Transcript Litografi
Litografi Vad är litografi? Vad är syftet med litografi? Vilka parametrar styr litografi? 2 Litografi Föreläsningens mål: Introducera följande begrepp: Litografi, speciellt fotolitografi Material inom litografi, speciellt fotoresister Exponeringsmetoder Nya metoder inom litografi - Förklara: En vanlig litografiprocess inom CMOS teknologi Begränsningar hos fotolitografi 3 Litografi Att överföra ett mönster från en förlaga till ett solitt material Historiskt sett från grekiskans lithos = sten och gráphein = skriva Första litografin följt av etsning, 1827 32nm litografi med hjälp av immersions exponering 4 Olika typer av litografi Skrivande tekniker: Projektionstekniker: Trycktekniker: 6 7 Var i värdekedjan är vi? 8 https://www.youtube.com/watch?v=9x3Lh1ZfggM 9 UV litografi Metod att överföra mönster till filmer på mikrometerskala Idag från flera μm till 10-tals nm Tre avgörande delar: – Ljuskänslig lager – fotoresist – Förlaga – mask – Exponeringkälla 10 Fotoresister • Vad är en fotoresist? • Hur belägger man en yta med dem? • Olika typer – negativ/positiv resist • Egenskaper 11 13 Fotoresister – ljuskänslighet Negativ resist Positiv resist Exponering förstärker Exponering försvagar polymeren polymeren Ljuskällan skapar Ljuskällan bryter bindningar bindningar i polymeren i polymeren Dexp > D0 Dexp < D0 Där D0 är löslighet före exponering och Dexp efter. 14 Fotoresist Negativ resist Positiv resist Framkallning Exponering Mask Resist Etsning Metall, SiO2 Si Resist stripping 15 Exempel på resister - positiv Shipley’s 18 00 Series, standard resist PMMA PMMA Positiva framkallas ofta i basiska lösningar, ex KOH 16 Exempel på negativ resist SU8 från Microchem (patent IBM) (Epoxybaserad bis-phenol-A novolak) Fig 1.23 Fler resister: se tabell 1.2 17 Resister (profiler) Ljusspridningseffekter Exponering Profiler för positiv resist Lagom dos, lagom tid Mask Resist Framkallad negativ resist Framkallad positiv resist Låg dos med lång tid Områden utsatta för ljusspridning Hög dos, kort tid Spridning i substrat är avgörande Fler profiler i fig 1.8 18 Resister: önskade egenskaper Resisters önskade egenskaper ¤ Hög känslighet (för ljus), mått intrinsic sensitivity ¤ Hög kontrast – skillnad exponerad oexponerad ¤ Bra upplösning - beror på ovanstående ¤ Enkel processesering ¤ Hög renhet ¤ Lång hållbarhet ¤ Minimalt med lösningsmedel, person och miljövänlighet ¤ Hög glasövergångstemperatur Tg – stabil vid RT, men kan dras upp till gummitillståndet för softbake – blir av med lösningsmedel Intrinsic Sensitivity: = photo induced events photons absorbed 19 Resister kontrast 20 Mask 21 Exponering ● Diffraktion ● Olika ljuskällor ● Exponeringssätt ● Alignment 22 Diffraktion Rayleigh’s criteria: Two objects are just resolvable if the centre of the diffraction pattern from one object diffraction pattern coincides with the first minimum of the diffraction pattern from the other. 23 Exponering - ljuskälla Kvicksilverlampa Lasrar Transparancy 24 Exponeringssätt Shadow printing Contact printing Proximity printing Projection printing 27 Sammanfattning Mask design - alignment 28 Verniermönster: www.schlenkent.com/vernier.htm 29 Mask aligner Alignment Exponering Stepper Litografi Spin coat, exposure, develop, stripping ,contact printing,proximity printing, shaddow printing, projection printing, stepper, 193 nm XeF, UV, immersion lithography, positive resist, negative resist, PMMA, SU-8, verniermönster, mask aligner www.liu.se 34