Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Июня 2015 в 11:29, реферат
Термин литография (от греческого lithos — камень, grapho — пишу) первоначально служил для обозначения способа печати, в котором в качестве печатной формы использовался шлифованный известняк. На его гидрофильную (смачиваемую водой) поверхность при помощи жирового карандаша вручную наносили рисунок. Олеофильные места изображения смачивались гидрофобной печатной краской, в то время как свободная поверхность известняка, увлажненная водой, печатную краску не воспринимала. Печатная краска с литографического камня (первой формы плоской печати) с помощью прижима переносилась на бумагу. Перед каждым нанесением краски поверхность известняка снова смачивали водой.
Режимы формирования фоторезистивной пленки:
1. температура окружающей среды 20±2 0С
2.температура раствора фоторез
3. скорость вращения ротора центр
4. время центрифугирования 40 сек
В фоторезисты введена специальная добавка, обеспечивающая высокую степень однородности пленки по толщине. Локальная разнотолщинность пленки не превышает 10 нм.
С целью улучшения процессов совмещения и фокусировки пластин со слоем Si3N4 (знаки, I, II фотолитография) на установках проекционной печати, исключения случаев, когда пластины не фокусируются, проведена работа по оптимизации толщин пленок в интервале Si3N4 0,09-0,13 мкм (на поднитридном SiO2 dx=425 Å) и фоторезиста в диапазоне1,2-1,45 мкм.
Для проведения работы на партии пластин нанесли Si3N4 разной толщины :
Пластины №1-6 0,09 мкм
Пластины №7-12 0,10 мкм
Пластины №13-18 0,11 мкм
Пластины № 19-24 0,12-0,13 мкм
На автомате нанесения фоторезиста “Лада-125” I трек на пластины каждой группы нанесен фоторезист различной толщины.
Скорость нанесения фоторезиста V2 изменялась от 5200 об/мин (dx=1,45 мкм) до 7300 об/мин (dx=1,20 мкм). Интервал изменения скорости V2 приняли 300 об/мин.
Для более точного построения зависимости толщины фоторезиста от скорости центрифуги автомата фоторезист наносился также на Si пластины. Замеры проводились толщиномером.
Эта зависимость отражена на рисунке 2.5
Рисунок 2.5 – Зависимость толщины фоторезиста от скорости вращения центрифуги V2 установки нанесения фоторезиста.
Также при проведении эксперимента были получены данные по коэффициенту отражения (Kотр.) по длинам волн λ=6280Å(длина волны фокусировки) и λ=5500Å (длина волны для совмещения) для каждой толщины Si3N4на разных толщинах фоторезиста. Зависимости представлены на рисунке 2.6 (для фокусировки) и на рисунке 2.7. (для совмещения).
Рисунок 2.6- Зависимость Котр. от толщины фоторезиста для процесса совмещения
Рисунок 2.7- Зависимость Котр. от толщины фоторезиста для процесса фокусировки.
Максимальный Котр. для различных толщин Si3N4 на длинах волн λ=6280Å и λ=5500Å приходится на толщину фоторезиста в диапазоне 1,32-1,38 мкм. Толщина Si3N4 в области 0,09-0,13 мкм не оказывает существенного влияния на амплитуду сигналов совмещения и фокусировки и является приемлемой для проекционной печати.
На установке ЭМ584А №24 замерена амплитуда фокусировки от пластин разных по толщине Si3N4 групп без фоторезистивного слоя. Все пластины имеют нормальный и одинаковый по величине сигнал фокусировки.
Выводы и рекомендации:
Фоторезисты должны обладать набором достаточно противоречивых свойств. Часто они не могут быть совмещены в рамках одного состава. Наибольший конфликт возникает между необходимостью одновременного обеспечения высокой чувствительности к действию УФ света и плазмостойкости. Несмотря на большие усилия, которые были предприняты в этом направлении, конфликт не был разрешен. Для его разрешения необходимо разделить по времени выполнения процесс изготовления фоторезистной маски и придания ей необходимых функциональных свойств. Одним из способов является модификация фоторезистной маски перед проведением травления.
В настоящее время чрезвычайно актуальным является повышение стойкости резистных масок к плазмохимическому травлению. В научной и патентной литературе описано несколько методов решения этой задачи. К наиболее часто применяемым относятся:
Вследствие большой важности методов получения плазмостойких резистных масок за счет фотолитографии с формированием изображения в тонком верхнем слое фоторезиста, их описание будет проведено отдельно.
Известно большое число методов увеличения устойчивости резистных масок к ПХТ за счет модификации их свойств. Они могут быть как физическими, так и химическими.
Стойкость к действию плазмы увеличивается как при физических, так и при химических воздействиях на нее. В основе физических методов лежит воздействие высокой температуры, облучения УФ светом, электронами и ионами. В основе химических методов лежит увеличение плазмостойкости при обработке фоторезистных масок в химических реагентах
Стойкость к плазмохимическому травлению верхнего слоя фоторезиста увеличивается при облучении его большой дозой электронно-лучевого излучения.
Решетную маску можно облучать однородным электронным пучком. Однако такая обработка вызывает избыточную усадку фоторезистного слоя.
В методе неоднородного облучения используется неоднородный по толщине резистной маски электронный пучок . Формируя его таким образом чтобы минимальное количество электронов поглощалось в поверхностном слое маски (около 1/3 толщины), а в объеме поглощалось меньшее его количество, на поверхности образуется сетка с большей плотностью сшивок, что приводит к задубливанию материала фоторезиста. Сильно сшитая поверхностная пленка предохраняет резистную маску от искажения во время ее плазмохимического травления Доза облучения изменяется от 5 до 50000 мкКл/см2. Неоднородное облучение приводит к увеличению плазмостойкости фоторезистной маски без ее усадки.
Маска из фоторезиста на основе новолачной смолы и орото-нафтохинондиазида облучалась электронным пучком. Параметры экспонирования регулировались ускоряющим напряжением при формировании пучка. Резистная маска сначала облучалась на глубину, составляющую 10 % от толщины пленки, затем - на глубину 25%, затем - 50 % . Дополнительные экспозиции были меньше, чем первая.
Методом устранения течения или искажения рисунка при высокой температуре, возникающей при плазмохимическом травлении фоторезистной маски, является также ее облучение УФ светом. Во время обличения температура должна быть достаточной для полимеризации, но ниже температуры течения материала маски. Фотохимическая стабилизация обусловлена фотохимическим сшиванием. Хотя такая обработка и приводит к положительному эффекту, ее сопровождает усадка, которою необходимо устранить.
Решетную маску подвергают воздействию УФ излучения в отсутствие кислорода или следов влаги, а температуру предварительного нагрева подложки устанавливают выше температуры стеклования полимера. В процессе обработки температуру постепенно повышают .
В настоящее время хорошо установленным фактом является увеличение плазмостойкости органических полимеров и неорганических материалов при облучении ионами. Интересным решением является использование тонкого слоя из кремния (0.06 мкм) в качестве рельефообразующего материала. При облучении его сфокусированным ионным пучком (Ga+ с энергией 100 кЭв при дозе более 0.76 мкКл/см на длине линии сканирования) его плазмостойкость возрастает настолько, что становится возможным перенос изображения в пленку толщиной 1.3 мкм. Описанный способ позволяет получать изобретение с минимальными размерами около 0.1 мкм
Плазмостойкость резистной маски, полученной из полимера. в состав которого входят эпоксидные смолы увеличивается, при выдерживании ее при 15-30°С в растворе, содержащем 2-10% ароматического амина с последующим прогревом при 100-1300С и при обработке при температуре не ниже 400С в растворе, содержащем не менее 10% ароматического амина. При этом аминогруппа взаимодействует с эпоксидной с образованием более плазмостойкого полимера.
Другим способом является обработка в парах металлоорганических соединений алюминия, магния, кремния. В результате взаимодействия с активными траппами фоторезиста металлоорганический остаток пришивается к полимеру, значительно увеличивая его стойкость к воздействию кислородной плазмы. Если в состав резистной маски входят двойные связи, то используют диборан или его производные.
Для увеличения плазмостойкости фоторезистной маски на основе сополимера метилметакрилата и метакриловой кислоты на нее методом катодного распыления наносят слой хрома толщиной 5.0-10.0 нм, затем осуществляют термическую обработку при 130еС в течение 30 мин. При повышенной температуре хром химически реагирует с материалом маски с образованием покрытия, стойкого к плазмохимическому травлению. В процессе травления в плазме CCl4:O2: Ar (1:1:3) пленка хрома на чистой поверхности удаляется быстрее, чем на модифицированных участках маски.
Иногда плазмохимическую устойчивость полимера в кислородной плазме увеличивают за счет воздействия на избирательно экспонированную фоторезистную пленку фторуглеродной плазмы, созданной СВЧ возбуждением, с последующей термической обработкой материала при температурах выше 2000С. Такая плазма фторирует верхний слой фоторезиста, что ингибирует взаимодействие фоторезиста с активными частицами кислородной плазмы.[4]