als PDF - MicroChemicals GmbH

Unsere Produkte
Fotochemikalien
Ätzchemikalien
Lösemittel
Hilfsstoffe
Galvanik
Si, Glas und Quarz Wafer
2014
Sehr geehrte Leserin, sehr geehrter Leser,
mit diesem Katalog möchten wir Ihnen einen aktualisierten Überblick über unsere
ständig erweiterte Produktpalette geben.
Es ist unser Bestreben, Ihnen mit unseren Fotochemikalien, Hilfsstoffen,
Lösemitteln, Ätzchemikalien, Wafern und Gelblicht-Zubehör ein möglichst
umfassendes Sortiment für Ihre Litho-Prozesse bieten zu können.
Genauso wichtig ist es uns, Sie mit umfassendem Support bei der Einführung und
Optimierung Ihrer Litho-Prozesse zu unterstützen, wobei Ihnen zwei technische
Broschüren helfen möchten:
Zum einen unser Fotolithografie 2012 Büchlein mit einer ausgewogenen Mischung
aus theoretischem Hintergrundwissen und anwendungsorientierten Erklärungen und
Tipps.
Zum anderen unseren Lithografie Trouble-Shooter, welcher Ihnen bei akuten
Fragestellungen und Problemen in knapper Form mögliche Ursachen auflistet.
Wir wünschen weiter viel Erfolg im Reinraum!
Ihr MicroChemicals Team
Inhalt
Unsere Fotochemikalien
5
Unsere Ätzchemikalien und Hilfsstoffe
19
Unsere Lösemittel
20
Unsere Galvanik Elektrolyte
22
Unsere Wafer
24
MicroChemicals® – Unsere Produkte
AZ® und TI Fotolacke und Hilfsstoffe
Auswahlkriterien für den Fotolack
Lackschichtdicke
Viele für eine bestimmte Anwendung optimierten Fotolacke sind in unterschiedlich
eingestellten Viskositäten zur Erzielung eines großen Lackschichtdickenbereichs verfügbar. Gewöhnlich bezeichnen die beiden letzten Ziffern des Lacks (z. B. AZ® 6632)
die bei 4000 U/min (ohne Gyrset) erzielte Lackschichtdicke in der Einheit 100 nm (in
diesem Beispiel 3.2 µm). Die Lackschichtdicke sinkt in guter Näherung mit der Quadratwurzel der Schleuderdrehzahl (z. B. AZ® 4533: 4.0 µm ... 3.3 µm ... 2.3 µm bei
2000 ... 4000 ... 6000 U/min), so dass mit einer bestimmten Viskosität die erzielte
Lackschichtdicke in Grenzen eingestellt werden kann. Sollen diese Grenzen erweitert
werden, ist eine andere verfügbare Viskositätsstufe empfehlenswert. Falls jedoch mit
einem bestimmten Lack der Schichtdickenbereich nach unten oder oben erweitert
werden soll, ist folgendes zu beachten:
Durch Verdünnen von hochviskosen Fotolacken mit PGMEA (= AZ® EBR Solvent) oder anderen geeigneten Lösemitteln wie Butylacetat oder Ethyllaktat lassen
sich grundsätzlich mit einem Fotolack Prozesse mit verschiedenen Lackschichtdicken
fahren. Es ist dabei jedoch zu beachten, dass verdünnte Fotolacke – je nach Lacksystem in unterschiedlichem Ausmaß - zu Partikelbildung neigen.
Der Aufbau dicker Lackschichten mit Dünnlacken ist aus zwei Gründen problematisch: Die hierfür erforderlichen geringen Schleuderdrehzahlen erhöhen den Randwall, und die bei Dünnlacken oft hohe Konzentration an Fotoinitiator führt beim Belichten der aufgebauten dicken Lackschichten zu starker N2-Bildung mit Blasenbildung
oder/und Spannungsrissen zur Folge, bzw. macht eine Durchbelichtung unmöglich.
Anwendungsbereich der Lackmaske
Nasschemisches Ätzen setzt eine optimale Haftung zum Substrat voraus. Hierfür
empfiehlt sich die AZ® 1500 Serie für Schichtdicken von 500 nm bis 3 µm, die AZ®
ECI 3000 Serie für Lackschichten von 1-4 µm, oder die AZ® 4500 Serie für Schichtdicken bis einige 10 µm. Bei HF-haltigen Ätzen stellt oftmals die Diffusion von HF
durch die Fotolackmaske zum Substrat mit anschließendem Abheben der gesamten
Lackschicht das Hauptproblem dar. In diesem Fall empfiehlt sich die Verwendung eines ausreichend dicken Lacks wie dem AZ® 4562, AZ® 9260 oder dem AZ® 40 XT.
Trockenchemisches Ätzen erfordert eine Lackmaske mit möglichst hohem
Erweichungspunkt sowie senkrechten Lackflanken. Hierfür ist die AZ® 6600 Serie für
Lackschichtdicken von 1-4 µm, oder der AZ® 701 MiR für sehr hohe Auflösungsanforderungen optimiert. Sind Lackschichtdicken über 5 µm erforderlich sollte auf entsprechende Dicklacke wie dem AZ® 4562 oder AZ® 9260, oder dem negativen AZ®
15 nXT oder AZ® 125 nXT ausgewichen werden.
Lift-off Prozesse lassen sich mit unterschnittenen Lackprofilen, wie sie von Umkehrlacken wie dem AZ® 5214E (Lackschichtdicken 1-2 µm), dem TI 35ES (3-5 µm)
oder den Negativlacken AZ® nLOF 2000 (2-20 µm) erzielt werden können, am
reproduzierbarsten durchführen. Bei diesen Lacken ist zudem die thermische Stabilität ausreichend hoch um ein Verfließen des Lacks während der Beschichtung zu verhindern.
Die Galvanik stellt hohe Ansprüche an die Haftung und Stabilität der Lackmaske im
Elektrolyten. Auf diese Eigenschaften optimiert sind die wässrig alkalisch entwickelbaren und nasschemisch strippbaren Negativlacke AZ® 15 nXT (Lackschichtdicke 5-30
µm) und AZ® 125 nXT (einige 100 µm), welche mit allen gängigen Substratmaterialien und Elektrolyten kompatibel sind. Sollen Positivlacke eingesetzt werden,
erlauben die Lacke der AZ® 4500 und 9200 Serie sowie der AZ® 40 XT eine gute Haftung sowie senkrechte Lackflanken.
MicroChemicals® – Unsere Produkte
Laterale Auflösung und Aspektverhältnis
Die theoretisch erzielbare laterale Auflösung hängt neben dem Fotolack selbst von
dessen Schichtdicke ab. Unter optimalen Bedingungen erlauben hochauflösende Fotolacke wie der AZ® 701 MiR oder AZ® ECI 3007 bei i-line Belichtung (365 nm Wellenlänge) Strukturgrößen von ca. 300 nm.
Neben der absoluten lateralen Auflösung kann auch das erzielbare Aspektverhältnis
(Strukturhöhe zu -breite) ein Kriterium sein. Moderne Dicklacke wie der AZ® 9260 erlauben ein Aspektverhältnis von 6-10, bei entsprechend optimierter Prozessführung
noch deutlich darüber.
