Faculté de génie

Département de génie électrique

et de génie informatique

GEI721 – Formation à la fabrication en salles

blanches

ÉTÉ 2010

Guide de formation en photolithographie

© CRN2 / Département de génie électrique et de génie informatique, Université de Sherbrooke,

reproduction interdite sans autorisation.

Manuel de formation pratique en photolithographie

Introduction à la photolithographie

But : En général, il s’agit d’obtenir sur un substrat relativement plan des zones spécifiques

dictées par le design qui seront recouvertes de résine photosensible afin de protéger ces zones

durant certaines étapes de fabrication. En particulier, ce peut être pour protéger les zones

recouvrant sur le substrat d’une gravure, d’une implantation ionique ou encore d’un dépôt

d’une couche de matériau.

Étapes principales

Il y a 3 principales étapes en photolithographie avant de faire le traitement sélectif comme tel

(gravure ou autre): Revêtement –Exposition – Développement

1) Le revêtement consiste à étaler sur un substrat ou un échantillon une couche de résine

(photosensible ou autre) de façon uniforme et contrôlée.

2) L’exposition consiste à insoler ou exposer la résine photosensible à un rayonnement de

lumière ultraviolette de façon sélective en masquant la lumière aux endroits qui n’ont

pas à être exposés. Un masque photolithographie est utilisé, lequel est une plaque

transparente avec l’image d’un niveau du design réalisé dans une couche opaque aux

UV. Après exposition, une image latente correspondant au masque ou à son

complément est obtenue dans la couche photosensible.

3) Le développement consiste à révéler l’image latente par la dissolution sélective de la

couche photosensible. Selon que l’on a utilisé de la résine positive ou négative, l’image

obtenue dans la résine sera l’image même du masque ou encore son complément.

•••• Résine positive : les zones exposées seront sans résine après développement, le

reste qui n’a pas été exposé demeure.

•••• Résine négative : les zones exposées demeurent, le reste qui n’a pas été exposé

s’en va au développement.

Étapes complémentaires

Plusieurs étapes complémentaires peuvent s’ajouter. Certaines étapes seront requises selon le

type de résine utilisée ou la nature du substrat, d’autres seront optionnelles selon la nature des

étapes à faire ou encore selon le degré d’optimisation à atteindre pour la réalisation du

dispositif. Voici une liste de quelques étapes complémentaires et une brève description de

celles-ci :

•••• Étuvage : Déshydratation de la surface au four à étuve ou sur plaque chauffante

avant le revêtement pour retirer toute humidité et augmenter l’adhérence de la

résine

•••• Utilisation de promoteur d’adhérence : étalement de promoteur d’adhérence avant

le dépôt de la résine, pour une adhérence meilleure

•••• Cuisson douce : Évaporation des solvants de la résine après étalement, sur plaque

chauffante ou au four à une température et à une durée précise

•••• Cuisson post-exposition (PEB) : conditionnel à la résine et au procédé utilisé,

traitement thermique après exposition (avant développement) pour faire réagir la

partie exposée de la résine

•••• Enlèvement des ourlets de résine (EBR) : dépendamment de la précision requise et

du format d’échantillon, utilisation d’une des méthodes de «EBR» pour retirer

l’accumulation de résine sur les bords ou les coins des échantillons. Ce peut être

effectué suite à l’étalement de la résine (par ex : échantillons circulaires) ou après

cuisson douce par des étapes supplémentaires d’exposition et de développement

avec utilisation d’un masque adapté à la taille de l’échantillon.

•••• Cuisson forte : pour durcir la résine et la rendre plus résistante aux attaques des

solutions (généralement acides) lors des gravures chimiques.

Les équipements utilisés actuellement :

A. Pour effectuer le revêtement :

1) Tournette ou étaleuse Polos 150 pour substrats jusqu’à 150mm ou 6po de diamètre

(fig.1)

Fig.1 Tournette Polos 150

2) Tournette ou étaleuse Polos 200 pour substrats jusqu’à 200mm ou 8po de diamètre

(fig.2)

Fig.2 Tournette Polos 200

B. Pour faire l’exposition à la lumière ultra-violette:

1) Aligneuse OAI 200 (fig.3)

Fig.3 Aligneuse OAI 200

2) Aligneuse OAI 806 MBA (fig.4)

Fig.4 Aligneuse OAI 806 MBA

C. Pour faire le développement :

1) De façon manuelle, par immersion dans un bain de développeur et puis bain de

rinçage (fig.5)

Fig.5 Développement par immersion dans des pétris de pyrex

2) Développeuse Polos ADC 200 pour substrats jusqu’à 200mm ou 8 po (fig.6)

Fig.6 Développeuse Polos ADC 200

Photorésines

Bien entendu, la photorésine ou résine photosensible est déterminante pour la

photolithographie. Ce média sensible à la lumière blanche (laquelle contient des UV) devra

obligatoirement rester en salle jaune et ne pas être exposé involontairement, jusqu’au

développement final. Les résines sont cependant optimisées pour être plus sensibles à certaines

longueurs d’ondes du spectre UV, correspondant généralement à un maximum d’intensité (ou

raie) produit par une lampe UV à vapeur de mercure (voir tableau 1).

Tableau 1 Longueur d’ondes des raies associées aux pointes d’intensité de lampes UV à vapeur de Hg

Nom de la raie i-line h-line g-line

Longueur d’onde 365,4nm 404,7nm 435,8nm

Il est important de bien choisir la photorésine en regard des équipements et des méthodes

utilisés durant la photolithographie, selon des paramètres du design et selon les étapes de

fabrication post développement jusqu’à ce qu’elle soit retirée du substrat.

Il faut aussi que soient en accord le type de résine et la polarité du masque photolithographique.

Le tableau 2 ci-dessous indique la présence ou l’absence de résine après développement sur un

substrat pour les deux types de résine avec ou sans exposition UV.

Tableau 2

Correspondance entre le type de résine et la polarité du masque après développement

Type de résine Zone claire sur le masque Zones opaques sur le masque (chrome)

Résine positive Substrat (absence de résine) Résine

Résine négative Résine Substrat (absence de résine)

Évidemment, une résine requiert un produit de développement adapté. Le produit recommandé

par le manufacturier ou un produit équivalent est normalement disponible en salle de

photolithographie. Les développeurs sont entreposés en 3 endroits : dans le cabinet jaune en

salle de photo (fig.7), dans le réfrigérateur des produits chimiques (corridor près du sas) ou

encore dans le rangement en bas à gauche du banc ventilé en face du banc humide no.1, avec

d’autres bases. Noter que certains développeurs nécessitent une dilution qui est effectuée par

le personnel des salles blanches.

Fig.7 Cabinet de rangement de produits chimiques en salles de photolithographie

Les tableaux suivants donnent quelques caractéristiques des photorésines disponibles pour la

photolithographie aux salles blanches (tableaux 3, 4 et 5). Il vous faudra certainement consulter

les fiches techniques des photorésines pour prendre des décisions concernant votre procédé.

Celles-ci sont disponibles sur le guide de l’usager des salles blanches sous Produits chimiques ->

Résine et développeurs -> Photolithographie. Cliquer sur fiche technique ou sur un autre nom

de document pour faire afficher l’information d’un produit qui vous intéresse. Noter que si on

clique sur le nom du produit, cela affiche la feuille de MSDS (Material Safety Data Sheet).

Tableau 3 Résines positives

Nom Optimisé longueur d’onde

(nm)

Plage d’épaisseur

couche simple (um)

Développeur recommandé

ou compatible

Enlèvement chimique de

la résine avec :

Commentaires (voir fiche technique pour plus de détails)

S1805 436nm (g-line)

0,4 à 0,7um MF-319 Acétone Remover 1165

Résine mince Usage général

S1813 436nm (g-line)

1,0 à 1,9um MF-319 Acétone Remover 1165

Résine régulière Usage général

S1818 436nm (g-line)

1,4 à 2,7um MF-319 Acétone Remover 1165

Résine plus épaisse Usage général

SPR 220 405nm (i-line)

1,1 à 10um MF-319 Acétone Remover 1165

Résine épaisse Adhésion accrue

Bonne pour placage AZ9245 405nm et

365nm h-line et i-

line

3,5 à 10um AZ 400K dilué 1:4 *

Acétone Remover 1165

Profils plus abrupt Bonne pour DRIE

AZP4903 436nm (g-line)

9 à 30um AZ 400K dilué 1:4 *

Acétone Remover 1165

Résine très épaisse Bonne pour placage

AZ MiR701

365nm (i-line)

0,8 à 1,2um MF-319 Acétone Remover 1165

Haute résolution (en i-line)

(11cPs) AZ5214E 310nm à

420nm (sensibilité spectrale)

1,1 à 2um MF-319 Acétone Remover 1165

à inversion d’image pour soulèvement

avec angles inversés et possibilité de T-

shape PSC Red Consulter le

personnel PR1-

12000A Consulter le

personnel

* Note : L’utilisation du développeur AZ400K dilué à 1:4 est recommandée dans les fiches

techniques pour les résines AZ. Cependant la fiche technique du développeur AZ400K spécifie

qu’une dilution (standard) de 1:4 privilégie un haut contraste alors que le 1:3 privilégie plutôt

une plus haute sensibilité.

Un paramètre important pouvant être ajusté par l’utilisateur est l’épaisseur de la résine selon la

vitesse d’étalement rapide. Certains paramètres sont dépendant le la résine elle-même comme

la résolution, la facilité de dissolution ou de nettoyage, tandis que d’autre comme l’adhérence,

peut dépendre des couches sous-jacentes ou de la préparation de la surface avant le dépôt de la

résine. Noter que l’angle des profils dépend d’abord du type de résine (positive =pente ou

négative = angle réentrant) mais que certains résines optimisées i-line donnent en général des

profils plus abrupts lorsque les étapes sont effectuées conformément aux recommandations de

la fiche technique.

Tableau 4 Résines négatives

Nom Optimisé Longueur

d’onde (nm)

Plage d’épaisseur

couche simple (um)

Développeur recommandé

ou compatible

Enlèvement chimique de la

résine avec :

Commentaires (voir fiche

technique pour plus de détails)

AZ nLof 2020

365nm (i-line)

1,7 à 4,5um MF-319 Acétone Remover 1165

Pour soulèvement à haute résolution

SU8-2005

365nm (i-line)

5 à 8um (peut aussi être

dilué pour épaisseur moindre)

SU-8 Developper

Remover PG si SU-8 repose sur Omnicoat

Époxy, peut être permanent

SU8-2015

365nm (i-line)

17 à 38um

SU-8 Developper

Remover PG si SU-8 repose sur Omnicoat

Époxy, peut être permanent

KMPR 1005

365nm (i-line)

5 à 10um (peut aussi être

dilué pour épaisseur moindre)

SU-8 Developper

(MF-319 possible)

Remover 1165 XP Remover

et XP Neutralizer K (pour epoxy)

Époxy Résiste bien au

DRIE Bonne pour

placage

KMPR 1025

365nm (i-line)

22 à 58um SU-8 Developper

(MF-319 possible)

Remover 1165 XP Remover

et XP Neutralizer K (pour epoxy)

Époxy Très épais

NR4-8000P

Consulter le personnel

MX 5015

365nm (i-line

15-17um (en rouleau)

D4000 0,75% wt

KOH 3% vol Acétone EKC 162 EKC 830

Dry film Peut être laminé ou pressé contre

le substrat Bon pour placage

DRIE

Tableau 5 Autres résines et produits associés

Nom Plage d’épaisseur couche simple

(um)

Développeur recommandé

ou compatible

Enlèvement chimique

avec :

Commentaires (voir fiche technique pour plus de détails)

LOR 3A 0,25 à 0,58um MF-319 Remover 1165 Pour soulèvement de couches minces de moins de 200 à

450nm LOR 5A 0,42 à 0,98um MF-319 Remover 1165 Pour soulèvement

de couches de moins de 300 à 750nm

LOR 30B 2,4 à 5,8um AZ 400K 1:4 MF-319

Remover 1165 Pour soulèvement de couches épaisses de

moins de 1,8 à 4,5um Omnicoat

Quelques dizaines

de nm MF-319 Remover 1165 Pour décapage du SU-

8 non-permanent (>17nm)

Couche d’adhésion HMDS n/a n/a n/a Promoteur

d’adhérence MCC Primer 80/20

n/a n/a n/a Promoteur d’adhérence

Étapes de photolithographie

A. Traitements thermiques

Il est important d’effectuer une déshydratation des échantillons avant de faire le revêtement

sinon l’adhérence de la photorésine sera faible. Ceci s’effectue normalement à plus d 100C.

Aussi, les cuissons douces (softbake), PEB et cuissons fortes (hardbake) nécessitent aussi des

températures variant entre 65C et 180C. Pour ce faire, on utilise soit un des deux fours à

étuvage de la salle de photolithographie (fig.8), soient une des plaques chauffantes situés dans

le banc humide contenant les tournettes (fig.9).

Fig.8 Fours à étuvage Fig.9 Plaque chauffante

Bien entendu, si l’échantillon vient tout juste d’être retiré d’une fournaise à haute température,

d’un appareil de gravure au plasma ou d’un appareil sous vide, il n’est pas nécessaire d’effectuer

un étuvage dans les petits fours, si on fait le revêtement dans les minutes qui suivent.

En général, 30 minutes à 125C pour un étuvage au four est suffisant ou encore quelques

minutes sur une plaque chauffante (5 min à 150C par exemple).

Des supports métalliques pouvant accepter jusqu’à 25 tranches de 3 pouces de diamètre

peuvent être utilisés dans les fours. Des verres de montre ou autres support résistant à la

température peuvent être utilisé pour d’autres formats d’échantillons. Utiliser les poignées

adaptées ou des pinces spéciales pour retirer les supports du four ou encore les gants de

silicone pour ne pas se brûler.

L’ajustement de la température du four brun Despatch se fait avec le bouton de contrôle, mais

ne pas se fier aux indications de température sur le cadran (fig.10). Se fier plutôt au lecteur de

température fixé sur la paroi latérale et relié au thermocouple inséré dans l’enceinte par le haut

du le four (fig.11).

Ce four est ajusté par défaut à la température de 125C. Si vous voulez modifier la température

d’un des fours, il faut réserver le four c’est-à-dire inscrire sur la feuille dans la pochette sur la

porte de ce four votre nom, la date et l’heure du début du changement de température et la

date et l’heure prévue de la fin de l’utilisation et du retour à la température par défaut du four.

Bien entendu, il faut d’abord s’assurer qu’il n’y a pas d’usager qui a une réservation en cours et

qu’il n’y a pas d’autres échantillons actuellement dans le four avant d’entreprendre tout

changement de la température.

Fig.10 Contrôle du four Despatch Fig.11 Thermocouple (affichage en température)

Le four blanc Lindberg/BlueM s’ouvre en appuyant sur le bouton noir de la poignée sur la porte

du four. L’ajustement de la température se fait en changeant la température sur le contrôleur à

affichage numérique. Utiliser les flèche haut ^ et bas v pour passer en mode d’ajustement et

augmenter ou réduire la température. Appuyer ensuite sur retour pour valider retourner au

mode d’affichage de la température actuelle du four. Noter que la température standard de ce

four est de 100C (fig.12).

Fig.12 Contrôle du four Lindberg/Blue M

Les plaques chauffantes à contrôle numérique s’ajustent en température en appuyant d’abord

sur «SET» puis sur «1» (Plate temperature). Lorsque l’affichage indique «000», entrer la

température désirée en degrés Celsius, puis appuyer sur SET de nouveau. L’affichage alternera

ensuite entre la valeur cible et la valeur actuelle lue par le thermocouple intégré. Il est

recommandé de démarrer à l’avance les plaques et de laisser la température se stabiliser. Noter

aussi que le transfert thermique de la plaque au substrat doit être bon, ce qui signifie que le

substrat doit bien faire contact et conduire la chaleur. Ainsi, le transfert thermique sera moindre

si le substrat est fait de matériau isolant thermiquement tel que le verre, est incurvé, ou très

épais. Ce qui signifie qui faudra sans doute compenser (durée ou température) pour être dans

les mêmes conditions à la surface comparativement à un bon conducteur de chaleur comme le

silicium par exemple.

La cuisson douce se fait normalement entre 90C et 115C. Par exemple, la cuisson douce de la

résine S1813 est d’une durée de 7 min à 100C au four alors qu’elle ne sera que de 1 min à 115C

sur plaque chauffante.

La cuisson forte (faite après le développement) se fait normalement au four à 125C durant 15

minutes. Un temps plus court sur plaque chauffante pourrait être utilisé. Noter que plus on

s’approche de la température de transition vitreuse de la résine, plus les profils de la résine sont

adoucis. De plus, il se forme un «pied»de résine à la base des zones de résine provenant de la

résine qui a tendance à un peu «couler» au fond, ce qui peut altérer le traitement subséquent

en masquant une partie des régions ouvertes. Ceci est particulièrement problématique dans les

petites ouvertures dans la résine à graver chimique. Pour y remédier, on peut soumettre (avant

la gravure par exemple) le substrat à un plasma d’oxygène à faible puissance et/ou de courte

durée pour éliminer partout sur la tranche une mince couche de résine et ainsi dégager les

ouvertures.

Lorsque l’on a terminé d’utiliser une plaque chauffante, plutôt que de fermer l’alimentation de

cet accessoire (bouton à l’arrière), il est recommandé d’ajuster la température à une valeur

inférieure à la température ambiante. Ainsi les usagers peuvent voir la température actuelle de

la plaque et pourront éviter de toucher celle-ci en manipulant au-dessus lorsqu’elle sera encore

très chaude.

B. Étalement

Caractéristiques des tournettes disponibles

1) Polos 200 pour substrat jusqu’à 8po, encastrée dans la surface du banc ventilé,

contrôle au dessus (fig.1)

2) Polos 150 pour substrat jusqu’à 6po, de format «tabletop», contrôle sur le devant (fig.2)

Ces appareils programmables peuvent contrôler la vitesse de rotation, l’accélération et

la durée de l’étape d’étalement.

Opération de la tournette

Ouvrir la ou les valves de succion si ce n’est pas déjà fait. Les valves sont situées sur le mur

derrière le banc des tournettes et du banc de la développeuse (fig.13 et 14). Le vacuum servira

au maintient de l’échantillon ou du substrat sur le mandrin de la tournette. Noter qu’un

message s’affiche sur le contrôleur lorsque le niveau de vacuum est absent ou insuffisant.

Fig.13 Valve de succion de la Polos 200 Fig.14 Valves de succion de la Polos 150

Installer l’échantillon ou le substrat sur le plateau. Utiliser un adaptateur approprié monté sur le

mandrin de 45mm de diamètre pour les petits échantillons (fig.15). Pour des substrats de 3po

ou 4po, utiliser les outils de centrage (fig.16) et les placer directement sur le mandrin de 45mm.

Appuyer sur le bouton VAC (vacuum) du panneau du contrôleur. Une DEL verte s’illumine pour

indiquer que le vacuum est bien activé. Noter que les programmes ne débutent pas si le vacuum

n’est pas activé et vont s’interrompre si le vacuum tombe en deçà d’un certain seuil.

Fig.15 Adaptateurs variés Fig.16 Outils de centrage (substrats 4 et 3 po)

Il existe aussi des adaptateurs spécialisés tels que ceux pour échantillons minces, pour lames de

verres, pour plaques carrées (masques photolithographiques) de 4, 5 ou 7po de diamètre

(fig.17). Il est aussi possible de faire fabriquer un support spécial sur demande.

Fig.17 Supports de plaques et autre support pour tournettes Polos (étalement et revêtement)

Le panneau de contrôle des tournettes POLOS est illustré en page suivante. La séquence

générale d’opération en 8 étapes est indiquée dans l’encadré.

Noter que le choix du programme est généralement fait parmi les programmes dits standards.

Tous les programmes dits standards effectuent 3 étapes, soit l’étalement lent, l’étalement

rapide et l’arrêt. Il est possible de créer des programmes sur mesure pour mieux s’adapter aux

particularités de procédés. Consulter le personnel des salles blanches pour plus d’information.

L’étalement lent sert à répandre la résine sur la surface du substrat, tandis que l’étalement

rapide est effectué pour obtenir l’épaisseur désirée. Consulter les courbes d’épaisseur ou «spin

curves» de la résine choisie dans les fiches techniques accessibles depuis le guide de l’usager

pour déterminer la vitesse de rotation requise pour obtenir l’épaisseur de résine désirée.

Pour des échantillons non-circulaires ou de petite taille, il est préférable de déposer la résine sur

toute la surface de l’échantillon afin que la résine soit présente partout sur l’échantillon à la fin

de l’étalement.

De plus, sous certaines conditions, lorsque l’accélération et/ou la vitesse d’étalement lente est

trop élevée, il est possible que la résine ne soit pas étalée partout sur la surface, comme si la

résine aurait «passé par-dessus» certaines zones aux limites de l’échantillon. Il est préférable

d’utiliser alors une recette avec une accélération et une vitesse d’étalement lent un peu plus

faible.

Cela peut aussi s’appliquer aux substrats circulaires ou de grandes dimensions lorsque la

«flaque» de résine déposée au centre ne recouvre pas toute la surface. On peut alors choisir une

recette avec une réduction de la vitesse et/ou de l’accélération et peut-être aussi avec une

augmentation de la durée de l’étalement lent.

Consulter le tableau 6 pour obtenir un aperçu des recettes standards des Polos 150 et 200.

Tableau 6 Recette standard des POLOS 150 et 200

Program Étape durée [sec.]

Vitesse cible [rpm] Accélération (définie à l'étape 1)

1 1 3,0 500 1245

2 30,0 1000

3 3,0 0

2 1 3,0 1000 1245

2 30,0 2000

3 3,0 0

3 1 3,0 1000 1245

2 30,0 2500

3 4,0 0

Program Étape durée [sec.] Vitesse cible [rpm] Accélération (définie à l'étape 1)

4 1 3,0 1000 1245

2 30,0 3000

3 5,0 0

5 1 3,0 1000 1245

2 30,0 3500

3 5,0 0

6 1 3,0 1000 1245

2 30,0 4000

3 5,0 0

7 1 3,0 1000 1245

2 30,0 4500

3 6,0 0

8 1 3,0 1000 1245

2 30,0 5000

3 7,0 0

9 1 3,0 1000 1245

2 30,0 6000

3 8,0 0

10 1 5,0 300 1245

2 30,0 1000

3 3,0 0

11 1 5,0 300 1245

2 30,0 2000

3 4,0 0

12 1 5,0 500 1245

2 30,0 3000

3 5,0 0

13 1 5,0 500 1245

2 30,0 4000

3 6,0 0

Program Étape durée [sec.] Vitesse cible [rpm] Accélération (définie à l'étape 1)

14 1 5,0 500 1245

2 30,0 5000

3 7,0 0

15 1 5,0 500 1245

2 30,0 6000

3 7,0 0

Note : Les programmes standards sont les mêmes pour les deux appareils POLOS 150 et POLOS 200

Promoteur d’adhérence

L’utilisation optionnelle de promoteur d’adhérence tels que MCC Primer 80/20 ou encore HMDS

(fig.18) peut se faire avec le même programme que pour l’étalement de la résine, puisque la

vitesse de rotation d’un liquide aussi fluide ne changera pas significativement l’épaisseur du

promoteur sur le substrat. Ceci évite de changer de programme et réduit les sources d’erreur.

Il est recommandé de déposer le promoteur de façon dynamique, c'est-à-dire pendant le début

de l’étalement LENT, par l’orifice sur le dessus, puisque l’appareil ne fonctionne que le couvercle

fermé (fig.19). Une seule goutte pour un petit échantillon ou quelques gouttes pour un grand

substrat suffisent. Les bouteilles de promoteur sont munies d’un compte-gouttes intégré au

bouchon. Éviter de toucher la pipette de verre du compte-goutte lors des manipulations.

Certains recommandent de faire un court recuit du promoteur en déposant le substrat sur une

plaque chauffante, mais cela n’est généralement pas nécessaire.

Fig.18 Bouteilles de promoteur d’adhérence Fig.19 Dépôt dynamique de promoteur d’ad.

Dépôt de la résine

Le dépôt de la résine se fait normalement de façon statique sur nos appareils de laboratoire.

Ceci permet de déposer la résine sur la surface d’un échantillon ou sur le centre d’un plus grand

substrat avec le couvercle relevé pour un accès plus facile.

Des petites bouteilles contenant les résines photorésines disponibles aux salles blanches sont

rangées dans des supports en haut du banc ventilé des tournettes (fig.20). Ces bouteilles sont

remplies au besoin par le personnel des salles blanches à partir de la bouteille originale du

fabriquant. Noter qu’il faut toujours laisser les bouteilles à la verticale et les remettre dans leur

support.

Contrairement au promoteur d’adhérence, les bouteilles de résine ne sont pas munies de

compte-goutte. On utilise des pipettes jetables en plastique pour faire une «ponction» de résine

dans la bouteille (fig.21).

Fig.20 Rangement des bouteilles Fig.21 Pipettes de plastique (en 2 formats)

Pour éviter bien des problèmes, il est essentiel de ne pas contaminer le contenu des bouteilles

(particules, résine séchée, etc.), et tout d’abord, il ne faut jamais remettre de la résine dans les

bouteilles.

De plus, on ne trempe qu’une seule fois une pipette propre dans une bouteille. La résine dans

la pipette peut cependant être utilisée pour plus d’un échantillon. Des supports sont installés

près des tournettes pour y déposer les pipettes verticalement entre deux dépôts.

Pour prendre la résine et la déposer :

1) Dévisser le bouchon de la bouteille de résine en la maintenant à la verticale

2) Déposer la bouteille bien à plat sur la surface du banc ventilé

3) Prendre une pipette de la grosseur appropriée dans un des contenants sur le dessus du

banc ventilé. Les pipettes avec un plus gros «goulot» sont utilisées pour les résines plus

visqueuses (SU-8, KMPR, AZ P4903, SPR220,…) qui donnent des épaisseurs de l’ordre de

10um et plus après étalement. Dans certains cas, pour les résines très visqueuse, on ira

même jusqu’à coupé le bout de la pipette pour avoir un orifice de plus grand diamètre.

4) Appuyer sur l’ampoule de la pipette pour y retrancher du volume selon la quantité de

résine requise.

5) Immerger la pipette sans toucher le fond

6) Relâcher la pression sur l’ampoule et laisser la résine «monter» dans la pipette et

remplir l’ampoule. LAISSER la pipette IMMERGÉE durant ce temps.

7) Lorsque la résine cesse de monter, retirer la pipette de la bouteille en maintenant une

très légère pression sur l’ampoule pour éviter l’entrée de bulle d’air.

8) Déposer la pipette sur son support (optionnel)

9) Préparer à l’avance une autre pipette si la quantité de résine de la première pipette est

insuffisante pour l’échantillon

10) S’il y a présence de bulle dans le goulot ou que la pipette a été remplie de résine depuis

un certain laps de temps, on peut par exemple vider une ou deux gouttes de résine dans

la bouteille de récupération pour éliminer les bulles et de possibles particules de résine

séchée.

11) Déposer la résine sur l’échantillon ou le substrat installé sur la tournette.

•••• Pour un substrat circulaire, déposer une flaque de résine au centre. Pour les résines

plus visqueuses, il faut étaler la résine sur une plus grande surface (procéder en

spirale à partir du centre par exemple).

•••• Pour des échantillons carrés ou rectangulaires, déposer de la résine dans les coins,

le plus près possible du coin, mais sans faire déborder la résine (pour ne pas enduire

l’endos du substrat et le mandrin), puis au centre et entre les coins pour couvrir

toute la surface. Alternativement, si on veut réduire la consommation de résine

pour faire des étalements sur plusieurs grands substrats non-circulaires, on peut

optimiser un programme d’étalement et/ou un patron de dépôt de résine initial qui

ne couvre pas toute la surface.

•••• Pour des échantillons relativement petits (moins de 1cm), souvent 1 à 3 gouttes

suffisent. La position de chaque goutte de résine est déterminante pour obtenir une

bonne couverture sur toute la surface. Ainsi il est difficile de couvrir les 4 coins

parfaitement. Noter qu’ajouter trop de résine formera un «dôme» de résine qui ne

va généralement pas aider à couvrir de meilleure façon les coins non-couverts avant

étalement. Au contraire, soit que la goutte «passe par-dessus», soit que le «dôme»

se brise et que de la résine s’enduise sous l’échantillon et sur le mandrin.

•••• Dans tous les cas, il est sage de s’exercer à l’étalement de la résine choisie sur des

échantillons de test de taille similaire aux échantillons de procédé afin de trouver

une méthode donnant une couverture et une uniformité adéquates. Noter que le

type de surface et les traitements antérieurs de celle-ci influencent la couverture

ainsi que l’adhérence de la résine.

12) Déposer la pipette sur un support

13) Fermer le couvercle et procédé à l’étalement sans tarder

14) Pour d’autres échantillons, répéter à l’étape 11 s’il reste de la résine OU à l’étape 1 s’il

manque de résine mais dans ce cas avec une pipette NEUVE.

15) A la fin, vider toute résine des pipettes dans le contenant de récupération de résine et

déposer ensuite la pipette dans le bac de pipettes usagées, situé au fond dans le banc

ventilé.

16) Effectuer le nettoyage de la tournette (OBLIGATOIRE à la fin de vos étalements!)

Récupération

Tout surplus de résine est éliminé dans la bouteille de récupération de résine appropriée située

dans le banc ventilé. Noter qu’il y a une bouteille de récupération dédiée aux électrorésines

dont le solvant est l’anisole (résine généralement claires) et une autre bouteille pour les

photorésines, les LOR et autres résines (résines généralement colorés). Vérifier que la résine

utilisée est bien dans la liste des produits listés sur l’étiquette de récupération avant d’y vider les

restes de résine des pipettes (fig.22).

Fig. 22 Bouteilles de récupération identifiées

Nettoyage de la tournette

La tournette doit être nettoyée à fond après usage. Ce nettoyage est la responsabilité de

l’utilisateur. Veuillez aviser le service technique si la tournette n’est pas propre à votre arrivée

ou ne se trouve pas en bonne condition. Il faut savoir que la résine collée sur les parois peut finir

par sécher et se décoller, ce qui cause une grande source de contamination sur les résines

fraichement étalés sur les substrats.

Pour nettoyer la tournette, revêtir les gants verts situés derrière le banc ventilé. Utiliser des

chiffons de salles blanches que vous imbiberez soit d’acétone (ou de remover 1165 pour les LOR

et certaines résines moins solubles) afin de diluer au passage la résine qui recouvre les parois

internes de la tournette. Il faut nettoyer la partie inférieure, mais aussi la partie supérieure

(couvercle), particulièrement sur le rebord interne («gouttière») où la résine s’accumule.

Nettoyer aussi l’adaptateur utilisé ou le mandrin. Cependant, utiliser de l’alcool pour nettoyer le

joint d’étanchéité du mandrin ou de l’adaptateur s’il en est muni. S’il reste toujours de la résine,

passer un chiffon imbibé d’acétone sur le joint un court instant puis essuyer immédiatement

avec un chiffon imbibé d’alcool (IPA) pour ne pas que le joint soit affecté par l’acétone.

Jeter tous les chiffons usagés dans la poubelle ventilée situé à droite du banc ventilé.

Noter que les LOR peuvent s’enlever facilement avec un solvant régulier (acétone, IPA, …) s’il

n’a pas eu le temps de sécher, c’est-à-dire, en pratique, immédiatement après chaque

étalement.

C. Exposition au rayonnement UV

Les aligneuses à contact tels que la OAI 200 ou la OAI 806 MBA (fig. 3 et 4) sont constitués d’une

source lumineuse UV, d’une source d’alimentation pour la lampe, d’un châssis avec support du

masque et support de substrat et d’un système de microscope pour aider à faire l’alignement du

substrat avec le masque lorsque cela est requis.

Mise en route de l’aligneuse OAI200

1) Ouvrir les valves de succion et d’azote sur le mur à la gauche de l’aligneuse. Il n’y a pas

de valve d’air comprimé à ouvrir simplement parce que, pour des raisons pratique,

l’azote servant normalement que pour la purge a aussi été branché sur l’entrée d’air

comprimé de l’appareil.

2) Mettre sous tension la source d’alimentation de la lampe UV (fig.23). Pour ce faire

soulever le levier du disjoncteur vers le haut.

Fig.23 Source d’alimentation de la lampe UV de l’OAI 806 MBA

3) S’assurer que le sélecteur d’affichage (METER SELECT) est à la position POWER et que le

sélecteur de mode est au mode Constant Intensity CI (indicateur à DEL éteint) et non

pas CP (CP= LED rouge allumé sur le contrôleur de l’OAI 200).

4) Appuyer ensuite momentanément sur le bouton START pour allumer la lampe UV. De 1

à 3 secondes suffisent normalement pour que les pulses à haute tension appliqués entre

les électrodes de la lampe fassent illuminer la vapeur de mercure. On peut donc

relâcher le bouton dès que l’affichage de la puissance (POWER) appliquée à la lampe

n’est plus nul. La source d’alimentation va maintenant augmenter la puissance

appliquée à la lampe jusqu’à la puissance nominale (195W-200W pour la OAI 200).

Pendant la période de stabilisation, le courant à la lampe va diminuer et la tension va

augmenter jusqu’à leur valeur nominale recommandé par le fabricant (inscrite sur

l’emballage de la lampe). Pour plus de reproductibilité dans les résultats, il est

recommandé d’attendre la fin de la période de stabilisation (au moins 5 minutes) avant

d’exposer. Noter que la lampe est allumée AVANT l’appareil pour éviter que les pointes

de tension n’affecte l’électronique des contrôles celui-ci.

5) Mettre sous tension le contrôleur de l’obturateur de l’aligneuse (TIMER), c’est-à-dire ce

qui commande la pièce mobile bloquant le passage des UV vers la lentille. (fig.24)

EXPOSE : pour forcer l’exposition UV

de la durée indiquée au timer

RESET : Pour fermer l’obturateur et

stopper l’exposition aux UV

1000 SEC : Sélection de l’échelle pour

la plage de 0 à 999sec d’exposition

100 SEC : Sélection de l’échelle pour la

plage de 0 à 99,9sec d’exposition

LAMP TEST : exposition UV de durée

indéfinie (réservé pour maintenance et

calibration)

DEL allumée : point décimal pour le

contrôle numérique de la durée

Fig.24 Contrôleur de l’obturateur de l’aligneuse OAI200

Ajustement de la durée d’exposition

1) Sélectionner l’échelle de 1000 secondes ou de 100 secondes selon la durée

d’exposition. Bien que l’échelle de 100 secondes permette une précision théorique à la

dixième de seconde, le mouvement de l’obturateur requière tout de même plus ou

moins 0.3 seconde. Il est donc recommandé de ne pas exposer moins de 3 secondes

pour avoir plus de reproductibilité sur la durée d’exposition.

2) Ajuster la durée d’exposition désirée en pivotant les roulettes numériques du Timer

sachant que l’intensité est normalement fixée à 15mW/cm2 (photodétecteur sensible à

+/-400nm). Note : Énergie (mJ/cm2)=Intensité (mW/cm2) x durée (sec)

Préparation du support de substrat et installation du masque

1) S’assurer que le support de masque est abaissé en position horizontale, soit avec le

bouton MASK FRAME vers le bas (CLOSE) (fig.26).

2) Si ce n’est pas déjà fait, déplacer délicatement le chariot du microscope complètement

vers l’arrière. Pour ce faire, utiliser votre main droite sur la poignée du bas et appuyer

avec le pouce sur le bouton noir pour désactiver la succion et permettre le

déplacement.

3) Centrer le support du substrat dans l’ouverture circulaire du support de masque à l’aide

des vis micrométriques de déplacement du support en X et Y (fig.25 et 26). ATTENTION :

Utiliser l’extrémité des vis et non pas la bague d’ajustement différentiel sub-

micrométrique de ces vis pour ne pas endommager le mécanisme!

Fig.25 Vis micrométrique de déplacement en Y : déplacements différentiel et régulier

4) Positionner la vis micrométrique de déplacement angulaire du support à mi-course

(environ 12mm), pour un maximum de latitude dans les deux sens de rotation.

Fig.26 Chariot mobile du support de masque et de substrat

Y

R

Z

MASK

FRAME

X

5) Dévisser et retirer les boulons des 2 plaques de retenus sur le dessus du support de

masque. On peut aussi laisser un boulon partiellement dévissé à une extrémité de

chaque plaque et faire pivoter celles-ci pour une réinstallation plus rapide.

6) Installer le masque de 4x4po (chrome anti-réfléchissant de couleur bronze vers le bas!)

en plaçant celui-ci contre les 2 butées vers l’arrière. Centrer le masque entre les 2

orifices latéraux.

7) Appliquer la succion au support de masque en poussant sur le bouton MASK VAC (PUSH

ON) (fig.27).

8) Replacer les plaques et revisser les boulons uniformément sans trop serrer.

Fig.27 Contrôles impliquant la succion

9) Vérifier si le masque est bien positionné angulairement. Pour corriger l’angle du

masque, dévisser partiellement les boulons situés au deux côtés du support de masque

et faire pivoter sur lui-même le disque supportant le masque. Idéalement, les axes de

déplacement du microscope en X et Y devraient coïncider avec les axes orthogonaux du

design sur le masque. Ne pas oublier de resserrer correctement les boulons.

Installation du substrat

1) Placer l’interrupteur MASK FRAME en position OPEN ce qui soulève le support de

masque avec un angle d’environ 45 degrés. Si le support de se soulève pas, s’assurer

que le chariot du microscope est bien positionné entièrement vers l’arrière. En effet,

dans ces conditions, le MASK FRAME ne pourra se soulever afin d’éviter qu’ils ne

s’entrechoquent.

2) Avec le bouton BALL VAC en position vers le bas (OFF) (fig.27), le plateau du support de

substrat est mobile pour permettre la «planarisation» du substrat contre le masque, un

peu à la manière d’une rotule. Cependant, la position du plateau peut être figée en

plaçant le bouton BALL VAC à vers le haut (ON).

3) Le support de substrat peut être monté ou descendu pour rapprocher ou éloigner le

substrat du masque en tournant le gros bouton à cadran sur de devant du chariot (axe

Z). Le support va monter (ou descendre) si on tourne dans le sens horaire (ou

antihoraire).

4) S’assurer que le chariot est en position suffisamment basse si des substrats de plus forte

épaisseur sont utilisés. Noter que même si on peut tourner continuellement le bouton

dans le sens antihoraire, la position la plus basse du support correspond à la position ou

un épaulement de la tige centrale sous le support est dans le même plan que le haut du

châssis du chariot. ÉVITER de poursuivre la rotation, sinon la vis «sans fin» viendra

appuyer sur la tôle métallique du châssis et un déplacement du chariot dans ces

conditions endommagera cette surface (écaillage de la peinture et usure du métal).

5) Si vous utiliser le mode Vacuum contact (pour plus de précision), installer

soigneusement le joint d’étanchéité dans la rainure autour du support de substrat.

Consulter le personnel technique pour les détails.

6) La «planarisation» avec des substrats de 3po est aisée, mais pas pour de plus petits

échantillons. Pour faciliter cette étape, il est recommandé de placer le plateau du

support d’échantillon le plus à l’horizontale possible.

7) Déposer le substrat ou l’échantillon à l’aide de pince au centre du plateau, sur l’orifice

de succion. Noter qu’un autre plateau avec une croix plutôt qu’un simple orifice permet

de mieux maintenir la succion sur un substrat de 3po de diamètre. Pour faire ces

changements, demander au personnel technique.

8) Corriger grossièrement l’angle ou la position du substrat ou de l’échantillon en le

pivotant avec les pinces puis enclencher la succion avec SUB VAC en position haute

(ON).

9) Corriger au besoin l’angle du plateau du substrat avec le micromètre de position

angulaire ou de rotation (R à la fig.26). Le plateau tourne dans le sens horaire (ou

antihoraire) vu du dessus quand on tourne le micromètre dans le sens horaire (ou

antihoraire) vu de face.

10) Abaisser le support de masque avec MASK FRAME en position basse (CLOSE).

«Planarisation»

1) Au besoin, ajuster la «force» maximale pouvant être appliquée par le bouton CHUCK Z

ADJUST (fig.28). En général, on voudra réduire cette force pour des échantillons plus

fragile (InP, substrats minces, …). Bien entendu, comme le contact est fait

manuellement, il n’est pas nécessaire d’atteindre le seuil maximal pour mettre

l’échantillon en contact avec le masque. Par contre, si on tente de dépasser le seuil, la

corroie du bouton de montée ou descente du plateau va glisser et la force maximale ne

sera pas dépassée.

Fig.28 Cadran de lecture et contrôle de l’ajustement de la force maximale applicable selon l’axe

vertical (Z)

2) Monter le substrat jusqu’au contact avec le masque pour faire la «planarisation» et

redescendre légèrement le plateau du substrat pour pouvoir effectuer des mouvements

(déplacements selon X, Y ou R avec les micromètres).

Observation visuelle et au microscope

1) Si le masque est à champs clair ou présente des ouvertures suffisamment grandes pour

voir le contour de l’échantillon ou des repères visuels sur l’échantillon, effectuer des

déplacements grossiers en rotation, et en X et Y en observant à l’œil nu au travers de

ces ouvertures.

2) Tourner le bouton à mi-échelle (position «0») pour ouvrir l’alimentation de la source

lumineuse et obtenir un bon éclairage par fibre optique des binoculaires du microscope

(fig.29). Noter qu’un filtre empêche toute exposition UV de la source vers le substrat.

Fig.29 Source lumineuse du microscope Fig.30 Microscope binoculaire et caméra

3) Déplacer le chariot du microscope complètement vers l’avant en utilisant votre main

droite sur la poignée du bas et en appuyant sur le bouton avec le pouce. Ralentir en fin

de course.

4) Avec la main droite sur la poignée du haut, appuyer avec vos doigts sur les boutons

pour permettre le déplacement du microscope selon un ou selon les deux axes X et Y.

5) Ajuster la hauteur des oculaires du microscope en les inclinant à votre hauteur et en

pivotant pour ajuster la distance interoculaire (fig.30). Il est possible aussi de les pivoter

complètement pour une plus grande variation de la hauteur effective pour l’usager.

6) Le microscope est muni d’un zoom de 0.75x à 11.25X et d’oculaires 20X (les 10X sont

aussi disponibles sur demande). Les boutons de zoom sont situés à mi-hauteur sur la

colonne. Un peu plus bas, les gros boutons coaxiaux servent à l’ajustement grossier et à

l’ajustement fin du foyer sur le plan du masque et/ou de l’échantillon.

7) Sur le devant, la roulette noire permet augmenter (ou de réduire) la profondeur de

champ en réduisant en contrepartie la quantité de lumière incidente.

8) Complètement au bout des objectifs se situe une lame quart de longueur d’onde. Elle

peut être pivotée légèrement au besoin pour maximiser la quantité de lumière perçue.

9) Pour voir l’image sur l’écran, déplacer la souris pour activer l’écran (fig.31). L’application

Pixelink permet de voir l’image perçue par la caméra. Noter que seule l’image venant de

l’oculaire droit est affiché puisque la caméra partage le chemin optique de ce côté.

10) La fenêtre de Setup de cette application permet d’ajuster une durée d’exposition ou de

passer en mode automatique (non-recommandé). Noter qu’il y a toujours un petit délai

d’affichage qui est perceptible, surtout pour un temps d’exposition un peu plus long.

11) Dans la figure 31 ci-dessous, il s’agit bien d’un masque à champ foncé, mais ce champ

opaque apparait clair puisque c’est la lumière réfléchie qui retourne vers les oculaires

ou la caméra (chrome réfléchissant). Ainsi, pour un masque à champ foncé, ce sera en

regardant dans les ouvertures sombres qui sont en fait les parties claires du masque que

l’on fera l’alignement! Autrement dit, les attributs «champ clair» ou «champ foncé»

correspondent à la propriété de la lumière TRANSMISE et non pas réfléchie…

Fig.31 Zone d’un masque vue par la caméra

Alignement

1) L’alignement est souvent trivial pour un premier niveau de lithographie. Ce peut être

un méplat du substrat ou une arrête de l’échantillon qui détermine la rotation à faire

par rapport au masque. Ensuite, ce peut être simplement un centrage approximatif

pour le positionnement en X et Y.

2) Pour tous les niveaux subséquents de lithographie, un alignement précis est requis, et

dans certains cas, on recherche une précision aux limites de l’appareil (<1um).

3) Pour une efficacité accrue à l’alignement et un rendement maximal pour les dispositifs,

il faut d’abord effectuer l’ajustement de la rotation, sans nécessairement prioriser le

positionnement X et Y. Utiliser les micromètres X, Y et R (fig.26). Pour ce faire, aligner

des structures visibles de l’échantillon avec des parties rectilignes les plus allongés du

design du masque (cadre, bord de grandes ouvertures, lignes) qui doivent être

parallèles. Laisser un décalage X et/ou Y suffisants pour bien visualiser le gap entre ces

lignes parallèles. Déplacer le microscope le long de ces lignes et observer si les lignes

s’éloignent ou se rapprochent. Si c’est le cas, ajuster l’angle de rotation et recommencer

l’observation gauche/droite ou avant/arrière jusqu’à ce que les lignes soient parallèles

sur toute leur longueur.

4) Lorsque la rotation est bien ajustée, effectuer l’alignement en X et Y. Retrouver les

repères d’alignement et aligner d’abord avec les micromètres d’ajustement régulier. Au

besoin, ajuster de façon optimale pour réduire les décalages en X et Y de part et d’autre

du plan du substrat.

5) Effectuer une inspection au microscope pour des éléments du design à divers

grossissements et sur d’autres repères d’alignement éloignés sur votre substrat pour

garantir que l’alignement est bien fait.

6) Faire contact avec le masque. Si «l’ombrage» perçu s’amenuise et stagne lorsque l’on

applique de plus en plus de force, il n’est pas nécessaire de poursuivre jusqu’au seuil

maximum. Si l’ombrage reste relativement grand, le contact n’est pas complet, sans

doute parce que le EBR n’a pas été fait, ou qu’il y a quelque chose qui empêche que le

substrat soit en contact avec le masque. La définition du design dans la résine sera

moins bonne mais peut convenir pour des niveaux de design moins critiques.

7) Optionnellement, utiliser le mode Vacuum contact (fig.32). Ce mode met en contact

étroit le substrat avec le masque et donne souvent la meilleure résolution pour des

substrats de 3po sur l’OAI 200. Au microscope, l’ombrage est minimisé en utilisant ce

mode, souvent même si aucun EBR n’a été fait sur le substrat circulaire. Consulter le

personnel pour plus de détails.

Fig.32 Contrôle du mode Vacuum contact de l’OAI 200

8) Vérifier l’alignement à nouveau. Si l’alignement n’est plus bon, descendre un peu pour

dégager, déplacer pour aligner et remettre en contact.

9) Lorsque l’alignement est satisfaisant, déplacer le chariot du microscope vers l’arrière.

10) Pour démarrer l’exposition, utiliser ensuite votre main gauche sur la poignée du chariot

du support de masque et d’échantillon, appuyer sur le bouton avec le pouce et déplacer

le chariot complètement vers la gauche.

11) Après un court délai (<2sec), l’obturateur se déplace alors automatiquement pour

permettre l’exposition aux UV pour la durée indiquée. ATTENTION : NE PAS regarder le

rayonnement UV directement ou indirectement car cela peut endommager votre vision

de façon permanente.

12) Durant l’exposition, le cadran de la source d’alimentation de la lampe UV peut afficher

l’intensité lumineuse perçue par le détecteur si le sélecteur du cadran de droite est à la

position Intensity au lieu de Power. Celle-ci devrait être de 15mW/cm2.

13) A la fin de l’exposition, avec la main gauche et en appuyant sur le bouton, ramener

complètement le chariot vers la droite, en ralentissant en fin de course.

14) Descendre légèrement le plateau du substrat (sens antihoraire)

15) Ouvrir le Mask Frame (OPEN)

16) Fermer la succion SUB VAC

17) Retirer l’échantillon et effectuer l’étape de photolithographie suivante, soit un PEB

optionnel ou un développement.

18) Si après développement, le résultat est satisfaisant pour le premier échantillon,

effectuer l’exposition des autres échantillons. Si l’analyse montre qu’il y a sous-

exposition, augmenter la durée; s’il y a surexposition, la réduire. Noter que l’étape de

développement peut compenser un peu les sous-expositions, mais il est préférable

d’ajuster la durée et de fixer les paramètres du développement.

19) Le tableau 7 donne un aperçu de résultats possibles obtenu après développement pour

divers degrés d’exposition.

Tableau 7 Quelques symptômes de sous-exposition et de surexposition de résines

Résine positive Résine négative

Sous-exposition forte

Résine pas développée jusqu’au fond, très faible contraste de l’image

Résine complètement lavée après développement

Sous-exposition moyenne

Résine résiduelle cause coloration uniforme ou sous forme de tache sur le bord et dans le fond des ouvertures, franges visibles à l’œil nu, contours des ouvertures plus foncés dû aux profils en pente douce

Éléments de résine plus étroits, résine moins résistante

Bonne dose d’exposition

Ouvertures dégagées, uniformes, angles et structures fines bien définis, profils plus verticaux, dimensions ok

Éléments de résine bien définis, profil inversé, dimensions ok

Surexposition moyenne

Angles plus arrondis, profils en pente plus douce

Dimension accrue des éléments de résine

Surexposition forte

Ouvertures agrandies, effet de proximités sur les angles ouverts, lignes étroites qui disparaissent

Éléments de résine qui s’étalent, ouvertures dans la résine rétrécies.

20) Noter qu’il est possible de reprendre du début les photolithographies en retirant la

résine du substrat, tant que l’étape qui suit le développement n’a pas été effectuée.

D. Développement

Développement par immersion

1) Immerger dans un bain de développeur pour une durée prédéterminée. Une légère

agitation peut parfois être de mise. Noter que la température du développeur, sa

fraîcheur et la saturation en résine influence sa capacité de développement. Les

développeurs au KOH sont aussi très sensibles aux contaminations par des développeurs

au TMAH.

2) Immerger ensuite dans un bain de rinçage constitué généralement d’eau déionisée pour

la pluparts des résines ou encore d’alcool isopropylique (IPA) pour certaines résines

négatives. Ce peut être aussi fait avec rinçage continu ou par jets (bouteilles

compressibles par exemple)

3) Sécher au jet d’azote sur un chiffon de salles blanches.

4) La récupération des produits de développement après usage se fait dans des bouteilles

de récupération identifiées.

Développement par pulvérisation avec la développeuse Polos ADC 200

Le panneau de contrôle est identique à celui des étaleuses Polos à l’exception de vannes de

contrôles dont l’ouverture est programmée pour chacune des étapes (fig.37). Consulter le

document des recettes pour plus de détails.

1) S’assurer que les valves suivantes sont ouvertes (fig.32 et 33):

•••• Valve d’eau déionisée sur le mur à droite de la développeuse, à côté de

l’ellipsomètre pour le rinçage (alimentant aussi le banc humide)

•••• Valve d’azote principale (alimentant aussi le jet d’azote) et valve secondaire

identifiée pour la développeuse Polos derrière le banc humide de la développeuse

•••• Valve d’air comprimé derrière le banc humide de la développeuse pour un débit

d’air (CDA) empêchant les liquides d’aller vers le moteur de la tournette.

•••• Valve de succion pour le mandrin derrière le banc humide de la développeuse

Fig.32 Valve d’eau pour le banc humide Fig.33 Valves desservant la Polos 200 ADC

2) Si le panneau de contrôle de la développeuse est éteint, allumer la barre multiprise

montée sur le châssis du banc humide en bas à droite. Dans ce cas, effectuer les

ouvertures et fermetures de couvercle tel que demandé lors de l’initialisation de

l’appareil.

3) Vérifier sur le débitmètre en bas de la barre multiprises qu’un petit débit d’air circule

(bille flottant entre 2 et 5)

4) Les réservoirs de développeurs (MF-319 et d’AZ400K dilués) situés sous le banc sont

sous pression d’azote pour pouvoir obtenir un jet de développeur dans la Polos 200

ADC. Les manomètres devraient indiquer une pression entre 5 et 15psi (fig.34 et 35)

Fig.34 Réservoirs pressurisés Fig.35 Indicateur de niveau bas et manomètre

5) Les réservoirs de développeurs sont aussi munis de détecteur de bas niveau (fig.34 et

35). Vérifier que la lumière qui indique un bas niveau est bien éteinte. Dans le cas

contraire, aviser le service technique. Noter qu’il peut y avoir encore plus d’un litre de

solution lorsque la détection de niveau bas s’affiche. Il est donc possible de poursuivre

encore quelques développements avant de manquer de développeur.

6) Pour de plus petits échantillons, installer l’adaptateur approprié (fig.36).

Fig.36 Intérieur de la Polos 200 ADC Fig.37 Panneau de contrôle de la Polos 200 ADC

7) Le mandrin de 45mm convient pour les substrats de 3 et 4po. Utiliser les outils de

centrage correspondants.

8) Pour les autres grands formats

•••• Dévisser le mandrin 45 mm. S’assurer de ne pas perdre le joint d’étanchéité de la

succion situé au-dessous.

•••• Remplacer par un autre mandrin convenant au substrat. S’assurer que celui-ci a

aussi son joint d’étanchéité au dessous.

•••• Visser bien droit en serrant juste assez pour écraser légèrement le joint en dessous.

ATTENTION : NE PAS trop visser pour ne pas endommager les filets!

9) Installer le substrat ou l’échantillon et appuyer sur VAC. La DEL verte devrait s’allumer.

Si le message Vacuum insuffisant s’affiche ce peut être:

•••• Une valve de succion restée fermée

•••• Des fuites sous le substrat

•••• Un mandrin insuffisamment vissé

•••• L’absence de joint d’étanchéité sous le mandrin

10) Fermer le couvercle

11) Choisir le programme en fonction du développeur requis, et des détails concernant la

méthode et la durée de développement. Consulter le document décrivant les recettes

de développement.

12) Démarrer la séquence

13) Lorsque terminé, soulevé le couvercle, couper la succion (VAC off) et retirer l’échantillon

14) Terminer le séchage au jet d’azote si nécessaire

15) Effectuer le développement de l’échantillon suivant sinon utiliser un échantillon bidon,

refermer le couvercle et effectuer un nettoyage du dôme à l’eau (programme 50).

16) Il est recommandé de faire ce nettoyage à l’eau entre les développements, mais il est

obligatoire à la fin de vos développements!

©Copyright CRN2, diffusion interdite sans autorisation préalable. Rév. 10 mai 2010