Резист (производство полупроводников)

В производстве полупроводников резист представляет собой тонкий слой , используемый для переноса рисунка схемы на полупроводниковую подложку, на которую он нанесен. На резисте можно нанести рисунок с помощью литографии, чтобы сформировать временную маску (суб)микронного размера, которая защищает выбранные области подложки во время последующих этапов обработки. Материал, используемый для приготовления указанного тонкого слоя, обычно представляет собой вязкий раствор. Резисты обычно представляют собой запатентованные смеси полимера или его предшественника и других небольших молекул (например, генераторов фотокислот), которые были специально разработаны для данной технологии литографии. Резисты, используемые при фотолитографии, называются фоторезистами .

Фон

Полупроводниковые устройства (по состоянию на 2005 год) изготавливаются путем нанесения и нанесения множества тонких слоев. Этапы нанесения рисунка, или литографии, определяют функцию устройства и плотность его компонентов.

Например, в межсоединительных слоях современного микропроцессора проводящий материал ( медь или алюминий ) заключен в электроизоляционную матрицу (обычно фторированный диоксид кремния с низким коэффициентом k или другой диэлектрик ). микрочипа Металлические узоры определяют множество электрических цепей, которые используются для соединения транзисторов друг с другом и, в конечном итоге, с внешними устройствами через контакты чипа.

Наиболее распространенным методом нанесения рисунка, используемым в промышленности полупроводниковых приборов, является фотолитография – нанесение рисунка с помощью света. В этом процессе интересующая подложка покрывается светочувствительным резистом и облучается коротковолновым светом, проецируемым через фотомаску , которая представляет собой специально подготовленный трафарет, образованный из непрозрачных и прозрачных областей — обычно это кварцевая подложка с узорчатым слоем хрома . Тень непрозрачных областей фотомаски образует узор темных и освещенных областей субмикронного масштаба в слое резиста — площадное изображение . На открытых участках слоя резиста происходят химические и физические изменения. Например, химические связи могут образовываться или разрушаться, вызывая изменение растворимости. Это скрытое изображение затем проявляется , например, путем промывания соответствующим растворителем. Остаются избранные участки резиста, которые после этапа запекания после экспонирования образуют стабильный полимерный рисунок на подложке. Этот шаблон можно использовать в качестве трафарета на следующем этапе процесса. Например, области нижележащей подложки, которые не защищены рисунком резиста, могут быть вытравлены или легированы. Материал может быть избирательно нанесен на подложку. После обработки оставшийся резист можно удалить. Иногда (особенно во время Изготовление микроэлектромеханических систем ) узорчатый слой резиста может быть включен в конечный продукт. Для создания сложных устройств можно выполнить множество циклов фотолитографии и обработки.

Резисты также могут быть изготовлены так, чтобы быть чувствительными к заряженным частицам, таким как электронные лучи, создаваемые в сканирующих электронных микроскопах . Это основа электронно-лучевой литографии прямой записи .

Сопротивление не всегда необходимо. На некоторые материалы можно наносить или создавать узоры напрямую, используя такие методы, как мягкая литография , нанолитография Dip-Pen , испарение через теневую маску или трафарет .

Типичный процесс

Сопротивление осаждению: раствор предшественника наносится методом центрифугирования на чистую (полупроводниковую) подложку, такую как кремниевая пластина , с образованием очень тонкого однородного слоя.
Мягкое запекание: слой запекается при низкой температуре для испарения остаточного растворителя.
Экспонирование: Скрытое изображение формируется в резисте, например (а) за счет воздействия ультрафиолетового света через фотомаску с непрозрачными и прозрачными областями или (б) путем прямой записи с использованием лазерного луча или электронного луча.
Запекание после экспозиции
Проявка: Обнаженные (или необнаженные) участки резиста удаляются промывкой соответствующим растворителем.
Обработка рисунка резиста: мокрое или сухое травление, отрыв, легирование...
Сопротивляться зачистке

См. также

Внешние ссылки