Auswahlkriterien für Entwickler
Zunächst ist zu klären, ob metallionenfrei mit fertigen Ansätzen (metal-ion-free, MIF)
entwickelt werden muss/soll oder metallionenhaltig (metal-ion-containing, MIC) mit
zu verdünnenden Konzentraten entwickelt werden darf.
AZ® 326 MIF ist 2.38 % TMAH (TetraMethylAmmoniumHydroxid) in H2O.
AZ® 726 MIF ist 2.38 % TMAH in H2O, mit zusätzlichen Netzmitteln zur raschen und
homogenen Benetzung des Substrates.
AZ® 826 MIF ist 2.38 % TMAH in H2O, mit zusätzlichen Netzmitteln zur raschen und
homogenen Benetzung des Substrates und weiteren Additiven zur Entfernung schwer
löslicher Lackbestandteile (Rückstände bei bestimmten Lackfamilien), allerdings auf
Kosten eines etwas höheren Dunkelabtrags.
AZ® Developer (MIC) ist auf minimalen Aluminiumabtrag optimiert und wird
typischerweise 1 : 1 verdünnt in DI-H2O für hohen Kontrast oder unverdünnt für hohe
Entwicklungsraten eingesetzt. Der Dunkelabtrag dieses Entwicklers ist etwas höher.
AZ® 351B (MIC) basiert auf gepuffertem NaOH und wird üblicherweise 1 : 4 verdünnt angewandt.
AZ® 400K (MIC) basiert auf gepuffertem KOH und wird üblicherweise 1 : 4 verdünnt
angewandt.
AZ® 303 (MIC) für den AZ® 111 XFS Fotolack basiert auf KOH und NaOH.
Das nächste Auswahlkriterium für einen Entwickler ist die Kompatibilität zum jeweiligen Fotolack (Tabelle umseitig) bzw. zum verwendeten Substratmaterial.
Auswahlkriterien für Remover
Aceton ist zum Entfernen von Fotolack-Schichten wegen seines hohen Dampfdruckes
nur bedingt geeignet. Deshalb empfiehlt sich ein Spülen des mit Lack verunreinigten
Acetons mit Isopropanol bevor das Aceton wieder antrocknet und Schlieren bildet.
Von einem Erhitzen des Acetons zur Erhöhung der Lösekraft ist wegen der hohen
Brandgefahr dringend abzuraten.
NMP (1-Methyl-2-pyrrolidon) ist ein zum Entfernen von Fotolack-Schichten sehr
gut geeignetes Lösemittel. Seine Unbrennbarkeit und der sehr geringe Dampfdruck
von NMP erlauben ein Erhitzen auf 80°C, um auch stärker quervernetzte FotolackSchichten entfernen zu können. Da NMP seit einiger Zeit als giftig und fruchtschädigend eingestuft ist, sollte über Alternativen nachgedacht werden, wie z. B. ...
DMSO (Dimethylsulfoxid), welches als Remover eine ähnlich gute Performance
wie NMP aufweist und arbeitssicherheitstechnisch unbedenklich ist.
AZ® 100 Remover ist ein Amin-Lösemittel Gemisch und Standard-Remover für AZ®
und TI Fotolacke. Zur Verbesserung seiner Performance kann AZ® 100 Remover auf
60-80°C erhitzt werden, um auch hartnäckige Fotolack-Schichten zu entfernen. Da
AZ® 100 Remover stark alkalisch ist, eignet er sich für z. B. Al-haltige Substrate nur
bedingt. In diesem Falls ist darauf zu achten, AZ® 100 Remover vollkommen wasserfrei (auch nicht in Spuren!) einzusetzen.
www.MicroChemicals.de
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MicroChemicals® – Unsere Produkte
Hochleistungs-Stripper
TechniStrip® P1316
TechniStrip® P1316 ist ein Stripper mit sehr starker Lösekraft für
„
Novolak-basierte Lacke (u. a. alle AZ® Positivlacke)
„
Epoxy-basierte Lacke
„
Polyimide, „bonding glues“
„
Trockenfilme
Bei typischen Anwendungstemperaturen um 75°C löst TechniStrip® P1316 auch z. B.
durch Trockenätzen oder Ionenimplantation stark quervernetzte Lacke in wenigen Minuten rückstandsfrei auf. TechniStrip® P1316 kann auch im Sprühverfahren eingesetzt werden.
TechniStrip® NI555
TechniStrip® NI555 ist ein Stripper mit sehr starker Lösekraft für Novolak-basierte
Negativlacke und sehr dicke Positivlacke wie
„
AZ® nLOF 2000
„
AZ® 15 nXT
„
AZ® 40 XT
TechniStrip® NI555 wurde dafür entwickelt, auch quervernetzte Lacke nicht nur abzulösen, sondern rückstandsfrei aufzulösen. Dadurch werden Verunreinigungen des Beckens und Filter durch Lackpartikel und -häutchen verhindert, wie sie bei StandardStrippern auftreten können.
Ein quervernetzter AZ® 15 nXT Film löst sich in DMSO-, NMP- oder TMAH-basierten Standard-Strippern (linkes Becherglas) als Häutchen vom Substrat, während TechniStrip ® NI555 die Lackschicht
nach 20 Minuten komplett und rückstandsfrei aufgelöst hat. Abb. mit freundlicher Genehmigung
von TECHNIC INC.
MicroChemicals® – Unsere Produkte
Welcher Fotolack für welchen Prozess?
Erzielbare Lackschichtdicke
___________________(µm)
AZ® 1505
®
Standard/ AZ 1512 HS
nasschem. AZ® 1514 H
Ätzen
AZ® 1518
TI 35E
AZ® 4533
AZ® 4562
Dicklacke
AZ® 9260
AZ® 40 XT
AZ® MiR 701
Trockenchemisches AZ® 6612
Ätzen
AZ® 6624
(Temperatur- AZ® 6632
stabil)
TI 35ES
AZ® MiR 701
HochAZ® ECI 3000
auflösend
AZ® 9260
AZ® 5214 E
TI 35 E/ES
Umkehrlacke/
TI Spray
Lift-off
TI Plating
TI xLift
Lift-off/
®
Negativlack AZ nLOF 2000
AZ® 15 nXT
Galvanik
AZ® 125 nXT
AZ® 4999
Sprühbelackung TI Spray
TauchMC Dip Coating
belackung
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3 4
5 6
8 10 15 20 25 50 150 500
Standard Schichtdicke
Über Verdünnung bzw. Mehrfachbelackung erzielbare Schichtdicke
Welcher Entwickler für welchen Fotolack?
AZ® 1500
AZ® 5214 E
AZ® 4500
AZ® 4999
TI 35E
TI Spray
AZ® 6600
AZ® ECI
3000
AZ®
9200
AZ® MiR
701
PL 177
®
nLOF
TI 35ES AZ2000
TI xLift
AZ® 111
XFS
AZ® 326 MIF
MIF AZ® 726 MIF
AZ® 826 MIF
AZ® Devel.
MIC
AZ® 351B
AZ® 400K
AZ® 303
empfohlen
www.MicroChemicals.de
möglich
-8-
nicht empfohlen
[email protected]
MicroChemicals® – Unsere Produkte
AZ® 1500-Serie: Positiv-Dünnlacke fürs Nassätzen
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
0.5 ... 2.5 µm
i-, h-, g-line (310 - 440 nm), breitband/monochromatisch
250 ml, 500 ml, 1.000 ml, 2.5 L und 5 L
Generelle Informationen
Die Fotolacke der AZ® 1500-er Familie weisen aufgrund ihrer Harzstruktur eine für
nasschemisches Ätzen optimierte Haftung zum Substrat auf, eignen sich jedoch als
Standardlack grundsätzlich für alle lithographischen Prozesse. Die erzielbare laterale
Auflösung beträgt je nach Lackschichtdicke bis unter 1 µm.
AZ® 1505 und AZ® 1518 decken als Standardlacke den Schichtdickenbereich von
0.5 bis 2.5 µm ab. Soll dieser Schichtdickenbereich mit nur einem Lack erzielt werden, ist dies über eine entsprechende Verdünnung des AZ® 1518 möglich (PGMEA =
AZ® EBR Solvent):
AZ® 1515 (nominell 1.5 µm bei 4000 U/min): 100 g AZ® 1518 + 5,16 g PGMEA
AZ® 1512 (nominell 1.2 µm bei 4000 U/min): 100 g AZ® 1518 + 14,67 g PGMEA
AZ® 1505 (nominell 0.5 µm bei 4000 U/min): 100 g AZ® 1518 + 70,3 g PGMEA
AZ® 1514 H deckt den Schichtdickenbereich von 1.0 bis 2.0 µm ab.
AZ® 1512 HS deckt den Schichtdickenbereich von 1.0 bis 2.0 µm ab. Durch den erhöhten
Fotoinitiator-Gehalt zeigt der AZ® 1512 HS einen sehr großen Kontrast.
Entwickler
AZ® 351B 1 : 4 oder AZ® 726 MIF empfohlen; AZ® 400K 1 : 4 oder AZ® 326 MIF
möglich
AZ® 6600-Serie: Thermisch stabil mit steilen Kanten
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
1.0 ... 4.5 µm
i-, h-, g-line (310 - 440 nm), breitband/monochromatisch
250 ml, 500 ml, 1.000 ml, 2.5 L und 5 L
Generelle Informationen
Die Fotolacke der AZ® 6600-er Serie zeigen aufgrund ihrer Harzstruktur eine für das
Trockenätzen oder – falls notwendig – für einen Hardbake eine auf ca. 130°C erhöhte
thermische Stabilität gegen Verfließen auf. Die erzielbare laterale Auflösung beträgt
je nach Lackschichtdicke unter 1 µm.
AZ® 6612 und AZ® 6632 decken mit angepassten Schleuderprofilen den Schichtdickenbereich von ca. 1.0 bis 4.5 µm ab. Soll dieser Bereich mit nur einem Lack erzielt werden, ist dies über eine entsprechende Verdünnung des AZ® 6632 möglich
(PGMEA = AZ ® EBR Solvent):
AZ® 6624 (nominell 2.4 µm bei 4000 U/min): 100 g AZ® 6632 + 5,74 g PGMEA
AZ® 6618 (nominell 1.8 µm bei 4000 U/min): 100 g AZ® 6632 + 14,7 g PGMEA
AZ® 6615 (nominell 1.5 µm bei 4000 U/min): 100 g AZ® 6632 + 20,0 g PGMEA
AZ® 6612 (nominell 1.2 µm bei 4000 U/min): 100 g AZ® 6632 + 29,6 g PGMEA
Bei noch stärkerer Verdünnung neigen die stark Fotoinitiator-haltigen Lacke der 6600 Serie zu
rascher Partikelbildung.
Entwickler
AZ® 351B 1 : 4 oder AZ® 726 MIF empfohlen; AZ® 400K 1 : 4 oder AZ® 326 MIF
möglich
MicroChemicals® – Unsere Produkte
AZ® 4500-Serie: Dicklacke für mittlere Auflösungen
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
2.5 ... 10 µm, bis 100 µm über Mehrfachbelackung
i-, h-, g-line (310 - 440 nm), breitband/monochromatisch
250 ml, 500 ml, 1.000 ml, 2.5 L und 5 L
Generelle Informationen
AZ® 4533 und AZ® 4562 besitzen – verglichen mit Dünnlacken – eine geringere Fotoinitiator-Konzentration. Damit ist die Durchbelichtung auch dicker Lackschichten über
10 µm möglich. Falls aufgrund einer hohen Belichtungsintensität oder rauer bzw. texturierter Substrate trotz optimierter Prozessfolge Blasenbildung beim Belichten auftritt oder ein größeres Aspektverhältnis benötigt wird, empfiehlt sich als Alternative
der Dicklack AZ® 9260.
Entwickler
AZ® 400K 1 : 4 oder AZ® 826 MIF
AZ® 9200-Serie: Dicklacke für hohe Auflösungen
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
3 ... 20 µm, ca. 100 µm über Mehrfachbelackung möglich
i- und h-line (310 - 410 nm), NICHT g-line empfindlich
250 ml, 500 ml, 1.000 ml, 2.5 L und 3.78 L (Gallonen)
Generelle Informationen
Die Lacke der AZ® 9200 Serie besitzen, verglichen mit den AZ® 4500 Dicklacken,
eine noch geringere optische Absorption, was die Durchbelichtung auch sehr dicker
Lackschichten erleichtert. Dadurch und durch die fehlende Absorption bei g-line (435
nm) benötigt die AZ® 9200 Serie eine höhere Belichtungsdosis und weist eine geringere Entwicklungsrate unter sonst gleichen Bedingungen auf.
Geringere Schichtdicken werden über eine Verdünnung mit PGMEA = AZ® EBR Solvent erreicht:
4.0 µm @ 4.000 U/min:
100 g AZ® 9260 + 13 g PGMEA
3.0 µm @ 4.000 U/min:
100 g AZ® 9260 + 23 g PGMEA
2.0 µm @ 4.000 U/min:
100 g AZ® 9260 + 42 g PGMEA
1.5 µm @ 4.000 U/min:
100 g AZ® 9260 + 55 g PGMEA
1.0 µm @ 4.000 U/min:
100 g AZ® 9260 + 88 g PGMEA
Entwickler
AZ® 400K 1 : 4 oder AZ® 726 MIF
empfohlen (AZ® 351B oder AZ® 326
MIF/826 MIF sind möglich).
Bei sehr großen Lackschichtdicken
von mehreren 10 µm kann der AZ®
400K als höher konzentrierte 1 : 3.5
... 1 : 3.0 Verdünnung eingesetzt werden, um die Entwicklungsdauer zu
verkürzen.
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MicroChemicals® – Unsere Produkte
AZ® 701 MiR - Hochauflösend und temperaturstabil
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
900 nm bei 4.000 U/min
i-, h-, g-line (310 - 440 nm), breitband/monochromatisch
250 ml, 500 ml, 1.000 ml, 2.5 L und 3.78 L
Generelle Informationen
AZ® 701 MiR ist als thermisch
stabiler,
hoch
auflösender
Positivlack vor
allem
für
trockenchemisches Ätzen feiner bis sehr feiner Strukturen
optimiert.
