การลดขนาดเและเพิ่มความหนาแน่นของลวดลายระดับจุลภาพด้วยเทคนิคทริมมิ่งลิโธกราฟี

The Micro-Pattern Size Reduction and Density Increasing using Trimming Lithography Technique

Name: อารีรัตน์ สีกลัด

Name: Areerat Sriklad

keyword: การลดขนาดลายวงจร

Abstract: กระบวนการถ่ายแบบลายวงจรทั่วไปต้องอาศัยกระบวนการเคลือบน้ำยาไวแสง การฉายแสง การล้าง ลาย และการกัดลายซ้ำ หลายๆ ครั้งในขั้นตอนต่างๆ และการใช้แผ่นกระจกต้นแบบ (Photomask) ที่มี ความละเอียดสูงเพื่อสร้างลายวงจรที่มีขนาดเล็กและมีความหนาแน่นสูง ถึงแม้ว่ากระบวนการเหล่านี้ จะใช้เวลานาน แต่เมื่อพิจารณาโดยรวมกลับพบว่ามีความคุ้นค่ากว่าการซื้อเครื่องถ่ายย่อแบบลายวงจร (Stepper) รุ่นใหม่ๆ ที่มีราคาแพง งานวิจัยนี้จึงเกิดขึ้นเพื่อศึกษากระบวนการถ่ายแบบลายวงจรด้วยเทคนิคทริมมิ่งลิโธกราฟีสำหรับลด ขนาดลายวงจร และเพิ่มความหนาแน่นลายวงจรรวมถึงพื้นที่ผิวของลายวงจร ซึ่งประหยัดทั้งเวลา และค่าใช้จ่าย เทคนิคนี้ใช้การเลื่อนแผ่นเวเฟอร์หลายครั้งอย่างต่อเนื่องเพื่อฉายแสงตามพลังงานที่ กำหนด โดยใช้แผ่นกระจกต้นแบบเพียงหนึ่งแผ่น และสามารถสร้างลายวงจรจากชั้นฟิล์มที่ถูกฉาย แสงได้โดยการล้างลายเพียงครั้งเดียว โดยในการทดลองได้ใช้เครื่องถ่ายย่อแบบลายวงจรซึ่งมีความ ละเอียดและความยาวคลื่นของแสงอยูที่ 0.5 ไมครอน และ0.365 ไมครอน ตามลำดับเพื่อทำกระบวน การฉายแสงหลายครั้ง (Multi-exposure) ลงบนลายหนาแน่น (Dense line) และลายโดดเดี่ยว (Tsolate line) ที่สร้างจาน้ำยาไวแสงซูมิโตโม พีแอฟไอ -34 เอ โดยมีความกว้างลายที่แตกต่างกัน จากผลการทดลองพบว่าสามารถลดขนาดของลายหนาแน่นและลายโดดเดี่ยวได้สำเร็จ โดยเฉพาะใน กรณีลายโดดเดี่ยว ซึ่งสามารถลดขนาดลายได้จาก 0.8 ไมครอน ไปเป็น 0.18 ไมครอน และ 0.14 ไมครอน สำหรับลายหนาแน่นและลายโดดเดี่ยว ตามลำดับ ซึ่งอยู่ในช่วงที่ต่ำกว่าความละเอียดของ เครื่อง (Sub-resolution patterning) และความยาวคลื่น (Sub-wavelength patterning) ที่ใช้ โดยสามารถ ควบคุมขนาดและความชันของลายวงจรได้ อย่างไรก็ตามมีการสูญเสียชั้นฟิล์มน้ำยาไวแสงอย่างชัด เจน ซึ่งเชื่อว่าเกิดจากการเลี้ยวเบนและแทรกสอดของแสงที่เพิ่มขึ้นเมื่อช่องเปิดมีขนาดเล็กลง การ เพิ่มความหนาแน่นของลายวงจรและพื้นที่ผิวลายสำหรับลายหนาแน่นและโดดเดี่ยวสามารถทำได้ ตามที่วางแผนไว้เช่นเดียวกัน อย่างไรก็ตามลายวงจรที่ได้ก็ยังมีรูปร่างที่แตกต่างจากลายที่ออกแบบ พอสมควร ดังนั้นควรทำการปรับปรุงเงื่อนไขในการฉายแสงหลายครั้งให้เหมาะสมในการนำไปประ ยุกต์ใช้จริง

Abstract: Most lithography techniques typically rely on repetitive processes of photoresist (PR) coating (Multi-photoresist coating), exposure (Multi-exposure), development (Multi-development), and etching (Multi-etching) as well as a utilization of costly detailed masks to produce a smaller and higher density pattern. Although these tedious processes are time consuming, they are, in overall, more cost effective compared to purchasing an advanced stepper system for a similar purpose. This research thus aims to study the trimming lithography technique that is a time and cost saving technique for pattern size reduction and pattern density and surface area enhancement. This technique involves continuously multiple shifts of a target wafer associated with pre-defmed multiple exposures under a single mask. The exposed film can later be developed in a single step. In the experiment, the stepper with the resolution and the exposure wavelength of 0.5 um and 0.356 um respectively, are employed for multiple exposures on dense and isolated patterns Sumitomo PFI-34A PR patterns with various linewidths. It is shown that the dense and isolated patterns can be trimmed down successfully, especially for the isolated pattern whose linewidth can be reduced from 0.8 um to 0.18 um and 0.14 um for dense and isolated patterns respectively, which are in sub-resolution pattemning and sub-wavelengths patterning. The line width and sidewall angle are well controlled; however, the PR thickness loss is obvious and is believed to be enhanced by stronger interference and diffraction from smaller openings. The pattern density and surface area of both dense and isolated patterns can also be increased as expected; however, the actual patterns appear to deviate from the designed ones. Therefore, the condition for multiple-exposures should be further refmed for practical applications.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: ราชวดี ศิลาพันธ์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2554

Modified: 2555-11-24

Issued: 2555-10-31

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: ENE1095

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ENE1095.pdf	2.23 MB	19	2025-09-21 15:08:36
2	ENE1095ab.pdf	23.63 KB	10	2025-09-21 15:08:17

ใช้เวลา

0.02799 วินาที