En la fabricación de semiconductores , una capa protectora es una capa delgada que se utiliza para transferir un patrón de circuito al sustrato semiconductor sobre el que se deposita. Una capa protectora se puede modelar mediante litografía para formar una máscara temporal a escala (sub) micrométrica que protege áreas seleccionadas del sustrato subyacente durante los pasos de procesamiento posteriores. El material utilizado para preparar dicha capa fina es típicamente una solución viscosa. Las resistencias son generalmente mezclas patentadas de un polímero o su precursor y otras moléculas pequeñas (por ejemplo, generadores de fotoácidos) que se han formulado especialmente para una tecnología de litografía determinada. Las resistencias utilizadas durante la fotolitografía se denominan fotorresistencias .
Fondo
Los dispositivos semiconductores (a partir de 2005) se construyen depositando y modelando muchas capas delgadas. Los pasos de modelado, o litografía, definen la función del dispositivo y la densidad de sus componentes.
Por ejemplo, en las capas de interconexión de un microprocesador moderno, se incrusta un material conductor ( cobre o aluminio ) en una matriz eléctricamente aislante (normalmente dióxido de silicio fluorado u otro dieléctrico de baja k ). Los patrones de metal definen múltiples circuitos eléctricos que se utilizan para conectar los transistores del microchip entre sí y, en última instancia, a dispositivos externos a través de los pines del chip.
El método de creación de patrones más común utilizado por la industria de dispositivos semiconductores es la fotolitografía : creación de patrones con luz. En este proceso, el sustrato de interés se recubre con una capa protectora fotosensible y se irradia con luz de longitud de onda corta proyectada a través de una fotomáscara , que es una plantilla especialmente preparada formada por regiones opacas y transparentes, generalmente un sustrato de cuarzo con una capa de cromo estampada . La sombra de las regiones opacas en la fotomáscara forma un patrón a escala submicrométrica de regiones oscuras e iluminadas en la capa de resistencia: la imagen del área . Se producen cambios químicos y físicos en las áreas expuestas de la capa protectora. Por ejemplo, se pueden formar o destruir enlaces químicos, induciendo un cambio en la solubilidad. Esta imagen latente es luego desarrollado por ejemplo por lavado con un disolvente apropiado. Quedan regiones seleccionadas de la reserva, que después de una etapa de horneado posterior a la exposición forman un patrón polimérico estable sobre el sustrato. Este patrón se puede utilizar como plantilla en el siguiente paso del proceso. Por ejemplo, las áreas del sustrato subyacente que no están protegidas por el patrón de protección pueden grabarse o doparse. El material puede depositarse selectivamente sobre el sustrato. Después del procesamiento, la resistencia restante se puede quitar. A veces (especialmente durante la fabricación de sistemas microelectromecánicos ), la capa protectora estampada puede incorporarse en el producto final. Se pueden realizar muchos ciclos de fotolitografía y procesamiento para crear dispositivos complejos.
Las resistencias también se pueden formular para que sean sensibles a partículas cargadas, como los haces de electrones producidos en microscopios electrónicos de barrido . Ésta es la base de la litografía de escritura directa por haz de electrones .
No siempre es necesario resistir. Varios materiales pueden depositarse o modelarse directamente utilizando técnicas como la litografía suave , la nanolitografía Dip-Pen , la evaporación a través de una máscara de sombra o una plantilla .
Proceso típico
- Resistencia a la deposición: la solución precursora se reviste por rotación sobre un sustrato limpio (semiconductor), como una oblea de silicio , para formar una capa muy fina y uniforme.
- Horneado suave: la capa se hornea a baja temperatura para evaporar el solvente residual.
- Exposición: Se forma una imagen latente en la capa protectora, por ejemplo (a) mediante exposición a luz ultravioleta a través de una fotomáscara con regiones opacas y transparentes o (b) mediante escritura directa utilizando un rayo láser o un rayo de electrones.
- Horneado posterior a la exposición
- Desarrollo: Las áreas de la capa protectora que han sido (o no) expuestas se eliminan enjuagando con un solvente apropiado.
- Procesamiento a través del patrón de resistencia: grabado en húmedo o en seco, despegue, dopaje ...
- Resistir el pelado
Ver también
enlaces externos
- MicroChem
- Shipley (ahora Materiales electrónicos de Rohm and Haas)
- Clariant
- tecnología de micro resistencia [ enlace muerto permanente ]