Prinċipju tal-Proċess tal-Litografija u tat-Tagħmir

LitografijaProcess uEquipmentPrinċipju

I. Introduzzjoni għall-proċess tal-litografija

Il-proċess tal-litografija jokkupa pożizzjoni importanti fil-proċess tal-manifattura tas-semikondutturi, u l-kwalità tal-litografija taffettwa direttament il-prestazzjoni tal-apparat.

Il-figura li ġejja turi l-istruttura ewlenija u d-distribuzzjoni tal-magna tal-litografija ASML, prinċipalment inklużi: sors tad-dawl, sistema ta 'illuminazzjoni, tabella tal-maskra, sistema ta' trasmissjoni tal-maskra, lenti tal-objettiv tal-litografija tal-projezzjoni, tabella tal-biċċa tax-xogħol, sistema ta 'trasferiment tal-wejfer tas-silikon, sistema ta' allinjament, sistema ta 'livellar u fokus , sistema ta 'kontroll ambjentali, qafas tal-magna u sistema ta' tnaqqis tal-vibrazzjoni, sistema ta 'kontroll tal-magni u softwer tal-magni, eċċ., Kif muri fil-figura li ġejja:

Kif muri fil-figura hawn taħt, il-passi ewlenin tal-proċess tal-litografija jinkludu: tindif tal-wejfer epitassjali, omoġenizzazzjoni, pre-ħami, fotolitografija, wara l-ħami, żvilupp u rinforz tal-film.

Matul it-trasport ta 'wejfers epitassjali, jistgħu jiġu mniġġsa mill-ambjent, li jirriżultaw f'kontaminanti fuq il-wiċċ ta' wejfers epitassjali. Għalhekk, il-wejfer epitassjali għandha titlaħlaħ qabel l-omoġenizzazzjoni biex tneħħi l-kontaminanti fuq il-wiċċ tal-wejfer epitassjali, sabiex tiġi evitata l-introduzzjoni ta 'impuritajiet fil-proċess tal-manifattura, li jaffettwaw il-prestazzjoni tal-apparat. Wara t-tindif, il-wejfer epitassjali tinxef b'pistola tal-gass tan-nitroġenu jew titqiegħed fuq hot plate biex tinxef, u mbagħad il-wejfer epitassjali titqiegħed f'omoġenizzatur għall-omoġenizzazzjoni.

Sabiex tiżdied l-adeżjoni bejn il-fotoreżist u l-wejfer epitassjali u tagħmel il-fotoreżist imwaħħal aħjar mal-wejfer epitassjali, saff ta 'tackifier ġeneralment jiġi applikat għall-wejfer epitassjali qabel ma l-fotoresist ikun miksi b'mod uniformi. L-omoġenizzatur jassorbi l-wejfer epitassjali permezz ta 'vakwu, u mbagħad idawwarha b'veloċità għolja sabiex il-fotoreżist ikun imwaħħal indaqs mal-wejfer epitassjali. Il-ħxuna tal-photoresist tinbidel billi taġġusta l-veloċità rotazzjonali u l-ħin ta 'omoġenizzazzjoni.

Il-ħami minn qabel huwa li tpoġġi l-wejfer epitassjali fuq il-hot plate għall-ħami, u volatilizza s-solvent żejjed fil-fotoresist biex jissolidifikah, sabiex il-fotoresist ikun jista 'jaderixxi aħjar mal-wejfer epitassjali.

Il-litografija hija li tpoġġi l-wejfer epitassjali wara l-ħami minn qabel fil-magna tal-litografija, u uża l-metodu ta 'espożizzjoni biex tittrasferixxi l-mudell fuq il-pjanċa tal-maskra għall-photoresist fuq il-wiċċ tal-wejfer epitassjali biex tirrealizza t-trasferiment tal-mudell.

Sabiex jinkiseb effett litografiku tajjeb, huwa meħtieġ li tiġi esplorata d-doża ta 'espożizzjoni (ħin ta' espożizzjoni) u fokus ta 'espożizzjoni (fokus) li jikkorrispondu għal grafika differenti.

Ġeneralment, wara l-fotolitografija, huwa meħtieġ li jiġi ddeterminat jekk il-wejfer epitassjali espost għandux wara l-bake skont il-kundizzjonijiet sperimentali, jekk il-fotoreżistu jkun oħxon, il-ħami wara l-ħami se jikkawża bżieżaq fuq il-fotoreżistu, li eventwalment iwassal għal falliment tal-litografija.

Wara l-ħami jxerred il-materjal attiv fil-photoresist, jelimina l-effett tal-mewġ wieqfa introdott minn interferenza matul il-proċess tal-litografija, u jtejjeb l-effett tal-litografija. L-iżvilupp huwa r-reazzjoni kimika tal-iżviluppatur u l-photoresist biex tinħall il-parti esposta. B'mod ġenerali, kemm il-partijiet esposti kif ukoll dawk mhux esposti jirreaġixxu mal-iżviluppatur, għalhekk huwa meħtieġ li jiġi esplorat il-ħin tal-iżvilupp. Immedjatament wara li jitlesta l-iżvilupp, il-wejfer epitassjali jeħtieġ li titqiegħed f'sink u titlaħlaħ b'ilma dejonizzat ġieri biex tneħħi l-iżviluppatur li jibqa 'fuq il-photoresist.

Il-film sod huwa l-wejfer epitassjali wara l-ħami u l-iżvilupp, sabiex is-solvent fil-fotoresist jinvolatizza u jżid l-adeżjoni tal-fotoresist u l-wejfer epitassjali. Wara li l-film jiġi solidifikat, jintuża mikroskopju biex jispezzjona viżwalment il-mudell tal-fotolitografija biex jiddetermina l-effett tal-litografija, u biex jiddetermina jekk għandux inċiżjoni jew litografija mill-ġdid wara d-degumming.

II.Kif taħdem il-magna tal-litografija

Skont il-metodi ta 'espożizzjoni differenti tal-magna tal-litografija, il-magna tal-litografija hija maqsuma f'magna tal-litografija ta' kuntatt, magna tal-litografija ta 'prossimità, magna tal-litografija ta' projezzjoni u magna tal-litografija pass, u l-prinċipju ta 'tipi differenti ta' litografija se jiġu introdotti hawn taħt.

Kif muri fil-Figura (a) ta 'hawn fuq, il-magna tal-litografija tal-kuntatt hija esposta permezz ta' kuntatt dirett bejn il-maskra u l-photoresist, u l-istruttura hija relattivament sempliċi, is-sors tad-dawl jinsab fil-fokus tal-lenti, u d-dawl emess isir a dawl parallel wara li jgħaddi mill-lenti, u l-grafika kollha fuq il-maskra kollha jiġu trasferiti għall-photoresist. Din il-magna tal-litografija għandha riżoluzzjoni fil-medda tal-mikron, iżda l-ħajja tal-maskra titnaqqas ħafna minħabba l-kuntatt dirett bejn il-maskra u l-photoresist.

Id-differenza bejn il-magna tal-litografija tal-prossimità u l-magna tal-litografija tal-kuntatt hija li l-maskra u l-photoresist mhumiex f'kuntatt dirett, il-maskra tinsab f'distanza ta '10 μm mill-photoresist, iżda s-solvent volatilizzat mill-photoresist se jaderixxi mal- maskra, li se taffettwa l-ħajja tas-servizz tal-maskra. Barra minn hekk, il-litografija tal-prossimità għandha riżoluzzjoni aktar baxxa mil-litografija tal-kuntatt u r-riżoluzzjoni tal-espożizzjoni hija ġeneralment akbar minn 3 μm.

Skont il-mod tal-moviment tat-tabella tal-magna tal-litografija, il-magna tal-litografija tal-projezzjoni hija maqsuma f'żewġ tipi: tip ta 'projezzjoni pass u tip ta' skannjar pass.

Kif muri fil-Figura (c), lenti hija miżjuda bejn il-maskra tal-magna tal-litografija tal-projezzjoni u l-wejfer epitassjali li għandu jiġi espost, sabiex il-maskra ma tkunx ikkontaminata minn photoresist, u r-ripetibbiltà tal-litografija hija aħjar.

Id-daqs tal-mudell espost mill-magna tal-litografija tal-projezzjoni pass pass huwa l-istess bħal dak fuq il-maskra, il-proporzjon huwa 1:1, u r-riżoluzzjoni tal-espożizzjoni hija ta 'madwar 1 μm.

