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LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Projet Feder ThermieGT2 équipements de photolithographie
Comité des partenaires31 Mai 2018
Séverine Vivies, Julien Joneau, Adrian Laborde, Laurent Mazenq
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Principe Contexte Présentation des équipements :
• Système de dépôt de résine• Traitement HMDS• Lithographie UV par contact
Développements en cours Logiciel GenIsys
Plan de la présentation
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Principe :
Photolithographie
Enduction Exposition Révélation
Source UV
Masque
Exposition UV
Révélation
Composant
Dépôt Lithographie Gravure
12 étapes technologiques
4 étapes photolithographie
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Structuration des matériaux par procédé « lift off » :
Principe :
Exposition
Révélation
Métallisation
Libération
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Zone photolithographie au LAAS-CNRS
Contexte du projet :
Prétraitements
Dépôt
Pré-recuit
(Recuit)
Exposition
Révélation
(Post-Recuit)
Retrait
Après gravure
Chimique, physique
Spin coating, spray coating, laminage, dip coating
Plaque chauffante, étuves
Puddle, spray
Systèmes manuels Systèmes automatiques
3 postes de travail manuelsdépôt, recuit et développement
EVG 620Système d’exposition UV par contact
Stepper Canon FPA 3000i4Système d’exposition UV par projection
Pistes automatiques EVG 120dépôt, recuit et développement
Zone Photolithographie•20 Équipements : 4M€
•3 postes manuels, système automatique EVG120•5 systèmes d’exposition UV par contact +1•1 système d’exposition UV par projection (stepper)
•Activité : 4500h d’utilisation/ an
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Objectifs :
Choix des équipements :
Contexte du projet :
« User-friendly »
Prétraitements
Dépôt
Pré-recuit
(Recuit)
Exposition
Révélation
(Post-Recuit)
Retrait
Après gravure
Chimique, physique
Spin coating, spray coating, laminage, dip coating
Plaque chauffante, étuves
Puddle, spray
Structuration des thermites réactives par lift off
Performances
Flexibilité / Répétabilité
Verrou 1
Verrou 2
Verrou 3
Verrou 4
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Spincoater Gyrset
Présentation des équipements :
Système Obducat QSC200BMEquipement installé en Décembre 2017
•Échantillons 3mm jusqu’à 150mm•Système RCCT•Uniformité épaisseur améliorée•Réduction des défauts (no striations, no, comet effetcts, corner effects)
•Mise au point des procédés (15photoresists) réalisée par A. Laborde, J. Joneau et L. Mazenq
Prétraitements
Dépôt
Pré-recuit
Chimique, physique
Spin coating, spray coating, laminage, dip coating
Plaque chauffante, étuves
Verrou 1
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Système de traitement HMDS
Présentation des équipements :
Système HMDS Obducat QSC200BMEquipement installé en Décembre 2017
•Système unitaire•Temps du procédé : 1min (contre 15 et 35 min sur anciens systèmes)
•Angle de contact 60° (spec 45-65°, Best Results 60°)•Mise au point de procédés réalisée par S. Vivies & L. Mazenq
Prétraitements
Dépôt
Pré-recuit
Chimique, physique
Spin coating, spray coating, laminage, dip coating
Plaque chauffante, étuves
Verrou 2
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Système d’exposition UV
Présentation des équipements :
Système Suss Microtec MA/BA6 Gen 4Equipement installé en Avril 2018
•Échantillons 3mm jusqu’à 150mm•Masques 2,5’’ à 7’’•Système d’exposition UV LED•MO Optics•Système d’alignements automatiques•Mise au point des procédés (7 photoresists) réalisée par J. Joneau•23 utilisateurs formés
Pré-recuit
(Recuit)
Exposition
Révélation
(Post-Recuit)
Plaque chauffante, étuves
Puddle, spray
Verrou 3
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Système d’exposition UV
Présentation des équipements :
Système UV LED1er système installé en France
•Augmentation de la puissance lumineuse•Sélection d’une longueur d’onde spécifique, ou spectre entier•Compatible avec système MO Optics•Réduction de la maintenance et du coût•Amélioration de la sécurité et de l’environnement
Pré-recuit
(Recuit)
Exposition
Révélation
(Post-Recuit)
Plaque chauffante, étuves
Puddle, spray
Verrou 3
Système alignement automatique
•Amélioration de l’alignement entre les niveaux•Système « user-friendly »•Intégration par défaut sur les masques réalisés au LAAS-CNRS
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Système d’exposition UV• Système d’alignement automatique
Présentation des équipements :Pré-recuit
(Recuit)
Exposition
Révélation
(Post-Recuit)
Plaque chauffante, étuves
Puddle, spray
Verrou 3
Vidéo alignement automatique
Mires alignement LAAS 2018Substrat
Mires alignement automatique
Motifs contrôle résolution
Mires alignement manuel
Motifs alignement litho électronique
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Développements en cours :
Photoresist AZ40XT 40µm
Photoresist SU8 100µm
Photoresist : ECI 1µm NLOF 5µm AZ 40XT 40µm SU8 100µm
Paramètres : I-line 37%200mJ/cm²
VC
I-line 37%250mJ/cm²
VC
I-line 37%400mJ/cm²
VC
I-line 37%300mJ/cm²
HC
Résultats-
Observations
Résolution : 2 µmAngle : 96°
Résolution : 10 µmCôte : 9,49 µm
Résolution : 0,9 µm(résolution du masque)
Côte : 0,87 µm
Résolution : 6 µmCôte : 5,62 µm
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
• Simulation de procédés de lithographie
Logiciel GenIsys :Pré-recuit
(Recuit)
Exposition
Révélation
(Post-Recuit)
Plaque chauffante, étuves
Puddle, sprayVerrou 4
• Procédés de 3D
• Métrologie & analyses de procédés
• Corrections Optiques de Proximité (O.P.C.)
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
SU8 100µm
Logiciel GenIsys Lab
Logiciel GenIsys :Pré-recuit
(Recuit)
Exposition
Révélation
(Post-Recuit)
Plaque chauffante, étuves
Puddle, spray
Verrou 3
ECI 1µm lignes de 2µm
LAAS-CNRS/ Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS
Laboratoire conventionnéavec l’Université Fédéralede Toulouse Midi-Pyrénées
Logiciel GenIsys :
Photoresist AZ40XT 40µm
Photoresist SU8 100µm
Photoresist : ECI 1µm NLOF 5µm AZ 40XT 40µm SU8 100µm
Paramètres : I-line 37%200mJ/cm²
VC
I-line 37%250mJ/cm²
VC
I-line 37%400mJ/cm²
VC
I-line 37%300mJ/cm²
HC
Résultats-
Observations
Résolution : 2 µmAngle : 96°
Résolution : 10 µmCôte : 9,49 µm
Résolution : 0,9 µm(résolution du masque)
Côte : 0,87 µm
Résolution : 6 µmCôte : 5,62 µm
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