommt es zu einer chemischen Veränderung, die es ermöglicht, einen Teil des Fotolacks durch eine spezielle Lösung, die in Analogie zum fotografischen Entwickler „Entwickler“ genannt wird, zu entfernen. Positiver Fotolack, der gebräuchlichste Typ, wird bei der Belichtung im Entwickler löslich; Bei negativem Fotolack sind unbelichtete Bereiche im Entwickler löslich.

Vor der Entwicklung wird ein Post-Exposure-Bake (PEB) durchgeführt, um in der Regel dazu beizutragen, stehende Wellenphänomene zu reduzieren, die durch destruktive und konstruktive Interferenzmuster des einfallenden Lichts verursacht werden. Bei der Tief-Ultraviolett-Lithographie wird die chemisch verstärkte Resist-Chemie (CAR) verwendet. Dieser Prozess reagiert viel empfindlicher auf PEB-Zeit, -Temperatur und -Verzögerung, da der Großteil der „Belichtungs“-Reaktion (Säurebildung, Löslichkeit des Polymers im Grundentwickler) tatsächlich im PEB stattfindet.

Die Entwicklungschemie wird, ähnlich wie bei einem Fotolack, auf einer Schleuder zugeführt. Entwickler enthielten ursprünglich oft Natriumhydroxid (NaOH). Allerdings gilt Natrium als äußerst unerwünschte Verunreinigung bei der MOSFET-Herstellung, da es die Isoliereigenschaften von Gate-Oxiden beeinträchtigt (insbesondere können Natriumionen in das Gate hinein und aus diesem heraus wandern, wodurch sich die Schwellenspannung des Transistors ändert und das Drehen schwieriger oder einfacher wird). der Transistor im Laufe der Zeit eingeschaltet). Mittlerweile kommen metallionenfreie Entwickler wie Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) zum Einsatz.

Der resultierende Wafer wird dann „hart gebacken“, wenn ein nicht chemisch verstärkter Resist verwendet wurde, typischerweise bei 120 bis 180 °C für 20 bis 30 Minuten. Durch das Hartbacken wird der verbleibende Fotolack verfestigt, um eine haltbarere Schutzschicht für zukünftige Ionenimplantationen, nasschemisches Ätzen oder Plasmaätzen zu bilden.

Radierung

Beim Ätzen entfernt ein flüssiger („nasser“) oder plasmatischer („trockener“) chemischer Wirkstoff die oberste Schicht des Substrats in den Bereichen, die nicht durch Fotolack geschützt sind. Bei der Halbleiterfertigung werden im Allgemeinen Trockenätztechniken verwendet, da diese anisotrop gemacht werden können, um eine erhebliche Unterätzung des Fotolackmusters zu vermeiden. Dies ist wichtig, wenn die Breite der zu definierenden Merkmale ähnlich oder kleiner als die Dicke des zu ätzenden Materials ist (d. h. wenn das Seitenverhältnis sich dem Wert Eins nähert). Nassätzprozesse sind im Allgemeinen isotroper Natur, was für mikroelektromechanische Systeme oft unverzichtbar ist, wo suspendierte Strukturen von der darunter liegenden Schicht „gelöst“ werden müssen.

Durch die Entwicklung eines anisotropen Trockenätzverfahrens mit geringer Fehlerquote konnten die immer kleineren, fotolithografisch im Resist definierten Strukturen auf das Substratmaterial übertragen werden.

Entfernung von Fotolack

Nachdem ein Fotolack nicht mehr benötigt wird, muss er vom Substrat entfernt werden. Dazu ist in der Regel ein flüssiger „Resist-Stripper“ erforderlich, der den Resist chemisch so verändert, dass er nicht mehr am Substrat haftet. Alternativ kann der Fotolack durch ein sauerstoffhaltiges Plasma entfernt werden, das ihn oxidiert. Dieser Vorgang wird Veraschung genannt und ähnelt dem Trockenätzen. Die Verwendung des Lösungsmittels 1-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) für Fotolack ist eine weitere Methode zum Entfernen eines Bildes. Nach dem Auflösen des Resists kann das Lösungsmittel durch Erwärmen auf 80 °C rückstandsfrei entfernt werden.

Fotolack der Serie Microposit S1800 G2

NEGATIVER WIDERSTAND NR9-6000PY

NEGATIVER WIDERSTAND NR9-6000P