Informacje, które udało nam się zgromadzić na temat Fotolitografia, zostały starannie sprawdzone i uporządkowane, aby były jak najbardziej przydatne. Prawdopodobnie trafiłeś tutaj, aby dowiedzieć się więcej na temat Fotolitografia. W Internecie łatwo zgubić się w gąszczu stron, które mówią o Fotolitografia, a jednocześnie nie podają tego, co chcemy wiedzieć o Fotolitografia. Mamy nadzieję, że dasz nam znać w komentarzach, czy podoba Ci się to, co przeczytałeś o Fotolitografia poniżej. Jeśli informacje o Fotolitografia, które podajemy, nie są tym, czego szukałeś, daj nam znać, abyśmy mogli codziennie ulepszać tę stronę.
.
Fotolitografii jest zbiór operacji przesyania obrazu (na ogó obecne na masce) do podoa . Technika ta jest szeroko stosowana w przemyle póprzewodnikowym . Przeniesione w ten sposób wzory obrazu stan si nastpnie rónymi strefami elementów elektronicznych (przykad: styk, dren itp.) lub poczeniami midzy tymi elementami.
Produkcja elementów mikroelektronicznych opiera si na duej liczbie technik, których komplementarno ostatecznie umoliwia uzyskanie elementów uytkowych , takich jak diody , tranzystory , a nawet ukady scalone, które w rzeczywistoci s jedynie zespoem tych elementów elementarnych.
Gówn stosowan technik jest litografia , której pochodzenie siga starej metody drukowania czarno-biaego z wapienia, na który przenosi si wzór (do góry nogami) za pomoc tuszu d'an, motyw nastpnie przenoszony przez kontakt na wsparcie do druku, jak Alphonse Poitevin i jego proces fotolitografii na kamieniu , w 1855 roku. Wiele pochodnych tej metody znajdujemy w procesach drukarskich , a póniej proces tego typu zosta zastosowany do produkcji póprzewodników , e jest fotolitografia.
Etapy procesu fotolitografii rozpoczynaj si od naoenia fotorezystu w postaci cienkiej warstwy na powierzchni podoa (np. krzemu lub tlenku krzemu). Nastpnie jest wystawiony na dziaanie promieniowania wietlnego. Na tym etapie zastosowanie maski utworzonej z obszarów nieprzezroczystych i przeroczystych umoliwia zdefiniowanie wzoru, który ma by odtworzony na wafelku.
Gówne materiay uywane do produkcji elementów mikroelektronicznych s wybierane ze wzgldu na ich waciwoci wewntrzne. Na pierwszym miejscu jest krzem, materia póprzewodnikowy par excellence (najpowszechniejszy, najtaszy w produkcji i posiadajcy bardzo dobre waciwoci póprzewodnikowe). Mona równie znale zoone materiay póprzewodnikowe, takie jak arsenek galu (GaAs), azotek boru (BN), fosforek indu (InP) itp., o innych interesujcych waciwociach. Istniej równie pewne metale, takie jak aluminium czy mied , wybrane ze wzgldu na ich waciwoci przewodzce, które mog peni rol pocze wewntrznych, czy te izolatory, takie jak dwutlenek krzemu (SiO 2 ) i niektóre materiay organiczne. Do tej listy moemy równie doda spor ilo materiaów, które nadadz si na przykad do realizacji rezystancji lub kondensatorów.
Kady z tych materiaów musi by uyty zgodnie z odpowiednimi technikami, aby uzyska podane waciwoci. W ten sposób metale mog by osadzane w procesach natryskiwania lub krakingu w fazie gazowej lub elektrochemii (w przypadku miedzi), tlenki krzemu bd tworzone przez utlenianie krzemu, który stanowi wafle lub osadzanie w fazie gazowej itp.
Na wszystkich etapach produkcji poszukuje si bardzo dokadnych charakterystyk paskoci, stanu powierzchni i przewodnoci.
Kade dodanie lub usunicie materiau na pytce musi by wykonane zgodnie z pewnym schematem, okrelonym podczas projektowania chipa, tak aby kada z cech, dla których poszukiwany jest materia, moga w peni odgrywa swoj rol w komponencie po zakoczeniu i zapakowaniu.
Ekspozycja powoduje reakcje w ywicy i powoduje modyfikacje chemiczne, napromieniowane strefy bd ewoluoway w zalenoci od rodzaju ywicy dodatniej lub ujemnej. Specyficzne rozpuszczalniki zawarte w wywoywaczu umoliwi usunicie ywicy, niezalenie od tego, czy jest odsonita, w zalenoci od jej rozpuszczalnoci, a tym samym odsoni ostatni cienk warstw osadzon na podou.
Kolejny krok, w przypadku trawienia, usunie warstw podoa (np. SiO 2 ) we wszystkich obszarach nie pokrytych ywic, wzory maski zostan wówczas odtworzone na dolnej warstwie. W przypadku implantu jonowego , wystarczajco gsta ywica bdzie blokowa, tam gdzie jest obecna, implantacj jonów w podou, dlatego fotomaski musz mie dwie zasadnicze cechy. Pocztkowo oferuj dobr reakcj na napromieniowanie, aby zapewni wierne i precyzyjne odwzorowanie wizerunku maski. A po drugie, aby skutecznie chroni podoe podczas trawienia lub implantacji, co implikuje pewn odporno na stosowane rodki (kwasy, plazmy itp.) w przypadku trawienia i odpowiedni grubo.
Podstawowe waciwoci ywic wiatoczuych mona podzieli na trzy kategorie:
ywice wiatoczue skadaj si zasadniczo z trzech materiaów: matrycy, zwizku wiatoczuego i rozpuszczalnika. Waciwoci ywicy s zmieniane przez przemiany fotochemiczne materiau fotoaktywnego, czego gówn konsekwencj jest modyfikacja jego rozpuszczalnoci.
ywice wiatoczue pozytywowe s powszechnie okrelane jako Novolak-diazonaftochinon lub DNQ-Novolak.
Zasada fotolitografii opiera si na zdolnoci ywic do obserwowania ewolucji ich rozpuszczalnoci w funkcji iloci zaabsorbowanego promieniowania wietlnego. Mechanizm zwizany z ywicami dodatnimi DNQ-Novolak mona podzieli na dwa gówne skadniki:
Nienawietlona ywica: PAC oddziauje z ywic Novolak podczas polimeryzacji, hamujc rozpuszczalno ywicy u wywoywaczy alkalicznych poprzez tworzenie wiza wodorowych z matryc. Rozpuszczanie filmu w wywoywaczu wzrasta do okoo 10 do 20 Å. .
Odsonita ywica: cz aktywna (wiatoczua) DNQ bdzie reagowa i przeksztaca si pod wpywem wiata ( fotoliza ) iw obecnoci wody. Powoduje to przegrupowanie czsteczkowe z matryc, która uwalnia wizania wodorowe, a take produkcj kwasu karboksylowego. Obecno kwasu karboksylowego, który jest czsteczk polarn, powoduje znaczne zwikszenie rozpuszczalnoci; szybko rozpuszczania odsonitych czci nawietlonej bony zblia si wówczas do 1000 do 2000 Å. .
Mechanizm tworzenia obrazu w ywicy pozytywowej opiera si zatem na rónicy w rozpuszczalnoci obszarów wystawionych lub nie na wizk wiata, przy szybkoci rozpuszczania bony zmieniajcej si o wspóczynnik 100 (od 10 do 1000 Å ).
Przyczepno ywic do Si , SiO 2 i Al podoa jest zwykle niska, co moe stwarza powane problemy podczas wytrawiania etapów, w których procesy stosowane s bardzo agresywne ywicy. Zastosowane rozwizania to z jednej strony odwodnienie powierzchni podoy, az drugiej zapewnienie masy zwikszajcej przyczepno ywica/podoe.
