Диплом_9282 / 2023ВКР928224Зикратова

где Здоп.з/пл. и Зосн.з/пл. – суммы расходов на дополнительную и основную зара-

ботные платы исполнителей; - процент накладных расходов (какую часть косвенные расходы составляют от прямых расходов) устанавливается индивидуально организацией, в наших расчётах составляет 20%.

4.6 Калькуляция затрат на ВКР

Результаты всех подсчётов представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Результаты подсчёта затрат по статьям

Из таблицы 4.4 видно, что основные расходы пришлись на оплату тру-

да исполнителей и амортизационные отчисления (около 71%).

4.7 Вывод

В данном разделе были подсчитаны расходы со стороны вуза и студен-

та по основным статьям на написание ВКР студентом, они составили 26079

рублей.

Экономическая эффективность данного исследования скорее состоит в

обеспечении стабильных поставок сырья (фоторезиста с нужными парамет-

51

рами) для основной операции технологического процесса – литографии.

Подбирался более доступный, дешёвый, а также подходящий под нужды предприятия фоторезист (RD–2700 25cp или DSAM–3020) - аналог фоторези-

ста германского производства SPR350–1,2. В результате испытаний фоторе-

зист RD–2700 25cp оказался непригодным к использованию, для DSAM–3020

нужны доработки в проведении технологических операций.

52

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В практической части настоящей работы были проверены на пригод-

ность для использования в технологическом процессе на предприятии АО НПП «ЭЛАР» в качестве замены ФР SPR350–1,2 два позитивных ФР RD– 2700 25cp и DSAM–3020.

1. В соответствие с рабочей толщиной, обусловленной рельефом струк-

тур (требуется толщина ф/р плёнки около 1,45 мкм), производящимися на предприятии, были подобраны режимы нанесения фоторезистов на пласти-

ны. Плёнка толщиной 1,45 мкм для ФР формируется при следующих оборо-

тах центрифуги:

RD–2700 25cp – при ω = 4500 об/мин,

DSAM–3020 – при ω = 3000 об/мин,

SPR350–1,2 – при ω = 2750 об/мин.

Разница в режимах нанесения обусловлена отличающейся вязкостью ФР: ν(RD–2700 25cp) > ν(DSAM–3020) > ν(SPR350–1,2).

2. При процедуре проявления важна избирательность во взаимодейст-

вии проявителя с фоторезистивным составом и с продуктами фотохимиче-

ской реакции, образовавшимися при экспонировании. Практически избира-

тельность ФР оценивалась по уходу толщин плёнок, который предусмотрен технологическим регламентом предприятия и составляет 20 нм для рабочей толщины (1,45 мкм), при нахождении в проявителе в течение 60 секунд:

RD–2700 25cp: h ≈ 3,3 нм

DSAM–3020: h ≈ 10 нм

SPR350–1,2 (заменяемый ФР): h ≈ 5 нм

Заменяемый ФР по этому критерию уступает RD–2700 25cp, но превос-

ходит DSAM–3020. Все ФР удовлетворяют данному требованию стойкости к проявителю.

53

3. Для каждого ФР при рабочей толщине засвечивались в течение фик-

сированного времени (60 секунд – тоже регламентируемое время) серии тес-

товых структур с элементами разных размеров при варьировании величины энергооблученности и на основе визуального осмотра в электронный микро-

скоп на предмет наличия волнообразного профиля ФР, лишних участков экс-

понированного ФР, нераздельности тестовых структур устанавливались экс-

позиционная доза и наименьший размер отображаемого элемента:

RD–2700 25cp: H = 1000 Дж/м2 и R = 0,55–0,6 мкм

DSAM–3020: H = 800 Дж/м2 и R = 0,5 мкм

SPR350–1,2 (заменяемый ФР, было известно): H = 750 Дж/м2 и R = 0,55–0,6 мкм

По разрешающей способности, которая не должна быть хуже 0,6 мкм,

подходят оба ФР.

4. Критериями оценки химической стойкости ФР на этом этапе являют-

ся боковой растрав рельефных структур и сохранность исходных форм эле-

ментов. В конце процессов травления технологических слоёв производился замер размеров контрольных элементов на электронном микроскопе, откло-

нения этих размеров не должны были превышать допуски на боковой рас-

трав, предусмотренные топологией шаблонов.

Травление слоя SiO2, полученного плазмохимическим осаждением:

Слои SiO2 толщиной 1,1 мкм с масками из испытуемых ФР-ов трави-

лись в плазме (около 26 – 40 минут, в газовой среде с содержанием 60% SF6)

и в травильном растворе (в течение 55 – 60 секунд, с составом HF:NH4F:H2O = 1,8:1:3,44). По допускам на растрав ( max = 0,1 мкм) оба ФР оказались пригодны (для RD–2700 25cp – = 0,065 мкм, DSAM–3020 – = 0,04 мкм, когда как для прежнего ФР SPR350–1,2 – = 0,05 мкм), но при использовании мас-

ки из DSAM–3020 размеры вытравливаемых элементов подверглись меньше-

му искажению. За неимением достаточных данных, нельзя точно сказать ка-

54

кое именно воздействие (ЖТ или ПХТ) повлекло к убыли размеров в боль-

шей степени.

Травление слоя SiO2, полученного термическим окислением:

По допускам на растрав ( max = 0,2 мкм) ф/р маска из SPR350–1,2 стойка к воздействию буферного раствора (состав - HF:NH4F:H2O = 1:6,68:1,36),

изменение размеров элементов составило = 0,1 мкм. Ф/р маска из RD–2700

25cp растравилась, отслоилась (скорее всего из-за взаимодействия с актив-

ными частицами HF2– раствора – их концентрация выше в буферном травите-

ле для обычного SiO2, а может из-за недостаточной адгезии к подложке) в те-

чение 390 секунд, в результате чего вскрываемые окна приобрели непра-

вильные, несимметричные формы. Полимерная основа ФР DSAM–3020 ока-

залась устойчивее, но уход размеров превышает положенную величину (для

DSAM–3020 – = 0,38 мкм). ФР RD–2700 25cp оказался непригодным по этому пункту, для использования маски из ФР DSAM–3020 можно попробо-

вать комбинацию жидкостного и анизотропного плазмохимического травле-

ний, чтобы уменьшить уход боковых размеров. Полимерный компонент ФР

SPR350–1,2 оказался самым инертным к воздействию травильного раствора для оксида кремния, полученного термическим окислением.

Травление слоя поликремния (Si*):

По допускам на растрав для ПХТ боковой уход вещества слоя не дол-

жен превышать max = 0,2 мкм, для прежней маски из SPR350–1,2 уход боко-

вых размеров предельный – 0,2 мкм. При полном стравливании (в течение

370 с, в атмосфере 45% SF6 и 40% O2) плазмохимическим методом ф/р маска из RD–2700 25cp передала топографический рисунок практически без иска-

жений ( = 0,06 мкм). ФР RD–2700 25cp пригоден, а ФР DSAM–3020 нет (бо-

ковой растрав = 0,23 мкм). При комбинированном травлении (жидкостном

около 20 секунд и плазменном 70 секунд, допуск на боковой растрав – max =

0,3 мкм) наблюдаются внушительные изменения размеров для обеих масок

из исследуемых ФР (для RD–2700 25cp – = 0,59 мкм, DSAM–3020 – = 0,5 55

мкм) – оба ФР непригодны, т. к. не обладают достаточной устойчивостью,

возможно, к HNO3 или NO2, образующемся в растворе для травления поли-

кремния (состав – HF:HNO3:H2O = 1:43,75:17,44). После применения маски из ФР SPR350–1,2 растрав = 0,3 мкм. Сравнив величины боковых уходов размеров для всех ФР при проведении ПХТ и связки ПХТ с ЖТ можно ска-

зать, что химическая стойкость масок из ФР к азотной кислоте снижается от

SPR350–1,2 до RD–2700 25cp.

Травление слоя Al:

Допуск на растрав = 0,8 мкм. По результатам ЖТ масок на слое алю-

миния ФР RD–2700 25cp непригоден – наблюдается загрязнённость поверх-

ности (возможно при ЖТ состав ФР поспособствовал образованию промежу-

точного соединения, которое послужило протеканию бурной реакции трави-

теля с алюминием, его отслаиванию и образованию шелухи из алюминия) по периметру вытравливаемых элементов и пограничный уход размеров ( =

0,845 мкм). ФР DSAM–3020 устраивает – уход размеров в пределах допусти-

мого ( = 0,4 мкм). Ф/р маска из SPR350–1,2 по защитным свойствам превос-

ходит маски из испытуемых ФР ( = 0,07 мкм).

Вывод: в целом наиболее подходящей заменой ФР SPR350–1,2 оказы-

вается корейский ФР DSAM–3020, однако существующий технологический маршрут требует внесения изменений: для травления слоев SiO2 и Si* нужно использовать ПХТ с преимуществом по времени и ЖТ либо только ПХТ, т. к.

этот ФР восприимчив к травильным растворам на основе азотной кислоты и концентрированной смеси плавиковой кислоты и фторида аммония, и просто не выдерживает допустимые рамки до полного стравливания слоёв. Для уменьшения бокового подтравливания при ПХТ Si* можно попробовать:

1) Уменьшить давление активного газа (SF6):

снижением давления добьёмся возрастания длины свободного пробега ХАЧ, образующихся в плазме, а значит преимущественного травления по

вертикали.

56

3) Увеличение процентного содержания инертного газа (Ar) в смеси,

счет рабочего газа:

Возрастает количество заряженных частиц, вертикально бомбарди-

рующих пластину.

На основании анализа данных из практической части этой работы было решено перестроить технологические маршруты предприятия, чтобы перейти на использование DSAM–3020 в производстве, вместо SPR350–1,2, запасы ко-

торого в складских помещениях предприятия на исходе, а поставки новых партий затруднены внешними обстоятельствами и высокими расценками.

57

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 De Simone D., Vesters Y., Vandenberghe G. Photoresists in extreme ultraviolet lithography (EUVL) //Advanced Optical Technologies. – 2017. – Т. 6. –

№. 3-4. – С. 163-172.

2 Лапшинов Б. А. Технология литографических процессов. М.: МИЭМ –

2011. 95 с.

3 Беккер Г. О. Введение в фотохимию органических соединений. Л.:

Химия. Ленингр. отд-ние – 1976. 384 с.

4 Mack C. Fundamental principles of optical lithography: the science of microfabrication. New York: John Wiley & Sons – 2007. 456 с.

5 Manouras T., Argitis P. High sensitivity resists for EUV lithography: a review of material design strategies and performance results //Nanomaterials. – 2020. – Т. 10. – №. 8. – С. 1593.

6 Sarangan A. Nanofabrication: principles to laboratory practice. Boca Raton: Taylor & Francis – 2017. 316 с.

58