Posizionamento di circuiti ad altissima precisione nella fotolitografia: il fotoripetitore a wafer
La fotolitografia è un metodo di modellazione ad alta precisione utilizzato per creare strutture su scala nanometrica sui wafer semiconduttori. È un passaggio essenziale nella fabbricazione dei circuiti integrati (CI) e quindi svolge un ruolo significativo nella produzione di dispositivi elettronici moderni
La produzione di schemi circuitali su scala nanometrica consente operazioni più rapide e complesse nei circuiti integrati, consumando al contempo meno energia, il che è fondamentale per le tecnologie future. Utilizzando un accurato monitoraggio dei processi e tecnologie avanzate, è possibile ottenere modelli di circuiti piccoli quanto 3-5 nanometri (nm) o persino 1-2 nm. Tuttavia, anche piccole deviazioni nel processo di fotolitografia, come disallineamenti, contaminazione da particelle o variazioni nell'esposizione e nello sviluppo, possono portare a significative riduzioni della resa che incidono sull'efficienza produttiva e aumentano i costi.
Le fasi del processo: il fotoripetitore a wafer
La produzione di circuiti integrati prevede una lunga serie di fasi di processo, come mostrato nella Figura 1. Prima della fase di fotolitografia, sul wafer viene applicato un rivestimento fotoresistente. Questo rivestimento fotosensibile protegge determinate aree del wafer che saranno esposte alla luce durante il processo litografico. Dopo la fase di fotolitografia, il materiale indesiderato viene rimosso per creare la struttura desiderata durante le fasi di sviluppo e incisione. L'incisione rimuove il materiale indesiderato e il drogaggio ne regola le proprietà elettriche. Questi passaggi vengono ripetuti per creare strati di circuito. Infine, il wafer viene ispezionato per verificare la presenza di eventuali difetti e tagliato in singoli chip.
Figura 1: Il processo di realizzazione dei circuiti integrati
Sistemi di esposizione per fotoripetitori a wafer nella fotolitografia
La figura 2 illustra un sistema di esposizione in cui è posizionato il fotoripetitore a wafer. Il sistema di esposizione opera in una camera bianca, dove Indigo520, insieme a HMP3/HMP7, monitora umidità, temperatura e pressione. Questa configurazione garantisce un ambiente stabile e controllato per il delicato processo di fotolitografia e per il fotoripetitore a wafer.
Figura 2: Sistema di esposizione per il fotoripetitore a wafer
Fotoripetitore a wafer
Il fotoripetitore a wafer, illustrato nella Figura 3, è responsabile della stampa dello schema del circuito su un wafer. Il posizionamento accurato del fotoripetitore è fondamentale e si ottiene tramite misurazioni precise della pressione assoluta, dell'umidità, della temperatura, dell'altitudine e della frequenza laser.
La pressione è la fonte predominante di errore e contribuisce a più della metà delle imprecisioni totali. Il monitoraggio e il controllo di questi cinque parametri consentono una correzione accurata della lunghezza d'onda, essenziale per il posizionamento preciso del modello di circuito sul wafer.
Figura 3: Fotoripetitore a wafer
Strumentazione
Il trasmettitore Indigo520 di Vaisala, dotato di un modulo di misurazione della pressione barometrica e di una o due sonde di misurazione dell'umidità, del punto di rugiada e della temperatura compatibili con Indigo, offre una combinazione esclusiva di parametri chiave in un unico dispositivo industriale. Misura tre parametri simultaneamente: pressione barometrica, umidità/punto di rugiada e temperatura.
Il dispositivo integra le tecnologie HUMICAP®, DRYCAP® e BAROCAP® proprietarie di Vaisala. Inoltre, il DMT143 o DMP7 viene utilizzato per monitorare il livello del punto di rugiada del fotoripetitore.
Misurazione della pressione
| Indigo520 | PTB330 | Barometro | |
| Accuratezza | ±0,15 hPa | ||
| Tempo di risposta T63 | 2 s | ||
| Intervallo di misurazione | 500–1.100 hPa |
Misurazione dell'umidità e del punto di rugiada
| HMP3/ HMP7 | DMP7 | DMT143 | |
| Accuratezza | ±0,8% di umidità relativa | ±2 °C Tdf | ±2 °C Tdf |
| Tempo di risposta T63 | 15 s | 5 s | 5 s [15 s] |
| Intervallo di misurazione | 0–100 %RH, a max. +95 °C Td | −70 - +80 °C Tdf | −70 - +60 °C Td |
Per tutte le applicazioni e le soluzioni misurazione visitare vaisala.com/semicon