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化學氣相沉積設備部件光刻工藝過程(一)

2020-07-09 15:48:03

一般的光刻工藝要經歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對準曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測等工序。


化學氣相沉積設備部件


1、硅片清洗烘干(Cleaning and Pre-Baking)

方法:濕法清洗+去離子水沖洗+脫水烘焙(熱板150~2500C,1~2分鐘,氮氣保護)

目的:a、除去表面的污染物(顆粒、有機物、工藝殘余、可動離子);b、除去水蒸氣,是基底表面由親水性變為憎水性,增強表面的黏附性(對光刻膠或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷)。化學氣相沉積設備部件


2、涂底(Priming)

方法:a、氣相成底膜的熱板涂底。HMDS蒸氣淀積,200~2500C,30秒鐘;優點:涂底均勻、避免顆粒污染;b、旋轉涂底。缺點:顆粒污染、涂底不均勻、HMDS用量大。

目的:使表面具有疏水性,增強基底表面與光刻膠的黏附性。


3、旋轉涂膠(Spin-on PR Coating)

方法:a、靜態涂膠(Static)。硅片靜止時,滴膠、加速旋轉、甩膠、揮發溶劑(原光刻膠的溶劑約占65~85%,旋涂后約占10~20%);

b、動態(Dynamic)。低速旋轉(500rpm_rotation per minute)、滴膠、加速旋轉(3000rpm)、甩膠、揮發溶劑。

決定光刻膠涂膠厚度的關鍵參數:光刻膠的黏度(Viscosity),黏度越低,光刻膠的厚度越??;旋轉速度,速度越快,厚度越??;

影響光刻膠厚度均運性的參數:旋轉加速度,加速越快越均勻;與旋轉加速的時間點有關。

一般旋涂光刻膠的厚度與曝光的光源波長有關(因為不同級別的曝光波長對應不同的光刻膠種類和分辨率):I-line最厚,約0.7~3μm;KrF的厚度約0.4~0.9μm;ArF的厚度約0.2~0.5μm。


4、軟烘(Soft Baking)

方法:真空熱板,85~120℃,30~60秒;

目的:除去溶劑(4~7%);增強黏附性;釋放光刻膠膜內的應力;防止光刻膠玷污設備;

邊緣光刻膠的去除(EBR,Edge Bead Removal)。光刻膠涂覆后,在硅片邊緣的正反兩面都會有光刻膠的堆積。邊緣的光刻膠一般涂布不均勻,不能得到很好的圖形,而且容易發生剝離(Peeling)而影響其它部分的圖形。所以需要去除。

方法:a、化學的方法(Chemical EBR)。軟烘后,用PGMEA或EGMEA去邊溶劑,噴出少量在正反面邊緣出,并小心控制不要到達光刻膠有效區域;

b、光學方法(Optical EBR)。即硅片邊緣曝光(WEE,Wafer Edge Exposure)。在完成圖形的曝光后,用激光曝光硅片邊緣,然后在顯影或特殊溶劑中溶解。


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