Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Подготовка панели управления к работе



Технологический процесс

Нанесение и сушки слоя

Фоторезиста на линии «Лада – 125

 

 


Операция «Нанесение и сушка слоя фоторезиста» предусматривает формирование на рабочей поверхности полупроводниковой пластины светочувствительного слоя фоторезиста необходимой толщины.

Фоторезисты – светочувствительные полимерные композиции, в которых под действием света протекают необратимые химические процессы, приводящие к изменению их физических и химических свойств. Внешним проявлением действий света на такие композиции является изменение характера их растворимости.

В состав фоторезистов входят светочувствительные и пленкообразующие вещества, а также растворители.

Фоторезист, растворимость которого под действием света увеличивается, то есть засвеченные участки в процессе проявления удаляются – называется позитивным.

Фоторезист, растворимость которого уменьшается под действием света, то есть засвеченные участки в процессе проявления не удаляются – называется негативным.

Негативные фоторезисты имеют меньшую разрешающую способность и меньшую кислотостойкость по сравнению с позитивными фоторезистами.

Важнейшими параметрами фоторезистовявляются:

светочувствительность – величина, обратная экспозиции (количеству световой энергии), требуемой для перевода фоторезиста в растворимое (для ПФ) или нерастворимое (для НФ) состояние;

разрешающая способность – максимальное количество линий одинаковой ширины, разделенных промежутками той же ширины, которые можно получить в данном фоторезисте на отрезке длиной в 1 мм. Разрешающую способность определяют с помощью специальных фотошаблонов со штриховым рисунком различного шага;

кислотостойкость – максимальное время, которое выдерживает фоторезист в травителе до начала отслаивания его с поверхности подложки;

адгезия – способность слоя фоторезиста препятствовать проникновению травителя к подложке по периметру создаваемого рельефа рисунка элементов;

хорошие маскирующие свойства;



возможность получения однородного слоя фоторезиста.

Отечественной промышленностью серийно выпускаются позитивные (ФП-383, ФП-РН-7, ФП-25, ФП-051МК, ФП-151МК) и негативные (ФН-5ТК, ФН-11, ФН-11К, ФН-4ТВ) фоторезисты. В электронной промышленности используются чаще позитивные фоторезисты.

Нанесение слоя фоторезиста

 

Операция нанесения фоторезиста на подготовленную поверхность подложки представляет собой процесс создания однородного слоя толщиной 1-3 мкм. От качества фоторезистивной пленки во многом зависит качество проведения всех фотолитографических операций: четкость края, отсутствие невытравленных участков, количество проколов (пор) на элементах схемы и т.д. Поэтому к технологической операции нанесения фоторезиста предъявляют исключительно жесткиетребования:

чистота среды и отсутствие загрязнений в растворе фоторезиста;

условия хорошей адгезии фоторезистивной пленки к подложке;

высокая равномерность толщины пленки фоторезиста по всей поверхности подложки.

В настоящее время для нанесения фоторезиста на подложку в серийном производстве используется в основном метод скоростного центрифугирования. Этот метод основан на растекании фоторезиста под действием центробежных сил.

Подложка устанавливается на столике центрифуги и удерживается на нем вакуумной присоской. Фоторезист подается каплями из дозатора. При вращении пластины фоторезист растекается по всей поверхности подложки, а его излишки сбрасываются и стекают в отверстие ловушки. Толщина полученного слоя зависит от вязкости фоторезиста и скорости вращения центрифуги. Метод центрифугирования позволяет формировать резистивный слой на подложке диаметром 350 мм с отклонением в центральной ее части 0,05 мкм от общей толщины 0,86 мкм. Формирование слоя происходит в течение 20-30 сек. При подаче фоторезиста из дозатора на неподвижную подложку время между нанесением резиста и включением центрифуги должно быть минимальным (0,5-1 сек), чтобы вязкость резиста не менялась в результате его испарения. Толщина и качество слоя определяются типом фоторезиста и его вязкостью, максимальной частотой вращения, ускорением и замедлением центрифуги, температурой и влажностью окружающей среды, свойствами поверхности подложки. Ускорение центрифуги влияет на равномерность толщины формируемых резистивных слоев. Время достижения заданной частоты вращения центрифуги реально изменяется в пределах 0,1-3,6 сек. При более высоких ускорениях пленка получается тоньше и равномернее по всей поверхности подложки. Утолщение слоя фоторезиста у края подложки (валик) уменьшается при увеличении частоты вращения. Длительное центрифугирование приводит к неравномерностям толщины слоя. Это связано с увеличением вязкости фоторезиста за счет испарения растворителя во время длительного центрифугирования. Начальная стадия центрифугирования, включая время, в течение которого происходит изменение скорости, оказывает влияние на формирование слоя фоторезиста.



Процесс формирования слоя фоторезиста происходит в три этапа:

Растекание резиста. Доза резиста, подаваемая в центр вращения, растекается по ее поверхности неравномерно. Причина – большое начальное ускорение на самых первых оборотах центрифуги, в результате чего из-за влияния сил вязкости образуется пограничный слой. Область фоторезиста, на которую мало влияет его вязкость, в начальный момент вращения пластин под действием центробежных сил смещается от центра, а в дальнейшем ее площадь и смещение увеличиваются. Поверхность подложки полностью покрывается уже на втором – третьем обороте вращения. В то же время начинается сбрасывание излишков фоторезиста.



Сбрасывание излишков фоторезиста. Поскольку доза (капля) смещена относительно центра еще до попадания на поверхность, сброс излишков резиста начинается на краю пластины с небольшой дуги, которая постепенно увеличивается, но не замыкается в окружность. Сбрасывание излишков регулируется ускорением и частотой вращения.

Формирование профиля. Полученный профиль следует сохранять в течение операции нанесения, не допуская появления «лучевого разбега» и образования краевого валика. Качественный (однородный) профиль фоторезиста получают медленным или двухступенчатым (сначала медленным, а затем быстрым) изменением вращения центрифуги.

Сушка слоя фоторезиста

 

Окончательному формированию структуры слоя фоторезиста, при котором происходит удаление растворителя, способствует сушка. При сушке в фоторезисте происходят сложные релаксационные процессы, уплотняющие молекулярную структуру слоя, уменьшающие внутренние напряжения и повышающие его адгезию к подложке. Неполное удаление растворителя из слоя фоторезиста снижает его кислотостойкость, так как при дальнейшем экспонировании молекулы растворителя экранируют нижележащий слой, и после проявления, например, позитивного фоторезиста способствуют появлению нерастворимых областей. Правильно организованная сушка должна обеспечивать непрерывный уход растворителя к поверхности слоя и дальнейшее его испарение с поверхности. Уплотнение структуры должно происходить в направлении от подложки к поверхности фоторезиста, полностью вытесняя из него растворитель. Очень важно при этом, чтобы градиент температуры был направлен от поверхности к пластине. В противном случае на высыхающем фоторезисте образуется своеобразная «корка», которая будет препятствовать выходу растворителя из нижележащих мокрых слоев. В этом случае растворитель уходит из фоторезиста в виде пузырьков, делая пленку пористой. Температура сушки очень сильно влияет как на время экспонирования, так и на точность передачи рисунка.

Режимы сушки (температура, время, скорость подъема и спада температуры) подбирают экспериментально в каждом конкретном случае.

Инфракрасная сушка. Источником теплоты является сама подложка, поглощающая ИК-излучение. При этом окружающая воздушная или специальная газовая среда (как правило, азот, чтобы избежать окисления плёнки фоторезиста) сохраняют комнатную температуру за счет непрерывной продувки. Поскольку градиент температуры в этом случае направлен в сторону подложки, «фронт сушки» перемещается от пластины к поверхности фоторезиста, качество сушки существенно улучшается, а время сокращается до 5-15 минут. В печах ИК-сушки установлено 3 одинаковых нагревателя, что позволяет повышать температуру постепенно от зоны к зоне, так как наиболее благоприятной является ступенчатая температурная сушка, при которой обеспечивается плавный процесс удаления растворителя из верхних и нижних слоёв плёнки фоторезиста.

Точность поддержания температуры контролируется по самописцу. В каждой зоне печи устанавливается термопара, к которой подключается самописец. Температура измеряется поочерёдно во всех трёх зонах (для двухтрековой установки – в шести зонах). Сначала в I зоне, потом во 2 и так далее, потом опять в I зоне, во 2, в 3. Результат измерения температуры фиксируется на диаграммной ленте.

 

Подготовка панели управления к работе

 

1. Поднять тумблер «Доза» вверх (для подачи на поверхность пластины дозы фоторезиста через капельницу - дозатор за обозначенный период времени (от 0,1 до 9,9 секунд – только для этого вида обработки время задается в указанном диапазоне)).

2. Поднять тумблер «Растекание» вверх (для растекания поданной дозы фоторезиста по поверхности пластины равномерным слоем при вращении центрифуги на 1 скорости).

3. Поднять тумблер «Скорость 2» вверх (для предварительной сушки на центрифуге нанесенного на поверхность пластины слоя фоторезиста).

4. Поднять тумблер «Подача» вверх (для подачи дозы фоторезиста на поверхность пластины через капельницу - дозатор).

5. Поднять тумблер «Вращение» вверх (для того, чтобы вид обработки «Доза» и «Растекание» проходили на 1 скорости вращения центрифуги. Если тумблер «Вращение» поднят вверх – вращение центрифуги осуществляется и доза фоторезиста подается на вращающуюся пластину, а если опущен вниз – доза фоторезиста будет подаваться на не вращающуюся пластину).

 
 

 

 


Примечание 1: Можно поднять тумблер «Азот» вверх (для нанесения слоя фоторезиста в нейтральной среде азота).

Можно поднять тумблер «Промывка» и «Сушка» вверх (для сдува с поверхности пластины пылинок, которые могли появиться при межоперационном сроке хранения пластин). Эти тумблеры поднимаются также для проведения «Промывки» и «Сушки» пластин на центрифуге перед нанесением слоя фоторезиста, если конструкцией крышки блока технологической обработки (ловушки) предусмотрена система подачи вещества для промывки.

Тумблер «Фоторезист» поднимается в том случае, если требуется слить первую дозу фоторезиста или промыть систему подачи фоторезиста диметилформамидом.

Примечание 2: Для слива первой дозы фоторезиста (промывки системы подачи фоторезиста) необходимо поднять некоторые тумблеры на панели управления в определенной последовательности, а затем в определенной последовательности их опустить. Сначала поднимаются поочередно тумблеры «Сеть», «Наладка», «Скорость 1», «Фоторезист», сливается определенная доза фоторезиста (до 50 мл), а затем все поднятые тумблеры опускаются в следующей последовательности: «Фоторезист», «Скорость 1», «Наладка», «Сеть».

Примечание 3: Виды обработки «Промывка», «Сушка», «Доза», «Растекание» проводят на 1 скорости вращения центрифуги.

Вид обработки «Сушка слоя фоторезиста на центрифуге» проводят на 2 скорости вращения центрифуги, и за это отвечает тумблер «Скорость 2».

Примечание 4: Продолжительность каждого вида обработки устанавливается временными переключателями. Для каждого вида обработки существует 2 переключателя. Время устанавливается в секундах. Минимальное значение времени, которое можно задать для любого вида обработки – 1 секунда, максимальное 99 секунд, исключение только для одного вида обработки «Доза», которая задается в долях секунды (диапазон времени 0,1 – 9,9 секунды). Если при проведении процесса НФ какой-либо вид обработки не нужен, тумблер вида обработки устанавливается в нижнее положение, а временные значения на переключателях обнуляются.

 

Технологический процесс «Нанесение и сушка слоя фоторезиста»

 

1. Установить пустую кассету на приемную платформу загрузочного устройства.

2. Нажать кнопку ВОЗВРАТ, при этом платформа должна опуститься вниз до упора, то есть кассета займёт исходное положение.

 

 

3. Проверить годность пластин (межоперационный срок хранения) по сопроводительному листу. Срок хранения пластин от обработки в парах ГМДС до нанесения фоторезиста – 30 минут.

4. Перегрузить пластины при помощи вакуумного захвата в рабочую кассету.

5. Вернуть подающую платформу загрузочного устройства в верхнее положение, нажав кнопку ВОЗВРАТ на пульте оперативного управления.

 
 

 


6. Установить кассету с контрольной пластиной на подающую платформу.

7. Нажать кнопку ПУСК при этом произойдёт загрузка пластины на рабочую позицию и начнётся запрограммированный процесс нанесения фоторезиста и его сушка.

 
 

 


8. Проконтролировать качество проведённого технологического процесса. Поверхность пластины с фоторезистом должна быть сплошной, без разрывов, царапин, сыпи, окрашена в одинаковый по всей пластине цвет.

9. Если качество нанесения и сушки фоторезиста удовлетворяет предъявляемым требованиям, то провести технологический процесс для всей партии пластин.

10. Заполнить сопроводительный лист: записать время обработки пластин, количество обработанных пластин, итоги контроля нанесенного слоя.

11. Перегрузить пластины в транспортную кассету и передать на следующую операцию согласно технологического маршрута.

Примечание: Во время проведения технологического процесса следить за загрузкой и выгрузкой пластин, а также за температурой в зонах ИК-сушки.


Просмотров 1737

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!