Разделы: Нанотехнологии
Размещена 21.05.2019. Последняя правка: 20.05.2019.
Просмотров - 1682

Зависимость скорости проявления от дозы экспонирования для позитивных фоторезистов ФП 9120 – 2 и AZ – 1512

Койшыманова Сымбат Сериковна

ТУСУР

студент

Научный руководитель: Чистоедова Инна Анатольевна, кандидат технических наук, доцент кафедры Физической Электроники, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники; Гринько Дарья Александровна, студент 3 курса, кафедра Физической Электроники Томского университета систем управления и радиоэлектроники

УДК 53.09

Введение

Экспонирование – это облучение пленки фоторезиста УФ-лучами в нужном диапазоне длин волн через фотошаблон для формирования заданного рельефа. Правильно выбрать время экспонирования фоторезиста источником света можно только при учете взаимосвязи режимов экспонирования и проявления. Это объясняется тем, что при одинаковой экспозиции Н = I·t_э, но при различных соотношениях интенсивности J и времени t_э фотохимические процессы протекают по-разному и скорость проявления различна [1].

Цель работы:

Определить диапазон дозы экспонирования позитивных фоторезистов ФП 9120 – 2 и AZ – 1512 для наиболее точного воспроизведения элементов микросхемы.

Задачи исследования:

1. Подложки с нанесенным слоем фоторезиста экспонировать от 5 до 120 секунд с шагом 5 секунд.

2. Определив основные характеристики светочувствительности, дать рекомендации для наиболее точного воспроизведения элементов изображения.

Актуальность.

Оптимизация процесса экспонирования – одна из наиболее сложных проблем в технологии ИМС. На качество полученного рисунка в рабочем слое большое влияние оказывают доза и время экспонирования фоторезистов. Работа посвящена определению оптимальных режимов экспонирования позитивных фоторезистов для получения максимальной скорости проявления.

Методика эксперимента

На подложки (марка: СТ-50-1) с помощью центрифуги (марка: ЦС-5) были нанесены позитивные фоторезисты марки ФП 9120 – 2 толщиной 1,96 мкм и AZ – 1512 толщиной 2,27 мкм. Задав время экспонирования от 5 до 120 секунд с  шагом 5 секунд, слой фоторезиста  экспонировался на установке СТ-301. После этого фоторезист проявлялся в слабом щелочном растворе KOH (0,6 %), и оценивалась толщина полученного слоя d.

Источником излучения является дуговая ртутная лампа ДРШ-350 на установке СТ-301 с интенсивностью 1,13  мДж/см².

Время проявления для ФП 9120-2 составило 20 секунд, а для AZ – 1512 составило 25 секунд. Также производилась оценка толщины фоторезиста на подложке после проявления с помощью микроскопа МИИ-4.

Результаты работы и их анализ

Результаты измерений толщины фоторезиста d и расчетов скорости проявления V и экспозиции H представлены в таблице 1.

Графики зависимости скорости проявления от дозы экспонирования представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Зависимость скорости проявления от дозы экспонирования:

а) ФП 9120-2; б) AZ – 1512

 

Из полученных зависимостей (рисунок 1) определили характерные точки: пороговую светочувствительность S_пор, светочувствительность, определяемая по точке инерции  S_ин, светочувствительность, определяющая максимальную скорость растворения S_d  и фотографическую широту L, в пределах которой скорость проявления растет пропорционально экспозиции. Диапазон дозы экспонирования изменяется от светочувствительности, определяемой по точке инерции, до светочувствительности, определяемой максимальной скоростью растворения.

Основные характеристики светочувствительности фоторезистов ФП 9120 – 2 и AZ – 1512, определяемые как величина, обратная экспозиции, представлены в таблице 2.

 

На основе полученных данных (таблица 2) можно сделать вывод, что для реализации качественного процесса экспонирования рекомендуется использовать позитивный фоторезист ФП 9120 – 2. Так как данный фоторезист имеет широкий диапазон экспонирования: 79,1 – 124,3 мДж/см²  и малое значение  S_пор = 0,044 см²/мВт·с .

1. Шмаков, М. Оптимизация процесса экспонирования фоторезиста/ М. Шмаков, В. Паршин // Технологии в электронной промышленности – 2007. - №4. – С. 66-67.
2. Русецкий В.А. Технология изготовления фотошаблонов, основанная на оперативном моделировании параметризованных процессов фотолитографии/ В.А. Русецкий. // Наука и техника. № 4. – 2013. – С. 43 – 48.
3. Жуков, А.А. Влияние режимов фотолитографического цикла на величину отрицательного угла маски из позитивного фоторезиста/ А.А. Жуков, Е.Ю. Ильин, Н.Н. Герасименко // Известия вузов. ЭЛЕКТРОНИКА. – 2015. – Том 20, №4. – С. 440 – 443.

Рецензии:

8.08.2019, 17:11 Мухуров Николай Иванович
Рецензия: Представленный материал более соответствует выполненной лабораторной работе, а не научной статье в журнале. Необходимо расширить актуальность и привести краткие результаты исследований по другим фоторезистам. Не требуется выделять отдельными абзацами с заголовками цель, задачи. Приведенные в материалах точности измерений не соответствуют паспортным ошибкам измерений прибора МИИ-4 и возможностям центрифуги. Нужно округлить сотые и десятитысячные доли в данных таблиц. Графики зависимостей строятся по данным не единичных измерений, а по усредненным результатам минимум 7 измерений в одинаковых условиях эксперимента. В этом случае приводятся и ошибки измерений. Это особенно важно, если предложенная технологическая операция может быть использована в микроэлектронике. Кроме того, нужно было привести характеристики поверхности подложки, которые в значительной степени будут влиять на адгезию, качество и однородность по толщине фоторезистивного слоя на всей поверхности подложки. Выполнить эксперимент на нескольких подложках с сравнением полученных результатов. Нужно увеличить количество ссылок на результаты близких по тематике исследований публикаций. После устранения отмеченных замечаний статья может быть рекомендована к публикации.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий