Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Yrd. Doç. Dr. Mehmet Oğuz GÜLER Litografi Yöntemleri.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Yrd. Doç. Dr. Mehmet Oğuz GÜLER Litografi Yöntemleri."— Sunum transkripti:

1 Yrd. Doç. Dr. Mehmet Oğuz GÜLER Litografi Yöntemleri

2 LİTOGRAFİ Süper İletken Kuantum Interferans Cihazı

3 LİTOGRAFİ Mikro üretim kontrollü bir ortamda ve sürekli bir film formunda bir desen oluşturma işlemidir. Mikro desenler altlık malzeme üzerine “litografi” adı verilen bir görüntüleme işlemi ile gerçekleştirilir.

4 LİTOGRAFİ BaşlangıçBitiş Altlık Üzerinde İnce FilmMikro Yapılandırılmış İnce Film

5 LİTOGRAFİ

6 50 nm’llik tellere sahip olan “nano-gitar” E-ışınları ile üretilmiş Nano Gitar

7 LİTOGRAFİ Moore’un Öngörüsü

8 LİTOGRAFİ Moore’un Öngörüsü

9 LİTOGRAFİ Moore’un Öngörüsü İşlemci Adı P1266P1268P1270P1272P1274 Litografi45 nm32 nm22 nm14 nm10 nm İlk Üretim

10 LİTOGRAFİ Moore’un Öngörüsü Ticari olarak satılmakta olan 167,2 mm 2’ lık alana ve 25 nm’lik genişliğe sahip 8 GB’lık NAND Flash bellek.

11 LİTOGRAFİ Yüzey Mikro İşlemler Kütlesel Mikro İşlemler LIGA (“LIGA Benzeri”) Robert Bosch GmbH IBM HT Micro Sandia National Laboratories Temel Üretim Yöntemleri

12 LİTOGRAFİ IBM HT Micro Sandia National Laboratories Yüzey Mikro İşlemler Bütünleyici Metal Oksit Yarıiletken (CMOS) Esas Alınarak Alternatif yapısal ve kurban edilecek tabakalar kaplanır, işlenir ve dağlanır. Kurban Tabakalar işlem sonunda çözündürülür ve arzu edilen serbest yapılar elde edilir. Malzeme türleri CMOS tipi malzemelerle sınırlıdır (Polikristalin silikon, silikon oksit, Silikon nitrit, BPSG ve PSG) Yapısal oranlar çok düşüktür ve bazen 2,5B olarakta adlandırılırlar (aşırı düzlemsel)

13 LİTOGRAFİ IBM HT Micro Sandia National Laboratories Alternatif yapısal ve kurban edilecek tabakalar kaplanır, işlenir ve dağlanır. Çok geniş yüzey alanına sahip silikon altlıkların kütlesel olarak kuru yada yaş dağlama işlemlerini içerir. İnce membranlar, piezo rezistörler ve kantileverler gibi geniş hacim alanına ve dar akış kanalları içeren bileşenlerin üretilmesinde kullanılan önemli bir tekniktir.… Kütlesel Mikro İşlemler

14 LİTOGRAFİ IBM HT Micro Sandia National Laboratories LIGA Almanca bir terimdir (Lithography Galvo Abformung) Bu proseste x-ışınları litografisi, elektrokaplama ve kalıplama yada bu proseslerin farklı kombinasyonları kullanılır. Çok geniş yelpazede malzeme işlenebilir Elde edilen yapılar çok geniş oranlara sahiptir – Tam anlamıyla 3B’ludurlar.

15 LİTOGRAFİ IBM HT Micro Sandia National Laboratories Yüzey Mikroişleme Malzemeleri Kurban Tabakalar Silikon Dioksit Yapısal Tabakalar Poli kristalin Silikon Izolatörler Silikon dioksit, Silikon Nitrit Kaplamalar SAM – Kendi kendine oluşan tek tabaka

16 LİTOGRAFİ IBM HT Micro Sandia National Laboratories Kurban Tabaka Nedir?

17 LİTOGRAFİ IBM HT Micro Sandia National Laboratories Yüzey Mikro İşleme Prosesleri Silikon Waferların üretimi İnce film malzemesinin kaplanması (yada büyütülmesi) Desen Oluşturma (Foto Litografi) Dağlama (Yaş ve/veya Kuru Dağlama) İkincil filmin kaplanması Desenin tekrarlanması, Dağlama, sonrasında tekrar Kaplama Son aşamada kurban tabakaların çözündürülmesi ile yapısal tabakaların elde edilmesi.