AZ® 701 MiR kann problemlos weiter verdünnt werden,
um z. B. in Anwendungen der
Laserinterferenz-Lithographie
noch bessere Auflösungen zu
erzielen.
Links: 300 nm Lackstege mit dem AZ ® 701 MiR 701, rechts:
eine 1.2 µm Struktur nach einem 130°C Hardbake. Quelle:
AZ® MiR 701 Product Data Sheet by AZ-EM®
Entwickler
AZ® 351B 1 : 4 oder AZ® 726 MIF empfohlen; AZ® 400K 1 : 4 oder AZ® 326 MIF
möglich
AZ® ECI 3000 - Hochauflösend mit großem Prozessfenster
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
1.0 ... 4.0 µm
i-, h-, g-line (310 - 440 nm), breitband/monochromatisch
250 ml, 500 ml, 1.000 ml, 2.5 L und 5 L
Generelle Informationen
AZ® ECI 3000 ist eine aufgrund ihrer guten Haftung und thermischen Stabilität sowohl
für nass- als auch trockenchemische Prozesse bestens
geeignete
Positivlackserie,
verfügbar in drei Viskositätsstufen für 2.7, 1.2, und 0.7 µm
bei 4.000 U/min.
Das sehr hohe Auflösungspotential
erlaubt
Strukturgrößen bis 300 nm und öffnet
bei geringeren Auflösungsanforderungen ein noch größeres
und stabiles Prozessfenster.
Entwickler
Links: 900 nm Lackstege mit dem AZ ® ECI 3027 bei ca. 2.7
µm Lackschichtdicke, rechts: 450 nm Lackstege mit dem
AZ ® ECI 3012 bei ca. 1.2 µm Schichtdicke. Quelle: AZ® ECI
3000 Product Data Sheet by AZ-EM®
AZ® 351B 1 : 4 oder AZ® 726 MIF empfohlen; AZ® 400K 1 : 4 oder AZ® 326 MIF
möglich
MicroChemicals® – Unsere Produkte
AZ® 5214 E - Umkehrlack für hohe Auflösungen
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
1.0 ... 2.0 µm
i- und h-line (310 - 420 nm), breitband/monochromatisch
250 ml, 500 ml, 1.000 ml, 2.5 L und 5 L
Generelle Informationen
AZ® 5214 E ist ein Umkehrlack, welcher
in den zuerst belichteten Bereichen in
geringem Masse quervernetzt und deshalb nach dem Entwickeln eine erhöhte
thermische Beständigkeit für z. B. Liftoff Anwendungen aufweist.
Durch die geringe Lackschichtdicke ist
das Prozessparameterfenster für einen
ausgeprägten Unterschnitt relativ klein. Mit optimierten Prozessparametern® erzieltes,
unterschnittenes Lackprofil des AZ
5214 E.
Wenn es die Auflösungsanforderungen Quelle: AZ ®
5200-E-IR
NEGATIVE
TONE
erlauben, kann in diesem Fall ein dicke- PROCESSING by AZ-EM®
rer Umkehrlack (TI 35ES) oder Negativlack (AZ® nLOF 2000) den Prozess reproduzierbarer gestalten.
Entwickler
Empfohlen ist der AZ® 351B 1 : 4 oder AZ® 726 MIF, auch möglich ist der AZ® 400K 1
: 4 oder AZ® 326 MIF.
TI 35ES Umkehrlack für mittlere Schichtdicken
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
2.5 ... 5 µm
i-, h-, g-line (310 - 440 nm), breitband/monochromatisch
250 ml, 500 ml, 1.000 ml, 2.5 L und 5 L
Generelle Informationen
TI 35ES besitzt durch seine größere Schichtdicke ein für Umkehrlacke relativ großes
Prozessfenster für unterschnittene Lackkanten. Seine hohe thermische Stabilität
(Erweichungspunkt je nach Prozessführung > 130°C) erlaubt reproduzierbaren Liftoff auch dicker aufgedampfter oder gesputterter Schichten).
Ab mehreren 100 nm
Schichtdicke des aufgebrachten
Materials
empfiehlt sich jedoch
dringend
das
Aufdampfen anstelle des
Sputterns,
um
die Ein stabiler Unterschnitt (hier: 3.5 µm Lackschichtdicke) erlaubt
Lackflankenbedeckung sauberen Lift-off auch dicker aufgedampfter Schichten.
zu
minimieren
und
sauberen Lift-off zu ermöglichen.
Entwickler
AZ® 400K 1 : 4, AZ® 726 MIF, AZ® 826 MIF
www.MicroChemicals.de
-12-
[email protected]
MicroChemicals® – Unsere Produkte
AZ® nLOF 2000 – thermisch stabile Negativlacke für Lift-off
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
1.5 ... 25 µm (> 15 µm via Mehrfachbelackung empfohlen)
i-line (ca. 330 ... 380 nm)
100 ml, 250 ml, 500 ml, 1.000 ml und 3.78 L (Gallonen)
Generelle Informationen
AZ® nLOF 2000 kennzeichnet eine Familie von Negativlacken. Belichtete Bereiche
bleiben nach dem Entwickeln mit einem in Grenzen einstellbar ausgeprägten Unterschnitt (negativem Profil) bestehen. Diese Eigenschaft, zusammen mit seiner hohen
Beständigkeit gegen thermisches Verfließen, macht AZ® nLOF 2000 zu einem geeigneten Fotolack für Lift-off sowie generell für alle Prozesse, bei denen das Lackprofil
auch bei hohen bis sehr hohen Temperaturen stabil bleiben muss.
Herausragende Eigenschaften
Sehr hohe thermische
schichten bis über 250°C
Beständigkeit:
Kein
Verfließen
quervernetzter
Lack-
Hohe chemische Beständigkeit: Je nach Prozessführung beständig gegen viele organische Lösemittel und stark alkalische Medien (nicht jedoch für KOH Si-Ätzen!)
Seine e-Beam Empfindlichkeit erlaubt interessante Hybridanwendung der schnellen UV-Belichtung mit hochauflösendem Elektronenstrahlschreiben. Bitte kontaktieren
Sie uns für nähere Infos dazu oder sehen Sie sich das Datenblatt AZ® nLOF 2070 ebeam grade auf unseren Internetseiten an!
Entwickler
AZ® 326/726/826 MIF
Strippen / Lift-off
NMP, DMSO oder 5-10 %ige KOH sind zum Entfernen der Fotolackschicht sehr gut
geeignet. Selbst vollständig quervernetzte Schichten werden vom Substrat „gepeelt“,
wofür jedoch ein Erwärmen des Removers auf z. B. 60-80°C notwendig werden kann.
Aceton löst unbelichteten AZ® nLOF 2000, solange er Temperaturen nicht über
170°C ausgesetzt wurde, relativ gut. Bei höheren Backtemperaturen bewirkt thermisches Quervernetzen der Lackschicht eine starke Abnahme der Löslichkeit. Belichteter und quervernetzter (PEB > 90°C) AZ® nLOF ist in Aceton stabil. Sind jedoch
substratnahe Lackbereiche aufgrund der begrenzten Eindringtiefe von Licht beim Belichten noch nicht vollständig quervernetzt, kann Aceton dorthin diffundieren und die
gesamte Lackschicht abheben.
Links: 700 nm Lackstege mit einem 2.0 µm dicken AZ ® nLOF 2020. Mitte: 900 nm Lackstege mit
einem 3.5 µm dicken AZ ® nLOF 2035. Quelle: AZ ® nLOF™ 2000 product Data Sheet by AZ-EM.
Rechts: Wird der AZ® nLOF 2070 auf große Schichtdicken (hier: 22 µm) aufgebaut, ergibt sich ein
sehr ausgeprägter Unterschnitt.
MicroChemicals® – Unsere Produkte
AZ® 40 XT - Ultradicker, chemisch verstärkter Positivlack
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
ca. 30 ... 100 µm (> 100 µm via Mehrfachbelackung)
i-line (ca. 330 ... 380 nm)
100 ml, 250 ml, 500 ml, 1.000 ml und 3.78 L (Gallonen)
10 µm (links), 20 µm (Mitte) und 30 µm (rechts) Öffnungen bei 40 µm Lackschichtdicke
30 µm (links), 20 µm (Mitte) und 10 µm (rechts) Lackstege bei 40 µm Lackschichtdicke
Reflow von entwickelten AZ® 40 XT ‚Quadern‘ bei verschiedenen Temperaturen und Zeiten. Abbildungen aus: AZ ® 40 XT Product Data Sheet and the AZ 40XT-11D Thermal Flow data sheet of AZEM.
Generelle Informationen
AZ® 40 XT ist ein Positivlack für Schichtdicken im Bereich 30 - 100 µm. Die hohe Viskosität erlaubt große Lackschichtdicken via Einfachbelackung. Im Vergleich mit Standard-Dicklacken ermöglicht die chemische Verstärkung wesentlich kürzere Prozesszeiten ohne Wartezeiten.
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-14-
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MicroChemicals® – Unsere Produkte
Herausragende Eigenschaften
„
Senkrechte Lackflanken, exzellente Photospeed, hohe Entwicklungsraten
„
Optimierte Lackhaftung auf allen gängigen Substratmaterialien
„
Wässrig alkalisch entwickelbar
„
Bestens für DRIE geeignet
„
Kompatibel mit Cu-Substraten
„
Geeignet für nahezu alle üblichen Galvanik-Bäder für Cu, Ni, Au, ...
„
Nasschemisch mit üblichen Removern entfernbar
Entwickler
Wir empfehlen die TMAH-basierten Entwickler AZ® 326/726/826 MIF.
Strippen
NMP oder DMSO sind zum Entfernen der Fotolackschicht sehr gut geeignet. Bei sehr
dicken Lackschichten kann ein Erwärmen des Removers auf 60-80°C sinnvoll sein,
um das Entfernen des Lacks zu beschleunigen.
AZ® 15 nXT - Dicker Negativlack für die Galvanik
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
ca. 5 ... 30 µm
i-line (ca. 330 ... 380 nm)
100 ml, 250 ml, 500 ml, 1.000 ml und 3.78 L (Gallonen)
5 µm Stege bei 10 µm Lackschichtdicke
5 µm Öffnungen bei 10 µm Lackdicke
5 µm breite galvanisierte CuNi Stege
3.6 µm breite galvanisierte CuNi Stege
MicroChemicals® – Unsere Produkte
Generelle Informationen
AZ® 15 nXT ist ein Negativlack für Schichtdicken bis ca. 30 µm. Seine Quervernetzung und sehr gute Lackhaftung macht ihn für alle üblichen Galvanik-Anwendungen
stabil. Bis etwa 10 µm Lackschichtdicke sind die Lackflanken senkrecht, bei größeren
Schichtdicken zunehmend negativ (unterschnitten) so dass sich die abgeformten
Metallstrukturen nach oben hin verjüngen.
Herausragende Eigenschaften
„
5 - 30 µm Lackschichtdicke mittels Einfachbelackung
„
Wässrig alkalisch entwickelbar (z. B. AZ® 326/726/826 MIF)
„
Sehr gute Lackhaftung, kein Unterwachsen der Lackstrukturen
„
Kompatibel mit vielen Substratmaterialien wie Cu, Au, Ti, NiFe, …
„
Geeignet für nahezu alle üblichen Galvanik-Bäder für Cu, Ni, Au, ...
„
Nasschemisch entfernbar
Entwickler
Wir empfehlen die TMAH-basierten Entwickler AZ® 326/726/826 MIF.
Strippen
NMP oder DMSO sind zum Entfernen der Fotolackschicht sehr gut geeignet. Optimal
geeignet ist der NMP-freie, ungiftige TechniStrip NI555. Bei sehr dicken oder stärker
quervernetzten Lackschichten kann ein Erwärmen des Removers auf 60-80°C sinnvoll sein, um das Entfernen des Lacks zu beschleunigen.
AZ® 125 nXT - Ultradicker Negativlack für die Galvanik
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
ca. 30 ... 150 µm (Standard), bis 500 µm gut prozessierbar
i-line (ca. 330 ... 380 nm)
100 ml, 250 ml, 500 ml, 1.000 ml und 3.78 L (Gallonen)
Generelle Informationen
AZ® 125 nXT ist ein Negativlack für Schichtdicken bis über 100 µm bei gleichzeitig
sehr hoher Flankensteilheit. Seine Quervernetzung und sehr gute Lackhaftung macht
ihn in für alle üblichen Galvanik-Anwendungen stabil. Dieser Lack benötigt keinen
post exposure bake oder Pausen zwischen den Prozessschritten, so dass sich die Prozessierung sogar noch einfacher als mit Positivlacken gestaltet.
Herausragende Eigenschaften
„
30- 100 µm Lackschichtdicke mittels Einfachbelackung
„
Wässrig alkalisch entwickelbar (z. B. mit AZ® 326/726/826 MIF)
„
Sehr gute Lackhaftung, kein Unterwachsen der Lackstrukturen
„
Kein post exposure bake, keine Wartezeiten zwischen Prozessschritten
„
Kompatibel mit vielen Substratmaterialien wie Cu, Au, Ti, NiFe, GaAs, …
„
Geeignet für alle üblichen Galvanik-Bäder für Cu, Ni, Au, Lötzinn, ...
„
Nasschemisch entfernbar
Entwickler
Wir empfehlen die TMAH-basierten Entwickler AZ® 326/726/826 MIF.
Strippen
NMP oder DMSO sind zum Entfernen der Fotolackschicht sehr gut geeignet. Optimal
geeignet ist der NMP-freie, ungiftige TechniStrip P1316. Hin zu sehr dicken oder stärwww.MicroChemicals.de
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MicroChemicals® – Unsere Produkte
20 µm Stege bei 60 µm Lackschichtdicke
15 µm Öffnungen bei 60 µm Lackdicke
80 µm galvanisierte CuNi Stege
80 µm galvanisierte CuNi Stege
ker quervernetzten Lackschichten wird ein Erwärmen des Removers auf 60-80°C,
evtl. unterstützt im Ultraschallbad, zunehmend notwendig, um das Entfernen des
Lacks in sinnvoller Zeit zu ermöglichen.