Il-prinċipju tax-xogħol tal-magna tal-litografija tal-projezzjoni pass pass jidher fil-figura hawn taħt:

Il-metodu ta 'ħidma tal-magna tal-litografija tal-projezzjoni stepper huwa muri fil-figura li ġejja:

Id-differenza bejn il-magna tal-litografija tal-projezzjoni tal-iskannjar pass pass u l-magna tal-litografija tal-projezzjoni pass pass hija li l-proporzjon tal-mudell fuq il-maskra u d-daqs tal-mudell espost fuq il-wejfer epitassjali huwa 5:1 jew 1 0:1, jiġifieri, it-tul u l-wisa 'tal-mudell huma mnaqqsa skond il-proporzjon ta' 5:1 jew 10:1, li fih il-proporzjon ta '10:1 jintuża għall-espożizzjoni għandu riżoluzzjoni ogħla, iżda l-ħin ta 'espożizzjoni huwa 4 darbiet dak tal-proporzjon ta' 5:1, għalhekk ħafna mill-proporzjon ta '5:1 kompromess jintuża għall-espożizzjoni. Il-magna tal-litografija ta 'din l-iskema għandha l-vantaġġ ta' riżoluzzjoni għolja, li ġeneralment hija inqas minn 0.25 μm, li hija l-magna tal-litografija l-aktar użata fil-preżent.

Ara kif taħdem magna tal-litografija tal-iskannjar pass pass:

Meta mqabbel mal-litografija tal-projezzjoni stepper, il-magna tal-litografija tal-iskannjar timxi b'mod aktar kumpless, u l-pjanċa tal-litografija timxi fid-direzzjoni opposta waqt li l-mejda tkun miexja.

Dan it-tip ta 'moviment iżid iż-żona tal-litografija.

Kif nista' nitgħallem aktar dwar id-differenzi bejn il-projezzjoni tal-pass u l-movimenti tal-iskannjar tal-pass? Il-figura hawn taħt turi d-differenza bejn iż-żewġ metodi ta 'ħidma u ż-żona tal-iskannjar, il-mod tal-moviment tal-iskannjar tal-pass għandu żona ta' ħidma akbar u lokalità aktar preċiża.

Jekk iż-żewġ metodi ta 'ħidma jittieħdu bħala eżempju, il-projezzjoni tal-pass hija aktar bħal lembut rettangolari, fil-litografija, id-dawl fil-lembut rettangolari jintrema fl-istess ħin, u x-xogħol tal-litografija jitlesta f'daqqa. Magna tal-litografija tal-iskannjar pass pass hija bħal lembut koniku, u waqt li l-litografija tkun qed taħdem, id-dawl jimla 'l isfel u l-mejda tiċċaqlaq. Id-dawl fuq il-bank tax-xogħol huwa aktar uniformi u delikat.

III.Kolol pożittivi u negattivi għal fotoreżisti

It-teknoloġija tal-litografija tittrasferixxi prinċipalment il-mudell fuq il-maskra għall-fotoreżistu permezz tal-espożizzjoni tal-magna tal-litografija u l-iżvilupp tal-wejfer epitassjali espost. Il-komponenti ewlenin ta 'photoresist huma reżini, fotoinizjaturi u solventi. Wara l-espożizzjoni, il-proprjetajiet kimiċi tal-fotoinizjatur fil-kompożizzjoni fotoreżistenti jinbidlu, u t-trasferiment tal-mudell jitlesta wara l-iżvilupp. Il-fotoreżisti huma maqsuma f'fotoreżisti pożittivi u fotoreżisti negattivi skont il-proprjetajiet tagħhom wara l-iżvilupp tal-espożizzjoni. Kif muri fil-Figura (a) hawn taħt, photoresist pożittiv jitneħħa miż-żona esposta wara l-iżvilupp, u l-photoresist pożittiv użat komunement huwa SPR200 prodott minn DuPont; B'kuntrast ma 'photoresists pożittivi, kif muri fil-Figura (b), photoresists negattivi huma l-photoresists fiż-żona esposta li jinżammu wara l-iżvilupp, u l-photoresists komunement użati huma N244, eċċ.

Trasferiment minn:https://mp.weixin.qq.com/s?{{0}}biz=MzI1OTExNzkzNw==&mid=2650473231&idx=2 &sn=ebb73ac560d71c99c19970fb7ce704ec&chksm=f3c18d4d0f72e5cb7cc1d37c41e7caae0ac9d7c4e960f=f3c18d4d0f72e5cb7cc1d37c41e7caae0ac9d7c4e960f{2} 36}}bc3a0&xena=27