Литография

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«Южный федеральный университет»

Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения

ОТЧЁТ

О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Литография

1 Цель работы

Изучение технологического процесса фотолитографии и получение навыков работы на технологическом оборудовании для контактной фотолитографии.

2 Выполнение работы

Литографией называется физико-химический процесс создания на поверхности подложки рельефа вспомогательной или основной маски (защитного покрытия).

Литографию можно представить в виде следующей последовательности этапов: нанесение резиста (чувствительный к актиничному излучению материал) на подложку, экспонирование резиста путём воздействия на него актиничным излучением, проявление скрытого изображения обработкой в проявителях и получения защитного рельефа.

Существует два метода фотолитографии: контактный и проекционный.

Фотолитография начинается с изготовления фотооригиналов, из которых изготавливают фотошаблоны. Фотошаблоны бывают эмульсионными, металлизированными, транспарентными.

Основные этапы фотолитографии приведены на рисунке 1.

Рисунок 1

Сушка фоторезиста после его нанесения проводится для удаления растворителя фоторезиста (пары воды, спиртов и др.), окончательного формирования слоя фоторезиста, повышения степени адгезии к окисной металлической плёнке. При этом сушку производят с постепенным нарастанием температуры, чтобы избежать возникновения существенных напряжений в полимеризующемся фоторезисте. От этой операции зависит время экспонирования и точность передачи размеров.

Следующим шагом идёт экспонирование фотослоя, при котором создаётся скрытое изображение в плёнке фоторезиста при помощи фотошаблона и под действием актиничного излучения. Экспонирование производится через фотошаблон, повёрнутый (и прижатый при контактной фотолитографии) слоем рисунка к слою фоторезиста. Время экспонирования определяется интенсивностью излучения и толщиной фоторезистивного слоя и подбирается экспериментально.

Различие поведений негативного и позитивного фоторезистов состоит в том, что при облучении негативного фоторезиста идёт реакция фотополимеризации (фотоинициированной сшивки олигомеров и мономеров), а у позитивного фоторезиста идёт обратная реакция – фотолиза молекул на более простые соединения.

При проявке фоторезиста удаляются облучённые участки для позитивного фоторезиста, а для негативного – не удаляются. Проявление происходит с помощью взаимодействия проявителя с фоторезистом. В качестве проявителей может выступать толуол, соляная кислота, гидрат окиси калия и др.

Дальше идёт операция задубливания. Она сродни сушке (т.е. термической обработке) и производится для повышения адгезии фоторезиста к подложке, а также для повышения стойкости фоторезистивной маски к агрессивным средам. В процессе задубливания осуществляется дополнительная полимеризация фоторезиста.

Предпоследней операцией фотолитографии является травление (химическое удаление, как правило, поверхностного слоя материала) слоя материала самой подложки, на которую был нанесён фоторезист, или плёнки материала, нанесённого на такую подложку. При этом там, где остался фоторезист после проявки, материал подложки или плёнки не удаляется, а там, где его нет происходит травление подложки (нанесённой плёнки). Травители бывают разные, например могут использовать плавиковую кислоту (HF).

Завершает процесс операция травления (снятия), но уже полимеризованного фоторезиста. Это можно сделать двумя способами: с помощью жидких растворов щелочей и кислот, в органических растворителя или с помощью плазмохимических методов.

Таганрог 2022