Czysto ywicy jest czynnikiem wpywajcym na kocow charakterystyk litograficznego wzoru. W celu zapewnienia minimalnej iloci zanieczyszcze w roztworze stosuje si surowe zasady filtracji i przechowywania. Metody filtracji pod cinieniem azotu usuwaj czstki wiksze ni 0,1 m. Metale, w szczególnoci sód i potas, s niepodane, poniewa mog zanieczyszcza materia póprzewodnikowy przez dyfuzj. Pozostaa ilo sodu (Na) i potasu (K) w ywicach nie powinna przekracza 0,5 ppm .
Ten parametr okrela procent ywicy otrzymanej po cakowitym odparowaniu rozpuszczalnika. Ilo ciaa staego zawarta w ywicy decyduje o jej lepkoci. Jest to w pewnym sensie funkcja czasu, poniewa w przypadku ywic dodatnich PAC rozkada si powoli, tworzc osady (np. po duszym przechowywaniu).
Lepko zaley zasadniczo od temperatury i zawartoci substancji staej. To wanie lepko bdzie okrela grubo filmu osadzonego przez powlekanie odrodkowe w funkcji prdkoci obrotowej.
Odporno na trawienie okrela zdolno ywicy do poddania si procesowi trawienia wafla podczas przenoszenia wzoru. ywice musz osign dobr odporno na trawienie, aby w peni spenia swoj rol. O ile odporno ta jest ogólnie dobra w przypadku grawerów mokrych, to nie jest taka sama w przypadku grawerów suchych, które s znacznie bardziej agresywne. Napotkana trudno wynika z faktu, e wraliwo ywicy na promieniowanie jest zmniejszona. Wytrzymao mona poprawi, zwikszajc ilo wiza midzy acuchami molekularnymi materiau.
Zanieczyszczenie powierzchni moe mie wpyw na wiele kolejnych etapów procesu fotolitograficznego. Najczciej powodowane problemy to zmniejszenie przyczepnoci i wtrcenia defektów. Eliminacja tych problemów wymaga bardzo dobrej czystoci podoy.
Wilgotno jest jednym z najbardziej zanieczyszczajcych czynników w procesach litograficznych. W rzeczywistoci powierzchnie powszechnie stosowanych podoy (tlenków itp.) s hydrofilowe i pochaniaj wilgo z otaczajcego powietrza. Woda na powierzchni podoy sprzyja tworzeniu si spolaryzowanych wodorotlenków, które s szczególnie trudne do póniejszego usunicia. Powoduje to zakócenia w zjawisku adhezji ywica/podoe.
Rozwizanie polega na tzw. gotowaniu odwadniajcym. Wafle przechodz etap podnoszenia temperatury w systemie pyt grzewczych. To pieczenie naley przeprowadzi bardzo krótko przed nastpnym krokiem, poniewa ponowne wchanianie wilgoci jest bardzo szybkie.
Podkad lub promotor przyczepnoci to zwizek nakadany na powierzchni w celu poprawy przyczepnoci ywicy do podoa. Tym zwizkiem jest zwykle heksametylodisilazan (HMDS). Proces polega na zastpieniu grup hydrofilowych, które normalnie tworz si na powierzchni, innymi grupami hydrofobowymi. Niektóre czsteczki reaguj z utlenion powierzchni podoa, czciowo hydrokrzemianuj w wyniku adsorpcji wodoru, tworzc wizania Si-O z produkcj wody. Drugi koniec czsteczki bdzie móg tworzy wizania z ywic. Osadzanie HMDS odbywa si w fazie gazowej i polega na wprowadzeniu produktu w postaci gazu do komory w obecnoci podoa. HMDS mona nakada na zimno lub na gorco.
Film ywiczny uzyskuje si w procesie powlekania odrodkowego (powlekanie wirowe). Zasada dziaania polega na rozprowadzeniu za pomoc si odrodkowych niewielkiej iloci ywicy na podou (pytka krzemowa). Proces skada si z piciu gównych kroków:
Podczas pierwszego etapu (a) na pytk osadza si niewielka ilo ywicy, kilka mililitrów. Osadzanie odbywa si w dwóch gównych trybach: na waflu nieruchomym lub na waflu obracajcym si z ma prdkoci (1500 ). Drugi tryb ma t zalet, e homogenizuje objto ywicy w rodku podoa (rednica, grubo) i natychmiast eliminuje nadmiar ywicy. Silne przyspieszenie (b) (20 000 ) jest nastpnie przykadane do wafla, aby promowa tworzenie jednolitej warstwy na caej powierzchni.
