マイクロ・ナノ加工|フォトリソグラフィ - 光リソグラフィ

ナでmとマイクロプラス作品紹介技術から見たリソグラフィー使用する基板テーブル内上記は、あるべき使用するのパターンがあり、次への転送が可能です。を基板に貼り付ける。

光リソグラフィーは、光を用いてマスター(フォトマスク)から基板上にパターンをコピーするものです。このプロセスは、従来のネガ写真の複製と非常によく似ています。感光性ポリマー(フォトレジスト)を基板に塗布し、フォトマスクを介して露光します。露光されたフォトレジストは化学反応を起こし、溶解度が変化する。これにより、フォトレジストの一部が溶解し、パターン化されたフォトレジストが残ります。フォトリソグラフィーには、接触式、投影式、液浸式、干渉式、紫外線式、深紫外線式、極紫外線式、X線式など、さまざまな方式がある。

非光学リソグラフィーとは、電子ビームやイオンビーム、機械的な力を使ってレジスト膜にパターンを形成することです。電子ビームリソグラフィ(EBL)、集束イオンビーム(FIB)リソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ(NIL)などがそれである。これらの技術とその限界について、以下のセクションで簡単に説明する。

光源

UV光源は通常使用するフォトリソグラフィーではこれは短波長による画像解像度の向上だけでなく 無線環境で使用される紫外線感応性の光化学物質により使用する.水銀蒸気ガスの発光線を持つランプは、現在でもリソグラフィーの主要な紫外線源となっています。405nm(h線)、365nm(i線)、254nmの3つの波長で構成されています。使用する最も365nm(i線)であり、この分光域に対応したフォトレジストが数多く開発されている。より多くのものを手に入れる必要性からハイ乳房の解像度、人々は作り始めました。使用する深紫外光源、例.248nmと193nmの準スプリットサブレーザーです。目次以前は開発中13.5nm EUV光源。リソグラフィー用途では使用するにおいて、照明の強度が基板テーブル全体にわたってあるレベルであることが必要である。そのままでIに、です。ハイS字ビームは受け入れられず、排除する必要があるためからレーザー光源の散乱パターンです。そのため、コスト大きい体積エネルギーにより、ビームをフラットで均一なプロファイルに成形します。

フォトレジスト

フォトレジストは、感光性有機ポリマーを溶剤に溶かしたもので、スピンコートにより基板に塗布するのが一般的である。フォトレジストは、感光性化合物、樹脂、溶媒から構成されています。溶媒は目次sで、フォトレジストをスピンコートすることができます。スピンコート工程の後、フォトレジストを加熱して溶媒を除去する。樹脂は使用するその後のパターン転写のためのフォトレジストの構造組成を示す。でのi線(365nm)フォトレジストの中でも使用する樹脂はフェノール樹脂(フェノール類に属する)です。光活性化合物がジアゾナフトキノンである(DNQ)があります。紫外線を浴びると、DNQが放出するI光酸の種、から樹脂の溶解性を高める。このタイプのフォトレジストはポジ型フォトレジストとも呼ばれ、露光された部分が最終的に除去され露光されていない部分は保存されます。溶解度のダイナミックレンジは大きいを3桁の大きさにしハイディグリーではなくリニアリティ、これがリソグラフィーの強みです。カラーコントラストの理由

露光量は通常、1平方センチメートルあたりの耳数ミリジュール(mJ/cm2)で測定されます。これは、照明の強度(mW/cm2)に照射時間を掛けたものです。典型的な線量値は、50~500mJ/cm2です。

一般的に使用されているのは、ネガ型フォトレジストです。このフォトレジストは、露光後にフォトレジストの溶解度が低下するという、逆の挙動を示します。

フォトマスク

フォトマスクは、透明なガラス基板に、光の透過を遮る金属パターンを形成したものです。この金属は、ガラスとの密着性に優れ、紫外線に対して非常に不透明であるため、通常はクロムを使用します。フォトマスクの作成には、フォトレジストの塗布、露光、下のクロム層へのパターンの転写など、標準的なフォトリソグラフィープロセスが使用される。

 

しかし、フォトマスクではなく露光の場合は、スキャナーや電子ビームスキャナーでレーザーのような走査ツールが使用されます。UVレーザー光源(HeCdやArFなど)は、レーザースポットを全面にラスター走査するために用いられ、レーザービームは、フォトマスクデザインを含むソフトウェア駆動の高速オブジェクトによってオン/オフが切り替わる。HeCdレーザーの波長を325nmとすると、最小のスポットサイズは約300nmであり、線などの2値化された形状はこのスポット幅を複数必要とする場合がある。そのため、一般的に言われているレーザー描画のフォトマスクの限界は1mm程度である。より小さな形状が必要な場合は、電子ビーム描画を使用します。

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