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化學氣相沉積設備部件光刻工藝過程(三)

2020-07-09 16:04:00

7、顯影(Development)

方法:a、整盒硅片浸沒式顯影(Batch Development)。缺點:顯影液消耗很大;顯影的均勻性差;

b、連續噴霧顯影(Continuous Spray Development)/自動旋轉顯影(Auto-rotation Development)。一個或多個噴嘴噴灑顯影液在硅片表面,同時硅片低速旋轉(100~500rpm)。噴嘴噴霧模式和硅片旋轉速度是實現硅片間溶 解率和均勻性的可重復性的關鍵調節參數。

c、水坑(旋覆浸沒)式顯影(Puddle Development)。噴覆足夠(不能太多,最小化背面濕度)的顯影液到硅片表面,并形成水坑形狀(顯影液的流動保持較低,以減少邊緣顯影速率的變 化)。硅片固定或慢慢旋轉。一般采用多次旋覆顯影液:一次涂覆、保持10~30秒、去除;第二次涂覆、保持、去除。然后用去離子水沖洗(去除硅片兩面的 所有化學品)并旋轉甩干。優點:顯影液用量少;硅片顯影均勻;最小化了溫度梯度。化學氣相沉積設備部件


顯影液:a、正性光刻膠的顯影液。正膠的顯影液位堿性水溶液。KOH和NaOH因為會帶來可 動離子污染(MIC,Movable Ion Contamination),所以在IC制造中一般不用。最普通的正膠顯影液是四甲基氫氧化銨(TMAH)(標準當量濃度為0.26,溫度 15~250C)。在I線光刻膠曝光中會生成羧酸,TMAH顯影液中的堿與酸中和使曝光的光刻膠溶解于顯影液,而未曝光的光刻膠沒有影響;在化學放大光刻 膠(CAR,Chemical Amplified Resist)中包含的酚醛樹脂以PHS形式存在。CAR中的PAG產生的酸會去除PHS中的保護基團(t-BOC),從而使PHS快速溶解于TMAH顯 影液中。整個顯影過程中,TMAH沒有同PHS發生反應。

b、負性光刻膠的顯影液。二甲苯。清洗液為乙酸丁脂或乙醇、三氯乙烯。


顯影中的常見問題:a、顯影不完全(Incomplete Development)。表面還殘留有光刻膠。顯影液不足造成;b、顯影不夠(Under Development)。顯影的側壁不垂直,由顯影時間不足造成;c、過度顯影(Over Development)??拷砻娴墓饪棠z被顯影液過度溶解,形成臺階。顯影時間太長。


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8、硬烘(Hard Baking)

方法:熱板,100~1300C(略高于玻璃化溫度Tg),1~2分鐘。

目的:a、完全蒸發掉光刻膠里面的溶劑(以免在污染后續的離子注入環境,例如DNQ酚醛樹脂 光刻膠中的氮會引起光刻膠局部爆裂);

b、堅膜,以提高光刻膠在離子注入或刻蝕中保護下表面的能力;

c、進一步增強光刻膠與硅片表面之間的黏附性;

d、進 一步減少駐波效應(Standing Wave Effect)。

常見問題:a、烘烤不足(Underbake)。減弱光刻膠的強度(抗刻蝕能力和離子注入中 的阻擋能力);降低針孔填充能力(Gapfill Capability for the needle hole);降低與基底的黏附能力。

b、烘烤過度(Overbake)。引起光刻膠的流動,使圖形精度降低,分辨率變差。


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