Odparowanie rozpuszczalnika znacznie zmniejsza lepko ywicy, od której bezporednio zaley grubo folii. Poniewa parowanie jest szybkie, konieczne jest zatem zapewnienie krótkiego czasu rozprowadzania ywicy. Przyspieszenie jest jednak ograniczone wydajnoci silników i wytrzymaoci mechaniczn klocków.
Podczas etapu (c) folia zostaje doprowadzona do ostatecznej gruboci. Obrót odbywa si ze sta prdkoci, poniewa grubo zaley od prdkoci obrotu. Zakres prdkoci obrotowych wynosi od 2000 do 7000 , jednak optymalna równomierno osigana jest przy prdkociach powyej 4000 . Podczas rotacji z du prdkoci wikszo zawartego rozpuszczalnika odparowuje, ostatecznie tworzc sta bon. Jako warstewki zaley zasadniczo od obecnoci lub braku defektów (komety, py, szczeliny itp.) oraz od jednorodnoci jej gruboci (zmiennoci gruboci, symetrii itp.).
Istnieje inna technologia ( powoka szczelinowa ) stosowana do osadzania ywicy na bardzo duych podoach, takich jak paskie wywietlacze panelowe produkowane w elektrowniach 5 i wyszych (1100 mm x 1250-1 300 mm lub wicej). Poniewa praktycznie trudno jest szybko obraca due podoa, stosuje si ywic o wikszej lepkoci, która jest rozprowadzana na podou za pomoc szeregu mikrodysz rozmieszczonych na osi, która porusza si wzdu podoa. Ta metoda nakadania ma t zalet, e zuywa mniej ywicy ni powlekanie odrodkowe. Istnieje równie metoda hybrydowa (slit/spin), czca aplikacj mikrodyszami i planaryzacj przez wirowanie, stosowana do generacji 6 (1500 mm x 1800 mm ).
Ten etap nastpuje natychmiast po osadzeniu ywicy na waflu. Zapewnia szybk eliminacj czci rozpuszczalników i polimeryzacj matrycy. Zawarto rozpuszczalnika spada zatem z 20-30% pozostaych po pierwszym suszeniu do 4-7%. Powoduje to skurcz objtociowy ywicy, co powoduje utrat gruboci rzdu 10%. Poziom resztkowego rozpuszczalnika wpywa w szczególnoci na rozwój: im nisza ta szybko, tym szybsze rozpuszczanie ywicy.
Ogrzewanie pytek krwi moe odbywa si w rónych trybach. Najczciej stosowany jest system pyt grzejnych, na których umieszczane s wafle. Temperatura wynosi okoo 110 °C, a czas cyklu jest bardzo krótki (30 - 60 s) i dostosowany do uzyskania podanego poziomu rozpuszczalnika. Zasada ogrzewania pyty grzejnej wystpuje w dwóch wariantach: przez kontakt, gdzie ciepo jest przenoszone przez przewodzenie, oraz przez blisko, gdzie pyta pozostaje w niewielkiej odlegoci od pyty grzejnej, transmisja przez konwekcj.
Po kadej operacji gotowania nastpuje schodzenie wafla. Technika jest identyczna. Pyty chodzce s nastpnie uywane w temperaturze zblionej do temperatury pokojowej ( 22 °C ).
Nasonecznienie polega na wystawieniu niektórych obszarów ywicy poprzez system maskujcy na dziaanie promieniowania ultrafioletowego. Nastpnie w wyniku reakcji fotochemicznej powstaje utajony obraz w gruboci ywicy wiatoczuej. Stopie ekspozycji zaley gównie od intensywnoci róda i czasu ekspozycji i jest mierzony za pomoc energii powierzchniowej ( ). Warunkuje stopie zaawansowania reakcji fotochemicznej, który zaley od wraliwoci ywicy.
