Что такое резист?

Что такое резист?

Резист — это материал, используемый для защиты определенных областей подложки в таких процессах, как травление и пайка. Обычно «фоторезист», используемый в полупроводниковых процессах, называют просто «резистом».

Когда фоторезист поглощает свет определенной длины волны, химическая структура фоторезиста изменяется, а также изменяется его растворимость в чистящих и проявочных растворах. Поэтому после нанесения резиста на подложку можно растворить или перевести в нерастворимое состояние только часть резиста, облучая подложку светом через маску, изображающую рисунок схемы.

Когда подложка промывается проявляющим раствором в этом состоянии, вымывается только растворимый резист, и только часть подложки защищена резистом.

Существует два типа резиста: резист позитивного типа, в котором облучаемая светом область растворяется в проявляющем растворе, и резист негативного типа, в котором облучаемая светом область становится нерастворимой.

Применение резистов

Резисты — это материалы, которые защищают определенные места в таких процессах, как травление и пайка. Фоторезист, который является светочувствительным агентом в полупроводниковом процессе, часто называют просто резистом. Поэтому в этой статье мы также рассмотрим фоторезисты.

Фоторезисты изменяют свою химическую структуру под воздействием света и приобретают химическую стойкость или, наоборот, растворяются в проявляющем растворе.

Используя это свойство, фоторезисты, нанесенные на кремниевую пластину, облучаются светом через маску, изображающую заданный рисунок, и в заключение промываются проявляющим раствором, чтобы создать на подложке обработанную область без резистов и необработанную область, защищенную резистами.

Резисты являются одним из незаменимых материалов для производства высокоинтегрированных и миниатюрных полупроводниковых интегральных схем.

Как использовать резисты

Рисунок 1. Как использовать резист

В процессе производства полупроводников кремниевые пластины подвергаются травлению для создания мелких неровностей. Резисты используются для избирательной защиты подложки во время процесса травления.

Сначала резисты равномерно наносятся на подложку, а затем свет облучается через маску, которая изображает схемы ИС на резистах. Химическая структура резистов в облучаемой области изменяется за счет поглощения света, а растворимость резистов в проявляющем растворе может изменяться в зависимости от того, облучаются резисты или нет. В случае резистов позитивного типа облученная светом область становится растворимой, в то время как в случае резистов негативного типа растворимой становится необлученная область.

Таким образом, травя с резистами, выборочно остающимися на подложке, можно выборочно удалить подложку только в тех областях, где резистов нет.

После травления резисты, оставшиеся на подложке, удаляются и очищаются для завершения формирования рисунка подложки.

Резист и ЖК-дисплей

Рисунок 2. Резист и ЖК-дисплей

Некоторые резисты называются цветными резистами, которые представляют собой чернила, содержащие пигменты или другие цветные материалы. Цветные резисты, нанесенные на стеклянную подложку, отверждаются путем облучения ее светом, например ультрафиолетовым, так что резисты не смываются проявляющим раствором после облучения светом.

Жидкокристаллические дисплеи имеют узоры из трех основных цветов: красного, зеленого и синего, и здесь используются цветные резисты. Красные, зеленые и синие узоры можно сформировать, сначала нанеся красные цветные резисты, затвердев только на обозначенные области, а затем промыв проявителем, после чего повторить тот же процесс для зеленых и синих цветных резистов.

Типы резистов

Рисунок 3. Типы резистов

В дополнение к классификации на позитивный и негативный типы, резистивные материалы также можно классифицировать в соответствии с длиной волны поглощаемого ими света.

В процессе производства полупроводников в литографическом оборудовании используются g-линия (длина волны: 436 нм), i-линия (365 нм), эксимерный лазер KrF (248 нм) и эксимерный лазер ArF (193 нм), а также доступны резисты со структурой поглощения каждой длины волны.

Например, позитивные фоторезисты для лазеров g- и i-линий используют соединение, состоящее из смолы Novolac и соединений сульфоната 1,2-нафтохинондиазида (NQD). В этом соединении NQD является гидрофобным и обычно нерастворимым в водных щелочных растворах.

Однако при облучении g- или i-лучами фрагмент NQD разлагается и превращается в гидрофильное соединение. В результате после облучения резисты можно растворить в щелочном проявочном растворе.

Кроме того, позитивные фоторезисты для KrF-лазеров используют химически усиленные фоторезисты, в которых при экспонировании образуется кислота, а каталитическая реакция кислоты ускоряет изменение резистов в экспонированной области.