Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Praktikum z pevných látek (F6390) Zpracoval: Michal Truhlář
Naměřeno: 22. Května 2007
Obor: Fyzika Ročník: III Semestr: VI
Testováno:
Úloha č. 10: T= °C p= hPa φ= %
Základy práce v čistých prostorách a princip fotolitografie
Michal Truhlář
Základy práce v čistých prostorách a princip fotolitografie
25.4.2007
Stanoveni orientace monokrystalu Laueho metodou Teorie: Čisté prostory a bezprašné prostředí jsou podmínkou pro vývoj a výrobu polovodičových součástek na křemíkových deskách, které jsou vysoce citlivé na kontaminaci. Čisté prostory i zařízení a technologie, které se v nich používají, jsou dnes již standartem ve specializovaných výzkumných laboratořích a ve vysoce vyspělích průmyslových odvětvích zabývajících se polovodičovou výrobou, mikroelektronikou, optikou metrologií nebo farmacií. Fotolytografie je soubor technologických procesů pro přípravu topologicky přesně definovaných struktur vytvrzením exponovaného fotorezistoru na připraveném vzorku, a slouží k ohraničení oblastí, které budou v následujícím technologickém kroku předmětem lokálních operací, jako jsou např. Leptání, difůzné dopantů, implantace apod. Zaměření praktika: 1) Princip fungování bezprašných čistých prostor, nezbytné zázemí (vzduchotechnika a klimatizace, příprava demineralizované vody). 2) Zásady chování v čistých prostorách. 3) Základy manipulace s křemíkovými deskami. 4) Základy fotolitografie: nanesení laku, exponování desky přes masku, vytvrzení laku, vyvolání. 5) Metrologie a analýza při fotolitografii – měření tloušťky naneseného laku, mikroskopie. Vlastní praktikum: 1) Princip fungování bezprašných čistých prostor. Po krátkém úvodu, kdy jsme byli seznámení s výrobou a přípravou křemíkových desek jsme byli seznámeni i s fungováním nezbytného zázemí.
2
Michal Truhlář
Základy práce v čistých prostorách a princip fotolitografie
25.4.2007
2) Zásady chování v čistých prostorách. Největším zdrojem znečištění v laboratoři je člověk. Proto je nutné používat specialní bezprašné kombinézy , návleky na boty a rukavice
Pravidelný úklid (každodenní vytírání podlahy a pravidlelná očista všech zařízení) je nezbyným předpokladem udržení čistoty a dosažení kvality připravených součástek. Před použitím každého pracoviště je nutné provést otření všech přístrojů a stolu bezprašnou utěrkou navlhčenou ve zředěném roztoku isopropylalkoholu.
3
Michal Truhlář
Základy práce v čistých prostorách a princip fotolitografie
25.4.2007
3) Základy manipulace s křemíkovými deskami S deskami jsme manipulovaly buď pomocí vakuové pinzety, nebo pomocí speciálních pinzety.
4) Základy fotolitografie Fotolak (fotorezist) je chemikálie, která mění konformaci při ozáření, v našem případě spektrální čáarou 365 nm halogenové výbojky. Oblast fotorezistu, které byli zakryté (zamaskované chromovou vrstvou na křemenném skle) po expozici a vyvolání ve vývojce zůstanou na desce, zatímco exponované části se odplaví, a to v případě užití pozitivního laku. V případě negativního laku se naopak odplaví neozářené části laku. Fotolak je citlivý na blízkou UV oblast, proto je místnost fotolitografie typická svým žlutým světlem (folie na zářivkách) pro odfiltrování tvrdé části viditelného spektra.
4
Michal Truhlář
Základy práce v čistých prostorách a princip fotolitografie
25.4.2007
Postup: 1) Lakování desky fotorezistem na rotační lakovce. Provedeme pro různé rychlosti rotace od 1000 do 6000 otáček za minutu. Doba rotace cca 30 sekund.
2) Vytvrzení laku na horké plotně na teplotě 85 až 90°C po dobu cca 3 minut.
5
Michal Truhlář
Základy práce v čistých prostorách a princip fotolitografie
25.4.2007
3) Expozice desky na zařízení Perkin-Elmer. V případě nanášení laku na atrapu s již vyrobenými strukturami je možné vyzkoušet sesazení úrovní.
6
Michal Truhlář
Základy práce v čistých prostorách a princip fotolitografie
4) Vyvolání desky ponorem ve vývojce a osušením na centrifuze
5) Po osušení můžeme pozorovat exponované vrstvy pod mikroskopem.
7
25.4.2007
Michal Truhlář
Základy práce v čistých prostorách a princip fotolitografie
25.4.2007
Závěr: Během tohoto praktika jsme byli seznámení s chováním a fungováním čistých prostor. Naučili jsme se manipulovat s křemíkovými deskami a seznámili jsme se se základy fotolytografie.
8