Ekspozycja ywicy jest krytycznym etapem procesu fotolitografii z kilku powodów: postpujemy wafel po waflu, dlatego czas nawietlania ma bezporedni wpyw na czas cyklu. Czas nawietlania jest parametrem oferujcym stosunkowo niewielkie marginesy, poniewa niedowietlona ywica powoduje znaczn degradacj rozdzielczoci wzorów. Czas powicony na wyrównanie pyt nie jest bez znaczenia i trudno go skróci. Skrócenie czasu procesu na tym poziomie nieuchronnie wie si zatem z optymalizacj reakcji fotochemicznych. Zadanie to jest trudne, poniewa istnieje silna zaleno midzy naraeniem a wszystkimi poprzednimi etapami.
Rozdzielczo druku jest czynnikiem krytycznym, poniewa jest gówn przyczyn ogranicze minimalnego rozmiaru wzoru. Jako obrazów drukowanych przez projekcj jest dzi ograniczona przez zjawisko dyfrakcji wiata.
Wszystkie systemy litografii optycznej generuj zjawiska dyfrakcji wiata. Gówn ich przyczyn jest przechodzenie fal wietlnych przez szczeliny utworzone przez maski. Z powodu tych zjawisk dyfrakcyjnych promieniowanie pojawia si w obszarach nie naraonych bezporednio na promieniowanie padajce. Rozkad natenia wytwarza nastpnie serie naprzemiennych ciemnych i jasnych obszarów, których okres zaley od odlegoci midzy szczelinami w wafelku, geometrycznej konfiguracji szczelin i czystoci chromatycznej róda wiata.
Tajwaski zaoyciel TSMC twierdzi, e wypuszcza mikroprocesory z drobnym grawerem 7 nm na koniec 2019 roku i 5 nm na pocztek 2020 roku. Wci wedug TSMC zbudowaaby jednostk produkcyjn o wartoci ponad 13 miliardów dolarów na produkcj w 2021 r. chipów grawerowanych przy 3 nm, jeli ich projekt nie spotka si z nieprzewidzianymi. TSMC dyoby do miniaturyzacji i zdobycia nieco wikszej mocy, ale powyej wszystko po to, aby znacznie zmniejszy zuycie energii, aby móc nadal sprzedawa coraz wicej produktów. Wedug amerykaskiego zaoyciela Intela jest on gotowy do grawerowania 10 nm, ale chciaby zainicjowa grawerowanie 3 D w celu zwikszenia gstoci tranzystorów na tej samej powierzchni, co byoby cakowitym przeomem w technologii, aby móc tylko przyszo bdzie wiedziaa, czy TSMC, Intel czy Samsung wygraj batali o miniaturyzacj, poniewa wszystkie te twierdzenia s zaczerpnite tylko z zapowiedzi rónych zaoycieli, a ponadto nie wspominaj nawet o zwizanych z tym zjawiskach. -zwana fizyk kwantow, która bdzie ingerowa we wszystkie ich budynki.
Mamy nadzieję, że informacje, które zgromadziliśmy na temat Fotolitografia, były dla Ciebie przydatne. Jeśli tak, nie zapomnij polecić nas swoim przyjaciołom i rodzinie oraz pamiętaj, że zawsze możesz się z nami skontaktować, jeśli będziesz nas potrzebować. Jeśli mimo naszych starań uznasz, że informacje podane na temat _title nie są całkowicie poprawne lub że powinniśmy coś dodać lub poprawić, będziemy wdzięczni za poinformowanie nas o tym. Dostarczanie najlepszych i najbardziej wyczerpujących informacji na temat Fotolitografia i każdego innego tematu jest istotą tej strony internetowej; kierujemy się tym samym duchem, który inspirował twórców Encyclopedia Project, i z tego powodu mamy nadzieję, że to, co znalazłeś o Fotolitografia na tej stronie pomogło Ci poszerzyć swoją wiedzę.