Fotorezist litografi ilkeleri

Bu makale kısaca fotolitografi ve gerçekleştirilebilecek ilkeler olabilecek çeşitli fotorezist türlerini tanıtmaktadır.

Teneke Oda Assy

Chip üretiminin mikroskobik savaş alanında, Photoresist, bir saçtan binlerce kez daha ince olan silikon gofretlerdeki devre desenlerini özetlemek için hafif fırça darbeleri kullanan yetenekli bir "nano ressam" gibidir. Bu şaşırtıcı malzeme sadece litografi sürecinin temel ortamı değil, aynı zamanda tasarım planı ile fiziksel cihaz arasındaki köprüdür. Orijinal mikron transistörlerinden bugünün 3nm sürecine kadar, fotorezistlerin evrimi, yarı iletken endüstrisindeki hassas devrimin tarihine neredeyse eşdeğerdir.

I,Fotorezist

Fotorezistin özü

Fonksiyonlar:

Desen Taşıyıcı: Maske üzerindeki tasarım desenini silikon gofretin yüzeyine aktarın;

Koruyucu Bariyer: Bir aşındırma veya iyon implantasyon işlemi sırasında belirli bir alanı korur;

Doğruluk Ölçeği: Minimum işlenebilir çizgi genişliğini (IE çözünürlüğü) doğrudan belirler.

300 mm'lik bir gofret üzerindeki fotorezistin kalınlığı genellikle 50-200 nanometrelerdir, bu da plastik sargadan daha ince bir futbol sahasında eşit bir boya tabakası uygulanmaya eşdeğerdir. Doğruluk gereksinimleri o kadar talepkardır ki, film kalınlığının ± 1 nanometre içinde dalgalanmasını kontrol etmek bile gereklidir.

II,Fotorezistin bileşimi

Modern fotorezistler, bileşimi şunları içeren çeşitli fonksiyonel bileşenlerden oluşur ::

Kompozisyon	İşlevler	Tipik madde
Reçine matrisi	Mekanik mukavemeti ve dağlama direncini belirleyen kolloidal bir iskelet oluşturur	Fenolik reçine (negatif tutkal), polihidroksistiren (pozitif tutkal)
Duyarlayıcı	Emme fotonları bir kimyasal reaksiyon başlatır	Diazonaftoquinon, (DNQ), fotoasit üreten ajan (PAG)
Çözücü	Düzgün spin kaplamaya ulaşmak için viskoziteyi ayarlayın	Propilen glikol metil eter asetat (PGMEA)
Katkı maddesi	İstikrarı, yüzey ıslanabilirliğini vb. İyileştirir	Sürfaktanlar, stabilizatörler

Pozitif Vs.Nelverişli:

(Pozitif fotorezist): · Maruz kalan alan bir fotodecozisyon reaksiyonuna uğrar ve gelişme sırasında çözülür ve maruz kalmayan alanın bir desenini bırakır. Daha yüksek çözünürlük, önde gelen gelişmiş süreçler.

(Negatif fotorezist): · Açıkta kalan alan çapraz bağlı ve iyileştirilir ve kalkınma sırasında maruz kalma alanı korunur. İşlem basittir, ancak çözünürlük sınırlıdır ve çoğunlukla ambalaj gibi kaba çizgi işlemleri için kullanılır.

III,Maruz kalma kimyası

Belirli bir ışık dalga boyu (UV, derin UV veya aşırı UV) maskeye nüfuz ettiğinde ve fotoreziste çarptığında, moleküler seviyedeki "ışık ve gölgenin büyüsü" anlıktır:

Maruz kalmadan önce: Diazonaftokinon (DNQ) bir çözünürlük inhibitörü olarak işlev görür ve kolloidi alkalin geliştiricisinde çözünmez hale getirmek için reçineye sıkıca bağlanır.

o Maruz kalma momenti: DNQ fotonları emer (tipik olarak 365 nm i-line veya 248 nm KRF lazerleri) ve daha sonra indan karboksilik asit oluşturmak ve azot salgılamak için ayrışır:

o Gelişme aşaması: Elde edilen karboksilik asitler, maskeyle aynı paterni oluşturmak için bir tetrametilamonyum hidroksit (TMAH) çözeltisi içinde tam olarak çıkarılan maruz kalma alanı alkalin ve çözünür hale getirir.
Olumsuz tutkal

Maruz kalma tetikleme: UV ışığı, aktif serbest radikaller üretmek için fotoinitiatörleri (örn. Benzofenon) aktive eder

Zincir reaksiyonu: Serbest radikaller reçinedeki çift bağlara saldırarak üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturmak için moleküller arasında çapraz bağlamayı tetikleyerek:

Gelişme kontrastı: Çapraz bağlı alan çözücüde sabit kalır, maruz kalmamış kısım çözülür ve desen maskeye ters çevrilir.

Kimyasal amplifikasyon yapıştırıcısı (CAR)

Tek foton tetikleme: Aşırı ultraviyole (EUV, 13.5 nm) foton, PAG'ye (örneğin, trifenilmatonyum tuzu) H⁺ salınmasına neden olur:

Asit katalizli zincir reaksiyonu: Yapılak sonrası (PEB) aşamada asit difüzyonu, asit molekülü başına binlerce reaksiyonu tetikleyerek, duyarlılığı önemli ölçüde artırmak için reçine koruma reaksiyonlarını (örn. Tert-butoksikarbonil gruplarının çıkarılması) katalize eder:

Çözünürlükte sıçrama: Bu mekanizma, EUV jelinin 7nm'nin altındaki işlemi destekleyerek 10MJ/cm²'lik bir dozda maruz kalmasını sağlar.