18 LİTOGRAFİ IBM HT Micro Yüzey Mikro İşleme Prosesleri Tek kristal Silikon üretimi İngotlar dilimlenir ve Parlatılır Ingot Waferlar Dilimlenir Yüzeyi Parlatılır Czochralski yöntemi

19 LİTOGRAFİ Üretim Yöntemleri İki Gruba Ayrılabilir 1. Kimyasal reaksiyonlarla elde edilen ince filmler: Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) Elektrokaplama Epitaksi Termal Oksidasyon Bu prosesler ağırlıklı olarak gaz ve/veya sıvı kompozisyonlar yada altlık malzeme ile kimyasal reaksiyonlar sonucu elde edilir. Katı olarak elde edilen film genellikle reaksiyona giren ürünlerden farklıdır. Ürünler gaz, sıvı ve hatta diğer katılarda olabilir.

20 LİTOGRAFİ Üretim Yöntemleri İki Gruba Ayrılabilir 2. Fiziksel bir reaksiyon sonucu elde edilen filmler: Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD) Buharlaştırma Sıçratma Döküm Bu proseslerde malzemeler fiziksel olarak altlık yüzeyine taşınır. Diğer bir deyişle, altlık yüzeyinde ince filmi oluşturan herhangi bir kimyasal reaksiyon yoktur.

21 LİTOGRAFİ Litografinin Temelleri Sonuç: Farklı malzemelerin çoklu desene sahip tabakaları

22 LİTOGRAFİ Litografinin Temelleri

23 LİTOGRAFİ Litografinin Temelleri Foto Resist ile waferın kaplanması, Desen oluşumu için Pozlama, Resist Geliştirme, Resistin tek başına pişirilme sonrası dağlama.

24 LİTOGRAFİ Litografik Prosesler: Wafer Üretimi Temiz ve Düz bir yüzeye sahip wafer üretimi Tek kristal silikon ingotu Tek kristal silikon waferı

25 LİTOGRAFİ Litografik Prosesler: Wafer Üretimi Kaplanmış silikon waferlar

26 LİTOGRAFİ Spin Kaplama ile Fotoresist Kaplama

27 LİTOGRAFİ Maskeleme

28 LİTOGRAFİ BaşlangıçBitiş Altlık Üzerinde İnce FilmMikro Yapılandırılmış İnce Film İlk Adım: maskeleme = Bir malzemeyi seçici olarak işleme tabi tutabilmek amacı ilk fiziksel bir bariyer oluşturma işlemidir…

29 LİTOGRAFİ 2B Düz Plaka: Folyo yada cam3B Damga Avantajlar / Dezavantajlar: - Köşe kalitesi - minimum nitelik boyutu - maliyet - esneklik - Uzun dönemli kullanım → Fotolitografi→ Yumuşak Litografi

30 LİTOGRAFİ İşlem için Pozitif MaskeMaskenin yokedilmesi Maskeleme

31 LİTOGRAFİ Maskeleme

32 LİTOGRAFİ Pozlama

33 LİTOGRAFİ Pozlama → Maskelenmiş altlık yüzeyine yansıtılan ışık tam şiddette yüzeye düşürülmüş ve arzu edilen desen elde edilmiştir. → Özellikle pozitif maskelenmiş altlık malzemelerde görülür. Kenar keskisliği zayıftır. → Maskelenmiş altlık yüzeyine zayıf olarak pozlama yapıldığında aşırı pozlamanın tersine benzeyen bir geometride bozuk yapılar ortaya çıkar…

34 LİTOGRAFİ Dağlama Dağlama: ıslak dağlama kuru dağlama

35 LİTOGRAFİ Dağlama Foto Resist Kaplama Sıcaklık Negatif Foto ResistPozitif Foto Resist

36 LİTOGRAFİ Dağlama

37 LİTOGRAFİ Kompleks Yapılar için İşlemler Tekrarlanır

38 LİTOGRAFİ Nihai Ürünler

39 LİTOGRAFİ Nihai Ürünler MEMS litografisi ışık gibi bir radyasyon kaynağı kullanılarak bir desenin oluşumu arzu edilen bir altlık malzeme üzerinde gerçekleştirilebilir.

40 LİTOGRAFİ Dağlama Bir altlık yüzeyinde fonksiyonel bir MEMS yapısı elde edilebilmesi için altlık üzerine daha önceden kaplanmış olan ince filmin dağlanması gerekmektedir. MEMS üretiminde bilinen iki türlü dağlama yöntemi bulunmaktadır: Yaş Dağlama: Waferın bir kimyasal çözelti içerisine batırılması ile maske malzemesinin çözündürülmesi. Kuru Dağlama: Reaktif iyonlar yada buhar fazında dağlayıcılar kullanılarak gerçekleştirilen dağlama işlemi.

