Описание технологических режимов окисления поверхности кремния

Теперь определим время, необходимое для выращивания окончательного окисла в сухом кислороде  толщиной 100 нм при Т=1110°С.

Константы скорости окисления в сухом кислороде: А=0,09 мкм, В=0.027 мкм²/ч, В/А=0.30 мкм/ч.

Принимая, что начальный окисел теперь x₀ = 0.35мкм,  = 5,7ч

Учитывая, что  x₀ = 0.45мкм, – 4.33 = 3.3 ч

2.  Описание процессов фотолитографии и травления окисла, травление алюминия.

Фотолитография является основным технологическим процессом при производстве интегральных микросхем и полупроводниковых приборов.

Фотолитография – совокупность фотохимических операций, основанных на использовании в качестве защитного покрытия рисунка схемы светочувствительных полимеров (фоторезистов), изменяющих свои первоначальные свойства под действием излучения определенного состава и устойчивых к воздействию травителей. Схема технологического процесса фотолитографии приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Схема процесса фотолитографии.

Фоторезисты, у которых растворимость экспонированного участка уменьшается, называются негативными, фоторезисты, растворимость которых после облучения возрастает – позитивными. После обработки экспонированного фоторезиста в составе, удаляющем растворимые участки, образуется рельефное изображение, которое должно быть устойчивым к воздействию агрессивных факторов: кислот, щелочей и т.д.

Процессы, лежащие в основе образования рельефного изображения, делятся на три группы:

- Фотополимеризация и образование нерастворимых участков. Наиболее типичными композициями в которых используется этот процесс, являются негативные фоторезисты – эфиры коричной кислоты и поливинилового спирта.

- Сшивание линейных полимеров радикалами, образующимися при фотолизе светочувствительных соединений. Использование каучуков с добавками светочувствительных веществ дает возможность получить исключительно кислотостойкие негативные фоторезисты.

- Фотолиз светочувствительных соединений с образованием растворимых веществ. Примером служит большинство позитивных фоторезистов, в которых фотолиз соединений, называемых нафтохинодиазидами, приводит к тому, что облученные участки становятся растворимыми в щелочных растворах.

Для получения рельефа в пленках широко используют травитель следующего состава:

Фоторезисты характеризуются такими параметрами, как светочувствительность, разрешающая способность и стойкость к воздействию агрессивных факторов.

Для очистки поверхности подложки необходима ее химическая обработка. Нанесение слоя фоторезиста чаще всего осуществляется методом центрифугирования. При включении центрифуги жидкий фоторезист растекается под действием центробежных сил. Прилегающий к подложке граничный слой формируется за счет уравновешивания центробежной силы, пропорциональной числу оборотов, и силы сопротивления, зависящей от когезии молекул резиста.  Толщина слоя и его качество определяются типом резиста и его вязкостью, максимальной скоростью вращения, ускорением центрифуги, температурой и влажностью  окружающей среды, свойствами поверхности подложки.

Для окончания формирования слоя фоторезиста, при котором происходит удаление растворителя, используется сушка в термостатах, ИК-установках и СВЧ печах.

Экспанирование и проявление в процессе фотолитографии неразрывно связаны между собой. Подбирая время экспонирования, тщательно стабилизируют остальные факторы, влияющие на точность передачи размеров изображения: колебания освещенности, неизбежный зазор между фотошаблоном и резистом; повышение температуры слоя, иногда возникающие при экспонировании. Метод совмещения, используемый в установках экспонирования и совмещения, может быть визуальным или фотоэлектрическим. При визуальном методе точность совмещения определяется принципом работы и качеством выполнения микроманипуляторов, реальная точность этого способа составляет обычно  ± 1 мкм.

Проявление негативных фоторезистов проводится в органических растворителях: толуоле, трихлорэтилене и др. Для проявление позитивных фоторезистов используют водные щелочные растворы: (0,3…0,5)% раствор едкого калия, (1…2)% раствор тринатрийфосфата, органические щелочи – этаноламины.

Сушка проявленного слоя проводится при температуре 120…180 °С. Температура и характер ее изменения во время сушки так же определяют точность передачи размеров изображений. Затем следует операция локального травления материала подложки через