Abbildungen aus: AZ® 15 nXT und 125 nXT Product Data Sheet of AZ-EM.
AZ® TX 1311 - Tief-UV Lack für sehr hohe Aspektverhältnisse
Schichtdickenbereich und Belichtung
Schichtdicke:
UV-Empfindlichkeit:
Gebindegrößen:
ca. 2 ... 4 µm (55 cP Version)
248 nm
100 ml, 250 ml, 500 ml, 1.000 ml und 3.78 L (Gallonen)
Generelle Informationen
AZ® TX 1311 ist ein chemisch verstärkter Tief-UV Positivlack für sehr hohe Aspektverhältnisse bei Lackschichtdicken von einigen µm. Der AZ® TX 1311 ist für die hochenergetische Ionenimplantation optimiert, eignet sich aber aufgrund seiner hohen
thermischen Stabilität auch für z. B. Trockenätzen.
Der AZ® TX 1311 stellt wie auch andere chemisch verstärkte Tief-UV Lacke hohe Anforderungen sowohl an die chemische Reinheit der Reinraumluft als auch sehr konstante Prozessbedingungen. Kritische Paramater sind z. B. die Dauer und Temperatur
des Post Exposure Bakes (PEB), sowie die Zeitspanne zwischen Belichtung und PEB,
sowie zwischen PEB und Entwicklung.
MicroChemicals® – Unsere Produkte
Herausragende Eigenschaften
„
400 nm Gräben oder Stege bei einer Lackschichtdicke von bis zu 4 µm.
„
Hoch empfindlich (ca. 20 - 30 mJ/cm2 bei 4 µm Lackschichtdicke)
„
Wässrig alkalisch entwickelbar (z. B. mit AZ® 326/726/826 MIF)
„
Nasschemisch entfernbar
Entwickler
Wir empfehlen die TMAH-basierten Entwickler AZ® 326/726/826 MIF.
Strippen
NMP oder DMSO sind zum Entfernen der Fotolackschicht sehr gut geeignet. Bei durch
z. B. Trockenätzen quervernetzten Lackschichten wird bei Bedarf ein Erwärmen des
Removers auf 60 - 80°C empfohlen.
Ergebnisse
Die Abbildungen (entnommen aus dem Datenblätter des Herstellers AZ-EM) unten
zeigen Querbruchaufnahmen von 400 nm Gräben (oben) bzw. Stegen (unten) bei
3.8 µm Lackschichtdicke in Abhängigkeit der Fokustiefe und der Belichtungsdosis.
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MicroChemicals® – Unsere Produkte
Unsere Ätzmittel und Hilfsstoffe
Säuren, Basen und HMDS
Ammoniaklösung (28-30 %)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in ULSI-Qualität
Essigsäure (99.8 %)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in VLSI-Qualität
Flusssäure (1, 10, 50 %)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in-VLSI Qualität
Gepufferte Flusssäure (BOE 7 : 1)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in-VLSI Qualität
HMDS
Verfügbar in 1 L Gebinden in VLSI-Qualität
Kaliumhydroxidlösung (44 %)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in VLSI-Qualität
Phosphorsäure (85 %)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in VLSI-Qualität
Salpetersäure (69.5 %)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in VLSI-Qualität
Salzsäure (37 %)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in VLSI-Qualität
Schwefelsäure (96 %)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in VLSI-Qualität
Wasserstoffperoxid (30.5 %)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in VLSI-Qualität
TMAH (25 %)
Verfügbar ab 2.5 L Gebinden in ULSI-Qualität
Fertige Ätzgemische
Aluminium-Ätze ANPE 80/5/5/10 (H3PO4/HNO3/CH3COOH)
Verfügbar in 2.5 L Gebinden in MOS-Qualität
Chrom-Ätze No. 1 ((NH4)2[Ce(NO3)6]/HClO4)
Verfügbar in 2.5 L Gebinden in VLSI-Qualität
Silizium-Atze NFE 70-3.6-26 (HF / HNO3 / CH3COOH)
Verfügbar in 2.5 L Gebinden in VLSI-Qualität
Gold-Ätze ACI2 (KI / I2)
Verfügbar in 5 L Gebinden in VLSI-Qualität
Andere Gebindegrößen und Qualitäten auf Anfrage!
MicroChemicals® – Unsere Produkte
Unsere Lösemittel
Physikalische Eigenschaften
Die physikalischen Größen Flammpunkt, Siedepunkt und Dampfdruck einiger
ausgewählter Lösemittel sind in der folgenden Grafik gegenübergestellt:
Aceton
Methanol
Ethylacetat
Ethanol
MEK
Isopropanol
Butylacetat
Cyclopentanon
Xylol
PGMEA
Ethyllactat
DMSO
NMP
-100
Flammpunkt (°C)
Siedepunkt (°C)
Dampfdruck @ 20°C (hPa)
0
100
200
Einsatzbereiche
Aceton (VLSI - 2.5 L, 5 L, Fässer)
Aceton eignet sich gut zum Entfernen fettiger Verunreinigungen. Sein
großer Dampfdruck bewirkt jedoch rasches Antrocknen, verbunden mit
einer Resorption der Verunreinigungen auf das Substrat. Deshalb empfiehlt sich ein unmittelbar nachfolgender Reinigungsschritt mit einem höher siedenden Lösemittel wie z. B. Isopropanol.
Als Lift-off-Medium ist Aceton nicht gut geeignet, da neben der (v. a.
beim Erhitzen stark erhöhten) Brandgefahr bereits gelöste (Metall-)flitter dazu neigen, sich rasch wieder auf dem Substrat festzusetzen.
Cyclopentanon (ULSI - 2.5 L und Fässer)
Cyclopentanon wird häufig in Verbindung mit epoxy-basierten Resistformulierungen,
sowie als organischer Entwickler für quervernetzende Fotoresiste wie e-Beam Lacke
verwendet.
DMSO = Dimethylsulfoxid (ULSI - 2.5 L und Fässer)
DMSO ist durch seinen geringen Dampfdruck und seine Wasserlöslichkeit eine sehr
gut geeignete, ungiftige Alternative für das seit einiger Zeit als
toxisch eingestufte NMP. Mischungen mit Cyclopentanon oder mit
MEK erhöhen die Leistung dieses Strippers für bestimmte Anwendungen
Ethyllactat (VLSI - 2.5 L und Fässer)
Ethyllactat eignet sich als hoch siedendes Lösemittel
PGMEA zur Verdünnung von AZ® und TI Fotolacken.
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neben
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MicroChemicals® – Unsere Produkte
Ethylacetat (VLSI - 2.5 L und Fässer)
Ethylacetat ist ein Lösemittel, das häufig in Klebstoffen Verwendung findet.
Isopropanol (VLSI - 2.5 L, 5 L und Fässer)
Isopropanol eignet sich nach einem vorherigen Aceton-Reinigungsschritt
gut zur Substratreinigung für organische Verunreinigungen und die Entfernung von Partikeln. Weiter wird es als Additiv für anisotropes Si-Ätzen
verwendet.
MEK = Ethylmethylketon (VLSI - 2.5 L und Fässer)
MEK kann als niedrig siedendes Lösemittel zum Verdünnen von
Sprühlacken eingesetzt werden, wo eine rasche Trocknung der aufgebrachten Lackschicht von Vorteil ist.
Methanol (VLSI - 2.5 L und Fässer)
Methanol kann wegen seiner guten Lösekraft für verunreinigtes Aceton in einem dreistufigen Reinigungsprozess (Aceton à Methanol à
Isopropanol) zur verbesserten Substratreinigung verwendet werden.
Durch seine Giftigkeit sollte sein Einsatz jedoch mit den möglichen Vorteilen abgewogen werden.
MIBK = Methylisobutylketon (VLSI - 2.5 L und Fässer)
MIBK ist ein Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 116°C. Es wird in der Mikroelektronik unter anderem als Entwickler für e-beam Resiste eingesetzt.
NMP = 1-Methyl-2-pyrrolidon (ULSI - 2.5 L und Fässer)
NMP ist aufgrund seines geringen Dampfdrucks, der hohen Lösekraft
und der geringen Resorptionsrate gelöster Partikel/gelifteter (Metall)flitter ein geeignetes Lift-off Medium, welches aufgrund des hohen Siedepunktes stark erhitzt werden kann. Aus gleichem Grund kann es
(auch in wässriger Lösung) als organischer Stripper für Fotolacke eingesetzt werden. Durch seine Einstufung als "giftig" sollte jedoch ein
Wechsel zur Alternative DMSO in Erwägung gezogen werden.
PGMEA = AZ® EBR Solvent (VLSI - 5 L und Fässer)
PGMEA (Propylenglykolmonomethylethylacetat bzw. 1-Methoxy-2propyl-acetat) ist aufgrund seiner geringen Neigung zur Partikelbildung und seines geringen Dampfdrucks das Hauptlösemittel bzw.
der geeignete Verdünner aller AZ® und TI Fotolacke
Weiterhin wird es nach dem Aufschleudern von Fotolacken zur Randwallentfernung eingesetzt.
MicroChemicals® – Unsere Produkte
Unsere Elektrolyte für die Mikro-Galvanik
Kleingebinde und technischer Support
NBT SEMIPLATE CU 100 (Kupfer-Galvanik)
Der NBT SEMIPLATE CU 100
Ansatz ist ein saurer KupferSulfamat Elektrolyt, entwickelt
für die Galvanik auf Wafern für
Bond Pads und Interconnects
für VLSI/ULSI oder MEMS.
Mit dem NBT SEMIPLATE CU
100
Elektrolyten
erzielte
Schichten zeigen eine exzellente
Homogenität
und
Oberflächengüte über Texturen
und Kanten mit minimaler mechanischer Verspannung.
NBT SEMIPLATE AU 100 (Gold-Galvanik)
NBT SEMIPLATE AU 100 ist ein alkalischer, nicht-zyanidischer Elektrolyt für eine glänzende, mechanisch unverspannte Gold-Abscheidung.
Verglichen mit anderen Elektrolyten zeigt der NBT SEMIPLATE AU 100 Ansatz eine
überragende Uniformität über Texturen, Gräben und Durchführungen auch komplexer
Geometrie.
Mit dem NBT SEMIPLATE AU 100 abgeschiedene Schichten zeigen die einzigartige Eigenschaft, auch bei zunehmender Schichtdicke hohen Glanz aufzuweisen. DichteMessungen der abgeschiedenen Schicht zeigen Werte von 19.1 g/cm3, was belegt,
dass keine Co-Deposition organischer Bestandteile statt findet wie sie generell bei
anderen Formulierungen auftreten. Haupteinsatzgebiet des NBT SEMIPLATE AU 100
Elektrolyten sind Anwendungen im Bereich MEMS Prozessierung.
Physikalische Eigenschaften der gewachsenen Au-Schicht
„
Reinheit 99.9%
„
Härte 130 to 190 mHV0,020
„
Kontaktwiderstand 0.3 mΩ (“cross-wire”-Methode mit 200 Gramm Belastung)
„
Abscheidegewicht für 2.5 µm 31.6 mg/in2 (4.9 mg/cm2) (100 micro-inch)
NBT SEMIPLATE NI 100 (Nickel-Galvanik)
NBT SEMIPLATE NI 100 ist ein Nickelsulfamat-Elektrolyt für eine reine, unverspannte,
halbglänzende, feinkörnige Nickel-Abscheidung wie sie von der Halbleiter-Industrie
gefordert wird.
NBT SEMIPLATE NI 100 ist optimiert für die Ni-Abscheidung auf mikrostrukturierten
Wafern (Micro System Technology).
Der NBT SEMIPLATE NI 100 Elektrolyt enthält als Additiv einen Anoden-Aktivator um
den anodischen Abtrag zu erhöhen und eine Passivierung der Anode zu verhindern.
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MicroChemicals® – Unsere Produkte
Die Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht sind einfach zu kontrollieren und während der Abscheidung
aufrecht zu halten.
Eigenschaften / Vorteile
„
Reine Nickel-Abscheidung
„
Sehr geschmeidige, feinkörnige
Schichtstrukturen
„
Kontrollierbare innere mechanische
Verspannung bis 7000 µm
„
Keine Passivierung der Anode
„
Hohe kontrollierbare Härte
„
Gute Uniformität über Texturen
NBT SEMIPLATE SN 100 (Zinn-Galvanik)
NBT SEMIPLATE SN 100 ist ein hochreiner Zinn-Elektrolyt für eine feinkörnige, reine Zinn-Schicht mit matter
Oberfläche. Haupteinsatzgebiet ist die
Herstellung von Schaltkreisen und
Bond Pads auf Halbleiter-Wafern.
Der
Elektrolyt
enthält
keine
Fluoborate oder Formaldehyd und
kann mit löslichen oder unlöslichen
Anoden eingesetzt werden.
MicroChemicals® – Unsere Produkte
Herstellung von Silicium-Wafern
Vom Quarzsand zum Reinst-Silicium
Vorkommen von Silicium
An der von Wasserstoff und Helium dominierten sichtbaren Materie im Universum macht
Silizium weniger als 0,1 % aus. Die gesamte
Erdkugel enthält ca. 17 % Silizium. In der ca.
40 km dicken Erdkruste kommt Silizium mit
etwa 26 % als nach Sauerstoff zweithäufigstes Element in Form silikatischer Minerale oder als reines SiO2 vor.
SiO2 + C
Si
Herstellung von Roh-Silicium
Quarzsand (SiO2) wird in Lichtbogenöfen bei
ca. 2000°C mit Kohlenstoff zu Rohsilicium
(Reinheit ca. 98%) reduziert. Der größte Teil
der Weltproduktion (2008: ca. 6 Mio. Tonnen) findet als Legierungsbestandteil und
Desoxidant für Stähle Verwendung.
Aufbereitung zu Reinst-Silicium
Das Rohsilizium wird mit HCl in Trichlorsilan (HSiCl3) überführt und durch mehrfache
Destillation auf einen Reinheitsgrad bis 99,9999999 % gebracht, anschließend thermisch zu polykristallinem Si zersetzt aus dem Einkristalle hergestellt werden können.
Herstellung von Si-Einkristallen
Czochralski-Verfahren
Poly-Silicium
Float-Zone-Verfahren
Induktionsspule
Einkristall
Einkristall
Ziehrichtung
Si-Schmelze
in Grafit/
Quarz-Tiegel
Die
Vorteile
dieses
Herstellungsverfahrens
sind
große
mögliche
Kristalldurchmesser sowie
vergleichsweise
geringe
Kosten,
die
Nachteile Verunreinigungen durch die Tiegelwand und eine ungleichmäßige Dotierung.
Schutzgas, Dotierg
as
Schutzgas
Beim Czochralski-Verfahren zieht ein einkristalliner Si-Impfkristall aus eingeschmolzenem Poly-Si einen Einkristall, dessen Kristallorientierung mit der
des Impflings übereinstimmt. Die Ziehgeschwindigkeit (einige mm ... cm/
Stunde)
bestimmt
Impfkristall
den Durchmesser des
Si-Zylinders, Zugaben
zur Schmelze die Dotierung.
Beim
Float-Zone-Verfahren wird ein einkristalliner
Si-Impfkristall wird mit einem polykristallinem SiZylinder in Berührung geCzochralski-Verfahren
www.MicroChemicals.de
Float-Zone-Verfahren
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[email protected]
MicroChemicals® – Unsere Produkte
bracht. Von dieser Stelle ausgehend bringt eine Induktionsspule das Poly-Si zum
Schmelzen, welches beim Abkühlen die Kristallorientierung des Impflings annimmt.
Die Dotierung erfolgt über die Gasphase. Die Vorteile dieses Verfahrens sind die Vermeidung von Verunreinigungen durch Tiegel sowie eine gleichmäßige Dotierung des
Kristalls, die Nachteile rel. hohe Kosten sowie ein begrenzter Durchmesser des Einkristalls.
Vom Si-Ingot zum Wafer
Der Einkristall wird auf einen Zylinder mit definiertem Durchmesser gefräst und gesägt, der Flat eingeschliffen. Die gesägten Si-Scheiben werden an den Kanten an-
gerundet, mechanisch geschliffen, und mechanisch/chemisch poliert.
Im letzten
Schritt wird die beim Polieren zerstörte Kristallschicht geätzt, die Vorderseite im
„Semi-Contact“ Verfahren poliert, zum Schluss der Wafer endgereinigt.
Unsere Silizium-, Quarz-, Quarzglas- und Glas-Wafer
Seit 2010 können wir dank eines Netzwerks aus Herstellern und Großhändlern
kostengünstig Halbleiter-Wafer anbieten, wie
n
Si Wafer unterschiedlicher Größe, Dotierung, Oberflächenbehandlung und Kristallorientierung
n
SiO2- und Si3N4 beschichtete Si Wafer
n
Quarz und Fused Silica Wafer
n
Borosilikatglas-Wafer
n
GaAs Wafer unterschiedlicher Größe
n
Stückzahlen je nach Typ ab Einzelwafern
Bitte fragen Sie uns bei Interesse nach einem Angebot!
Unsere ständig aktualisierte Lagerliste sofort lieferbarer Wafer:
www.microchemicals.com/de/produkte/si_wafer/
lagerliste_verfuegbarer_wafer.html
MicroChemicals® – Unsere Produkte
Reinheitsgrade
MOS, VLSI, ULSI, SLSI Qualität
MOS (metal oxide semiconductor): Metallionenkonzentration je Fremdelement ca.
100 ppb, Partikelkonzentration < 1.000/ml
VLSI (very large scale integration): Metallionenkonzentration je Fremdelement ca.
10-50 ppb, Partikelkonzentration < 250/ml
ULSI (ultra large scale integration): Metallionenkonzentration je Fremdelement ca.
10 ppb, Partikelkonzentration < 30-100/ml
SLSI (super large scale integration): Metallionenkonzentration je Fremdelement ca. 1
ppb, Partikelkonzentration < 30-100/ml
PPM, PPB und PPT
1 ppm (parts per million, 10-6) entspricht ungefähr einem Tropfen (ca. 30 µl) in einem großen Eimer.
1 ppb (parts per
Swimming-Pool.
billion,
10-9)
repräsentiert
einen
Tropfen
in
einem
kleinen
1 ppt (parts per trillion, 10-12) wäre ein Tropfen in einem kleinen See, oder ein 5 µm
Partikel, aufgelöst in einer Kaffeetasse, oder immerhin noch ca. 100.000 Atome in einem Tropfen!
Wie „sauber“ ist sinnvoll?
Der sinnvolle Reinheitsgrad von Prozesschemikalien richtet sich u. a. nach der zu
realisierenden Strukturgröße (laterale Auflösung), der erforderlichen Ausbeute, der
Reinraumklasse und den nachfolgenden Prozessschritten.
Eine definitive Aussage über den erforderlichen Reinheitsgrad für einen bestimmten
Prozess kann schon deshalb nicht gemacht werden, da sich suboptimale Prozessergebnisse selten eindeutig mit dem Reinheitsgrad der verwendeten Prozesschemikalien korrelieren lassen.
Mit VLSI- und ULSI-Qualität entsprechen wir nahezu allen Anforderungen im Bereich
F & E als auch Produktion.
1 ppt
1
0.001
1 ppb
1 ppm
Gewährleistungsausschluss
Alle in diesem Dokument enthaltenen Informationen, Prozessbeschreibungen, Rezepturen etc. sind nach bestem Wissen und Gewissen zusammengestellt. Dennoch können wir keine Garantie für die Korrektheit der Angaben übernehmen.
Grundsätzlich ist jeder Mitarbeiter dazu angehalten, sich im Zweifelsfall in geeigneter
Fachliteratur über die angedachten Prozesse vorab ausreichend zu informieren, um
Schäden an Personen und Equipment auszuschließen.
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[email protected]
Ihre Ansprechpartner
Dr.-Ing. Christian Koch
Fon
Mobil
Fax
E-mail
+49 (0) 731 977343 0
+49 (0) 178 7825198
+49 (0) 731 977343 29
[email protected]
Dr.-Ing. Titus J. Rinke
Fon
Mobil
Fax
E-mail
+49 (0) 731 36080-409
+49 (0) 177 3332453
+49 (0) 731 977343 29
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Impressum
Postanschrift
MicroChemicals GmbH
Nicolaus-Otto-Straße 39
D-89079 Ulm
Fon:
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Fax:
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Internet:
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Geschäftsführung
Dr.-Ing. Titus J. Rinke, Dr.-Ing. Christian Koch
Handelsregister
Ulm, HRB 4271
Umsatzsteuer-ID
DE813168639
Bankverbindungen
Sparkasse Ulm:
Konto-Nr.: 21090628, BLZ: 63050000
SWIFT Code (= BIC): SOLADES1ULM
IBAN: DE19630500000021090628
Ulmer Volksbank:
Konto-Nr.: 6069002, BLZ: 63090100
SWIFT Code (= BIC): ULMVDE66
IBAN: DE59630901000006069002
Schweiz:
BS Bank Schaffhausen, Schleitheim
BC 6858, Kto.-Nr.: 164.008.476.00
AZ® und das AZ Logo sind eingetragene
Electronic Materials (Germany) GmbH.
Markenzeichen der
AZ