41 LİTOGRAFİ Yaş Dağlama Maske malzemesinin bir çözelti içeren kap içerisinde çözündürülmesi işlemidir. Ancak, silikon gibi bazı tek kristal malzemeler dağlanma esnasında anizotropik özellik gösterirler. Anizotropik dağlama malzemenin farklı yönlerinde farklı dağlama oranlarının gözlemlenmesidir. Buna örnek olarak düzlemine sahip tek kristal silikonun KOH çözeltisi içerisinde yönünde dağlanmasında gözlemlenir. Dağlanma işlemi soununda yuvarlak bir yarıçaptan ziyade piramit benzeri bir pinholün elde edilmesi ortaya çıkar.

42 LİTOGRAFİ Kuru Dağlama Kuru dağlama teknolojisi reaktif iyon dağlaması (RIE), sıçratma ile dağlama ve buhar fazında dağlama olmak üzere üçe ayrılır. RIE prosesinde altlık bir reaktör içerisine yerleştirilerek birden fazla gaz ile plazma oluşturulur. Reaktör içerisindeki gazlar RF sinyali ile ateşlenerek gazlar iyonlarına ayrıştırılır ve plazma oluşturulur. İyonlar malzeme yüzeyine hızlandırılarak çarptırılır. İyonların yeterli güce sahip olması ile malzeme yüzeyinde herhangi bir kimyasal reaksiyon gerçekleştirilmeden dağlama işlemi tamamlanır.

43 LİTOGRAFİ Kuru Dağlama Kuru dağlama teknolojisi reaktif iyon dağlaması (RIE), sıçratma ile dağlama ve buhar fazında dağlama olmak üzere üçe ayrılır. RIE prosesinde altlık bir reaktör içerisine yerleştirilerek birden fazla gaz ile plazma oluşturulur. Reaktör içerisindeki gazlar RF sinyali ile ateşlenerek gazlar iyonlarına ayrıştırılır ve plazma oluşturulur. İyonlar malzeme yüzeyine hızlandırılarak çarptırılır. İyonların yeterli güce sahip olması ile malzeme yüzeyinde herhangi bir kimyasal reaksiyon gerçekleştirilmeden dağlama işlemi tamamlanır.

44 LİTOGRAFİ Anizotropik ve İzotropik Dağlama Anizotropik: Tek yönlü – Kesilen kısım derinlikten çok daha küçüktür. İzotropik: Çok yönlü – Kesilen kısım derinlikten yüksektir.

45 LİTOGRAFİ Yaş (İzotropik) Dağlama

46 LİTOGRAFİ Kuru (Anizotropik) Dağlama

47 LİTOGRAFİ Örnek Çalışma Maskelerin Tasarlanması Silikon Altlık 5K Angstrom Kalınlığında Oksit Tabakası Maske 1 Deseni Uygulama Yaş Dağlama Resist Tabakanın Kaldırılması Alüminyum Biriktirme (PVD - Buharlaştırma) Maske 1 Deseni Uygulama Metal Dağlama Resist Tabakanın Temizlenmesi

48 Maskeler (Tasarım) Maske 1 Maske 2

49 İşlem Görmemiş Silikon Tabaka İşlem görmemiş Saf Silikon ile işleme başlanır

50 Oksitleme Termal olarak 5K Angstromluk Oksidasyon

51 Litografi – Resist Kaplama Oksit tabakası fotoresist tabaka ile kaplanır. Foto rezist tabaka ışığa duyarlıdır. UV ışığına maruz bırakıldığında çözünür. (maske ışık ile pozlanır ve geliştirme safhasında çözündürülür.) Kullanılacak olan maske

52 Pozlama Kaplanmış wafer alınır İlk maske uygulanır UV ile pozlanır Maske kaldırılır Pozlanmış alanın görüntüsü

53 Geliştirme Pozlanmış resizt tabaka kaldırılır. Geliştirme safhasına geçilir. Açık olan yeşil alan bir sonraki aşamada yaş dağlama işlemine tabi tutulur.

54 İşlenmiş wafer alınır Oksit dağlama çözeltisi içerisine yerleştirilir. Sadece oksit tabakasını ortadan kaldıracak sürede işlem gerçekleştirilir. Islak Dağlama Dağlamadan sonra resizst tabaka kaldırılır. Portakal rengi oksit tabakasında meydana gelen kalınlık değişiminden dolayıdır. Çok ince bir açıklığa sahip oksit kaplı bir wafer elde edilmiştir.

55 Alüminyum Kaplama Dağlanmış oksitli wafer ile işleme başlanır. Alüminyum Kaplama Yapılır - PVD – Termal Buharlaştırma!

56 Wafer rezist ile kaplanır Maske yerleştirilir Pozlanmış rezist tabaka geliştirilir. Wafer Dağlanır. Maske 2 – Pattern Oluşturma & Al’un Dağlanması UV ışığı ile pozlanır Rezist tabaka tamamen çözündürülür.


"Yrd. Doç. Dr. Mehmet Oğuz GÜLER Litografi Yöntemleri." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları