光刻工艺流程
光刻机工艺流程

光刻机工艺流程光刻机工艺是半导体制造过程中的关键步骤之一,用于在半导体芯片上形成微细图案。
本文将介绍光刻机工艺的流程,从准备工作到最终图案的形成。
一、准备工作在进行光刻机工艺之前,需要进行一系列的准备工作。
首先,要确定所需的图案,并将其转化为数字化的掩膜文件。
然后,将该文件传输到光刻机的控制系统中。
接下来,需要准备基片,即芯片的基础材料。
基片会经过一系列的清洗和处理步骤,以确保表面的纯净度和平整度。
二、涂覆光刻胶在进行光刻之前,需要将光刻胶涂覆在基片上。
光刻胶是一种光敏材料,可以通过光的照射形成图案。
涂覆光刻胶的过程称为光刻胶涂覆。
这一步骤需要将光刻胶倒在基片上,并利用离心力使其均匀分布在基片表面。
三、预烘烤涂覆完光刻胶后,需要进行预烘烤步骤。
预烘烤的目的是将光刻胶中的溶剂挥发掉,使其变得更加粘稠。
预烘烤的温度和时间会根据光刻胶的种类和厚度进行调整,以确保光刻胶的性能达到最佳状态。
四、曝光曝光是光刻机工艺中最关键的步骤之一。
在曝光过程中,使用掩膜上的图案来控制光的传输,将光刻胶中被照射到的区域形成所需的图案。
曝光过程中,通过控制曝光光源的强度和时间,可以精确地控制光刻胶的曝光量。
曝光后,需要进行后曝光烘烤,以进一步固化光刻胶。
五、显影显影是将曝光后的光刻胶中未固化的部分去除的过程。
显影液中的化学溶液会将未曝光的光刻胶溶解掉,从而形成所需的图案。
显影的时间和温度会根据光刻胶的种类和厚度进行调整,以确保完全去除未固化的光刻胶。
六、清洗在显影之后,需要对基片进行清洗,以去除显影液和残留的光刻胶。
清洗过程中,使用化学溶液和超声波等方法,将基片表面的污染物清除干净,以保证最终图案的质量。
七、质量检验在完成光刻机工艺后,需要对芯片进行质量检验。
质量检验的目的是验证图案的形成情况以及光刻胶的质量。
常用的质量检验方法包括光学显微镜观察、扫描电子显微镜观察以及测量图案的尺寸和形状等。
八、最终图案的形成经过以上步骤,最终在基片上形成了所需的微细图案。
光刻工艺步骤介绍

A
12
影响胶膜因素:
一 涂胶腔排风量的大小直接影响着胶膜的均匀性; 二 硅片吸盘的水平度、同心度以及真空度都会影响胶
膜的均匀性; 三 胶盘的形状应能有效的防止光刻胶在高速旋转时出
现的“回溅”; 四 涂胶的工作环境,如湿度、温度、洁净度等均会影
响胶膜的质量。
去 边 ( EBR ) 喷管
圆片
吸盘
A 图 正面去边,胶的边缘比较规则。
胶层
胶层 圆片
吸盘 B图背面去边,胶的边缘呈锯齿状。 去边(EBR)喷
管
加速旋转
圆片 吸盘
A
胶 层 圆 片 吸盘
11
涂胶后烘
目的: 提高光刻胶与衬底(圆片)的粘附力及胶膜的抗机 械磨擦能力。
作用: 充分的前烘可以改善胶膜的粘附性与抗刻蚀性。
PR Si3N4
N-Si
Si(P)
SiO2
A
4
光刻工艺步骤实例-N-WELL层曝光
•N-Well Exposure
PR Si3N4
N-Si
Si(P)
SiO2
A
5
光刻工艺步骤实例-N-WELL层次显影
•N-Well Developing
PR Si3N4
N-Si Si(P)
A
SiO2
6
光刻工艺步骤实例-N-WELL的形成
圆片低速渐静止或静止
喷显影液
圆片轻转(依靠圆片表面张力显影液在圆片表面停留一段时间)
较高速旋转(甩去圆片表面的显影液)
喷水旋转
加速旋转(甩干)
停止旋转并取片
显影后烘(坚膜)
圆片送回片架显影工艺完成
光刻与刻蚀工艺流程

光刻与刻蚀工艺流程光刻和刻蚀是微电子加工过程中常用的两个工艺步骤。
光刻用于创建芯片上的图案,而刻蚀则用于移除不需要的材料。
以下是光刻和刻蚀的工艺流程。
光刻工艺流程:1.沉积光刻胶:首先,在硅片上沉积一层光刻胶。
这是一个具有高度选择性和可重复性的光敏聚合物材料,能够在曝光过程中改变化学性质。
2.乾燥和前处理:将光刻胶乾燥,然后对其进行前处理,例如去除表面的污垢和残留物。
3.涂布光刻胶:用涂胶机将光刻胶均匀地涂布在硅片的表面。
4.烘烤:将涂覆有光刻胶的硅片进行烘烤,以去除溶剂并使光刻胶层变得坚硬和耐久。
5.对位:将掩模对位仪对准硅片上的光刻胶层,确保光刻胶上的图案与所需的芯片图案完全一致。
6.曝光:通过紫外线照射机将光传递到光刻胶上,使其形成与掩模图案相同的图案。
7.显影:使用显影液处理光刻胶,显影液会将未曝光的部分光刻胶溶解掉,只留下曝光过的部分。
刻蚀工艺流程:1.腐蚀栅极:首先,通过化学腐蚀将栅极区域的金属材料去除,只保留未覆盖的部分,以便后续步骤。
2.沉积绝缘层:然后,在晶圆上沉积一层绝缘层材料,用以隔离电路的不同层次。
3.涂胶和曝光:使用同样的光刻胶工艺,在绝缘层表面涂覆光刻胶,并将掩模对位仪对准绝缘层上的光刻胶层。
4.显影:通过显影液处理光刻胶,保留所需的图案,暴露绝缘层。
5.刻蚀绝缘层:使用化学腐蚀或物理刻蚀技术,将未被光刻胶保护的绝缘层材料去除,使其与下方的层次保持相同的图案。
6.清洗和检验:最后,对晶圆进行清洗,以去除残留的光刻胶和刻蚀剂。
然后,对刻蚀图案进行检验,确保其质量和精确度。
这就是光刻和刻蚀的工艺流程。
通过这些步骤,可以在微电子芯片上创建复杂的电路和结构,以实现功能丰富的科技产品。
集成电路工艺流程

集成电路工艺流程1 光刻工艺流程1.1 光刻前准备光刻前准备主要包括三个部分:模板准备、洗片准备、光刻胶准备,以下介绍各个部分的准备:(1)模板准备:在确定好电路设计的图纸后,首先把图纸给光刻模板工序,由工艺师对给定的模板进行适当的调整,确保模板上的每个线宽精度与电路图纸相符。
(2)洗片准备:这一步是洗片电路前的准备工序,根据集成电路的不同,有不同的洗片流程,为保证集成电路后续工步的品质,在洗片的物理性能上要有较高的要求,在溶液的洗片中,要求洗片工艺到位,洗片时间要精确,洗片液不能有杂质,质量要稳定,特别是洗片液和洗片时间的选择要适当。
(3)光刻胶准备:光刻胶涉及到光刻料及曝光系统,特别是光刻料要求高,不同型号的光刻料的性能差异较大,所以要求采用正确型号的光刻料,选择性能稳定的光刻料。
1.2 光刻工艺流程(1)模板清洗:模板清洗主要是指洗涤模板,模板清洗时要选择合适的清洗剂,并用规定的时间进行清洗,以保证模板的清洁度,并及时进行润滑,以保证模板的耐用度,防止模板划伤。
(2)洗片:洗片分为新片洗片和再洗片,新片洗片要注意去除隐藏性杂质,并将原料珊瑚片清洗干净。
再洗片时要求去除上一步残留的杂质和外界污染物,保证集成电路元件的耐用性,再洗片也可以用来清洗模板。
(3)蒸汽消毒:蒸汽消毒要求使用洁净蒸汽,以防止杂质和微生物污染,确保集成电路的质量。
(4)光刻制程:光刻制程要求在图案和图形绘制操作之前,要经过模板检测,以保证模板的质量,其次要核对图纸和模板,并进行曝光时间设定,最后要进行曝光机操作,以及检查曝光图案的质量,确保曝光结果的完美。
(5)洗涤:洗涤是指精确洗涤光刻后的集成电路图案,可以去除曝光过程中残留的光刻胶,确保电路图案的光洁度和精细度。
此外,还可以使用高级的洗涤工艺,如超声波洗涤、活性弱酸洗涤、高纯水洗涤等,以满足特殊的应用要求。
光刻机的光刻工艺流程

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光刻胶是一种对光敏感的材料,它能够在特定波长的光照射下发生化学反应,从而改变其溶解性。
光刻工艺简要流程介绍

光刻工艺简要流程介绍光刻工艺是半导体制造中非常重要的一个步骤,主要用于将芯片的电路图案传输至硅片上。
以下是光刻工艺的简要流程介绍。
1.准备工作在进行光刻之前,需要先对硅片进行一系列的准备工作。
包括清洁硅片表面、附着光刻胶、烘干等。
2.光刻胶涂布在准备完毕的硅片上,使用涂胶机将光刻胶均匀地涂布在硅片表面。
光刻胶是一种高分子有机聚合物,具有粘附性能。
3.预烘将涂布光刻胶的硅片放入预烘炉中,通过升温和恒温的方式,将光刻胶中的溶剂挥发,使得光刻胶中的聚合物形成薄膜,并在硅片表面形成一层均匀的保护膜。
4.掩模对位将预烘完毕的硅片和掩模放入对位仪中,在显微镜下进行精确对位。
掩模是一个透明的玻璃衬底上覆盖有芯片的图案。
5.紫外曝光将已对位好的硅片放入紫外曝光机中,打开紫外光源,光束通过掩模上的图案进行投射,将图案的细节库流到硅片上。
6.开发曝光完毕后,将硅片放入显影机中进行开发。
开发液会溶解掉曝光过程中没有暴露到光的光刻胶,显示出光刻胶图案。
7.软烘将开发完毕的硅片放入软烘炉中,通过温度升高将余留在硅片上的开发液挥发,使得光刻胶更加稳定。
8.硬烘将软烘完毕的硅片放入硬烘炉中,通过更高的温度和较长的时间,硬化光刻胶,使其具有更好的耐蚀性。
9.除胶将硬烘完毕的硅片放入去胶机中,用一定的化学液将光刻胶除去,还原出硅片表面的芯片图案。
10.检测和清洁除胶完毕后,需要对硅片进行检测,确保图案的质量和正确性。
之后进行清洁,除去可能残留在硅片上的任何污染物。
光刻工艺是半导体制造中至关重要的一步,其决定了芯片上电路图案的制备质量和精确度。
随着技术的不断进步,光刻工艺也不断改进,以适应更高的图案分辨率和更复杂的电路设计。
光刻工艺流程
光刻工艺流程光刻工艺流程是制备微电子器件的关键步骤之一,它的主要目的是通过光照和化学腐蚀的方法在硅片表面形成所需的图形,从而制造出微小而精确的电子元件。
下面是一个典型的光刻工艺流程示例。
1. 硅片准备:在光刻工艺开始前,首先需要对硅片进行准备。
这包括清洗硅片表面,去除上面的杂质和残留物,并确保硅片表面光滑和干净。
2. 底部防反射涂层(BARC)涂覆:为了减少光的反射和增强图案的对比度,需要在硅片表面涂覆一层BARC。
这层涂层通常是一种光阻材料,可以有效地防止光的反射。
3. 光刻胶涂覆:在硅片表面涂覆一层光刻胶,光刻胶是一种特殊的聚合物材料,它可以在光照后发生化学反应,并形成所需的图案。
4. 预烘烤:为了去除光刻胶中的溶剂和使其固化,需要将硅片进行预烘烤。
这个步骤通常在约100摄氏度的温度下进行。
5. 光刻胶暴光:使用光刻机器将硅片表面的光刻胶进行曝光。
光刻机器通过照射光的特定波长和强度,实现对光刻胶的化学反应。
6. 显影:在曝光后,需要将硅片进行显影,即将未暴露到光的区域的光刻胶去除。
通常使用化学溶液来实现显影,溶剂的选择会根据光刻胶的化学性质进行调整。
7. 后烘烤:在显影后,需要将硅片进行后烘烤,以去除残存的光刻胶,并使得图案更加精确。
后烘烤的温度和时间根据光刻胶的要求进行调整。
8. 金属蒸镀:在完成光刻后,通常需要对硅片表面进行金属蒸镀。
金属蒸镀是将金属材料蒸发到硅片表面,以形成所需的电子元件。
9. 后处理:最后,需要对完成的硅片进行后处理。
这包括去除任何残留的脏污和残留物,清洗硅片表面,并对器件进行测试和检验。
以上是一个典型的光刻工艺流程示例。
实际的光刻工艺会因器件的具体要求和工艺的不同而有所不同。
然而,这个示例提供了一个基本的框架,描述了光刻工艺的一般步骤。
光刻工艺是制备微电子器件的关键步骤之一,对于微电子工业和科研领域都具有重要的意义。
光刻工艺流程和步骤
光刻工艺流程和步骤The photolithography process is a key step in the fabrication of microelectronic devices. This process involves transferring a pattern from a mask onto a substrate coated with a photosensitive material.光刻工艺流程是微电子器件制造中的一个关键步骤。
这个过程涉及将一个掩模上的图案转移到涂有光敏材料的衬底上。
The first step in the photolithography process is to prepare the substrate. This involves cleaning the substrate to remove any contaminants that could interfere with the patterning process. Once clean, a thin layer of photoresist is spin-coated onto the substrate.在光刻工艺流程中的第一步是准备衬底。
这涉及清洁衬底,以去除可能干扰图案形成过程的任何污染物。
一旦清洁,就会在衬底上旋涂一层薄薄的光刻胶。
After the photoresist is applied, the next step is to align and expose the substrate to UV light through a mask. The mask contains the pattern that needs to be transferred onto the substrate. The UV lightpasses through the transparent areas of the mask and exposes the underlying photoresist.在涂了光刻胶之后,下一步是将衬底对准并暴露于透过掩模的紫外光。
光刻工艺简要流程介绍
光刻工艺简要流程介绍光刻工艺是集成电路制造过程中的一项重要工艺,其主要作用是将电路图案按照一定比例缩小并转移到硅片上,形成集成电路的图案。
下面是光刻工艺的简要流程介绍。
1.硅片准备:首先,需要对硅片进行一系列处理,包括清洗、去除表面氧化层、去除杂质等,以确保硅片的表面光洁度和纯净度。
2.上光胶:将光刻胶涂布在硅片表面。
光刻胶是一种特殊的光敏聚合物,对特定波长的光线敏感。
胶涂布可以通过旋涂法、喷涂法等方式进行,以确保胶涂布均匀。
3.等光干燥:将胶涂布的硅片放入特定设备中进行等光干燥。
等光干燥的目的是将胶涂布的光刻胶暴露于特定的光照条件下,以进行后续的曝光制程。
4.接触曝光:采用光刻机进行接触曝光,将预先准备好的掩膜与胶涂布的硅片接触,并通过曝光源投射光束。
光刻胶能够吸收光束并将光的图案转移到胶涂布的硅片上,形成所需的电路图案。
5.显影:经过曝光后,需要进行显影,以去除未受光束照射的光刻胶。
显影液的成分根据光刻胶的特性来确定,可以通过浸泡、喷淋等方式进行显影。
显影液能够溶解未暴露于光束的部分光刻胶,从而形成所需的电路图案。
6.退胶:为了保护已经形成的电路图案,需要对胶涂布的硅片进行退胶处理。
退胶过程中使用氧等氧化物气体,能够将胶层中的光刻胶蒸发掉,从而完全去除胶层。
7.清洗:清洗是整个光刻工艺中的一个重要环节,目的是去除残留的光刻胶、显影液等杂质,并确保表面的洁净度。
清洗方法包括浸泡、超声波清洗、喷淋等。
8.检测:对最终产生的图案进行检测,确保电路图案的质量和准确性。
检测方法包括显微镜观察、扫描电子显微镜观察等。
以上就是光刻工艺的简要流程介绍。
光刻工艺是集成电路制造中至关重要的一环,通过精确的光刻过程,可以将电路图案转移到硅片上,实现电路的制造。
随着半导体技术的不断发展,光刻工艺也在不断改变和创新,以满足更高性能和更小尺寸的集成电路的需求。
光刻和刻蚀工艺流程
光刻和刻蚀工艺流程第一步:光刻掩膜准备光刻工艺的第一步是制备掩膜。
掩膜是一种类似于胶片的薄膜,上面有制作好的电路图形。
通常,光刻掩膜由专门的光刻工艺工程师根据电路图形设计,并通过专业软件生成掩膜图形。
之后将掩膜图形转移到掩膜胶片上。
第二步:光刻胶涂覆接下来,在待加工的硅片表面涂覆一层光刻胶。
光刻胶是一种特殊的光敏物质,具有对紫外光敏感的特性。
使用旋涂机将光刻胶均匀涂覆在硅片上。
第三步:软烘烤硅片上涂覆好光刻胶之后,需要进行软烘烤步骤。
软烘烤的作用是去除光刻胶中的溶剂以及帮助光刻胶更好地附着在硅片表面上。
软烘烤的温度和时间根据不同的光刻胶种类和工艺要求进行调节。
第四步:曝光曝光是光刻工艺的关键步骤。
在曝光台上,将掩膜和被涂覆光刻胶的硅片对准,并通过紫外光照射。
光刻胶中被曝光的部分会发生化学变化,形成光刻胶的图形。
第五步:后烘烤曝光之后,需要进行后烘烤。
烘烤的目的是加强光刻胶的图形,使其更稳定并提高精度。
烘烤温度和时间根据不同的光刻胶种类和工艺要求进行调节。
第六步:显影显影是将光刻胶中未曝光的部分溶解掉的步骤。
将硅片浸入特定的显影液中,显影液会将光刻胶中溶解掉的部分清除掉,形成具有电路图形的光刻胶。
第七步:刻蚀刻蚀是将未被光刻胶保护的硅片表面精确地去除掉部分的步骤,以形成电路图形。
刻蚀液根据硅片的材料和刻蚀目标而确定。
将硅片浸入刻蚀液中,刻蚀液会剥离掉没有光刻胶保护的硅片表面,形成光刻胶的图形。
第八步:去光刻胶刻蚀完成后,需要将光刻胶从硅片上去除。
通常使用酸性或碱性溶液将光刻胶溶解掉。
去光刻胶后,就得到了具有电路图形的硅片。
以上就是光刻和刻蚀的工艺流程。
光刻和刻蚀工艺对于微电子芯片的制造至关重要,能够提供精确的电路图形,是制造集成电路的基础步骤。
随着技术的不断发展,光刻和刻蚀工艺也在不断改进,以满足高集成度和高性能的微电子芯片的制造需求。
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光刻工艺流程Lithography Process摘要:光刻技术(lithography technology)是指集成电路制造中利用光学—化学反应原理和化学,物理刻蚀法,将电路图形传递到单晶表面或介质层上,形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术.光刻是集成电路工艺中的关键性技术,其构想源自于印刷技术中的照相制版技术。
光刻技术的发展使得图形线宽不断缩小,集成度不断提高,从而使得器件不断缩小,性能也不断提利用高。
还有大面积的均匀曝光,提高了产量,质量,降低了成本。
我们所知的光刻工艺的流程为:涂胶→前烘→曝光→显影→坚膜→刻蚀→去胶.Abstract:Lithography technology is the manufacture of integrated circuits using optical — chemical reaction principle and chemical, physical etching method, the circuit pattern is transferred to the single crystal surface or the dielectric layer to form an effective graphics window or function graphics technology。
Lithography is the key technology in integrated circuit technology, the idea originated in printing technology in the photo lithographic process。
Development of lithography technology makes graphics width shrinking, integration continues to improve, so that the devices continue to shrink, the performance is also rising.There are even a large area of exposure, improve the yield, quality and reduce costs。
We know lithography process flow is: Photoresist Coating → Soft bake → exposure →development → hard bake → etching → Strip Photoresist。
关键词:光刻,涂胶,前烘,曝光,显影,坚膜,刻蚀,去胶.Key Words:lithography,Photoresist Coating,Soft bake,exposure,development,hard bake ,etching, Strip Photoresist。
引言:光刻有三要素:光刻机;光刻版(掩模版);光刻胶。
光刻机是IC晶圆中最昂贵的设备,也决定了集成电路最小的特征尺寸。
光刻机的种类有接触式光刻机、接近式光刻机、投影式光刻机和步进式光刻机。
接触式光刻机设备简单,70年代中期前使用,分辨率只有微米级,掩模板和硅片直接接触,使得掩膜版寿命短。
接近式光刻机距硅片表面约10微米,掩膜版拥有更长的寿命,分辨率大于3μm。
投影光刻机类似于投影仪,掩模与硅片之间增加一透镜,掩模与硅片1:1,分辨率大约在1微米左右.步进光刻机在IC中是最流行的,它具有高分辨率(0.25微米或以下),掩膜图形尺寸5X:10X能够得到更好的分辨率,但他的曝光时间是5X的四倍;步进光刻机的价格是最昂贵的。
掩模版包含了对于整个硅片来说确定一工艺层所需的完整管芯阵列。
其中的光刻胶主要由基体(树脂)、感光剂(聚乙烯醇肉桂酸脂)、溶剂(环己酮)、增感剂(5—硝基苊)等不同的材料按一定比例配制而成.其中树脂是粘合剂(Binder),感光剂是一种光活性(Photoactivity)极强的化合物,它在光刻胶内的含量与树脂相当,两者同时溶解在溶剂中,以液态形式保存,以便于使用。
光刻胶分为正胶和负胶;正胶在显影时,感光部分溶解,未感光部分不溶解;负胶显影时感光部分不溶解,不感光部分溶解。
正胶的光敏度和抗腐蚀能力都大于负胶.而光刻胶的作用是在刻蚀(腐蚀)或离子注入过程中,保护被光刻胶覆盖的材料。
高分辨率,高灵敏的光刻胶,低缺陷和精密的套刻对准是ULSI对光刻的要求.要达到这样的要求就必须在光刻的每一个流程都严格把关,这里分别简单讲讲光刻工艺的各个流程。
1.涂胶(Photoresist Coating)涂胶的目的是在硅片表面形成厚度均匀,附着性强,并且没有缺陷的光刻胶薄膜.涂胶作为光刻工艺的第一步,涂胶的好坏直接决定了之后光刻能否正常进行。
涂胶前的Si片是需要处理的以便于光刻胶能更好的附着在上面。
由于光刻胶的疏水性,所以Si片首先需要脱水烘培去除水分.然后使用HMDS(六甲基乙硅氮烷)或TMSDEA(三甲基甲硅烷基二乙胺)作增粘处理。
对涂胶的要求:粘附良好,均匀,薄厚适当。
若胶膜太薄,则会导致针孔多,抗腐蚀性差;若太厚,则分辨率低.涂胶的方式有:浸涂,喷涂,旋涂.其中旋胶工艺步骤:①将光刻胶溶液喷洒到硅片表面上;②加速旋转托盘(硅片),直至达到需要的旋转速度;③达到所需的旋转速度后,保持一定时间的旋转(甩胶)。
光刻工艺中一般采用旋胶,旋转涂胶工艺的示意图如下:2。
前烘(Soft bake)由于在液态的光刻胶溶剂的成份占65%-85%,甩胶后光刻胶变成固态薄膜但仍含有10%—30%的溶剂,容易粘污灰尘。
所以涂胶以后的硅片,需要在一定的温度下进行烘烤,一步骤称为前烘.而前烘的目的是促进胶膜内溶剂充分挥发,使胶膜干燥;增加胶膜与SiO2(Al 膜等)的粘附性及耐磨性。
另外光刻胶的显影速度受光刻胶中溶剂含量的影响.如果溶剂含量过高,显影时光刻胶的溶解速度就比较快,容易导致浮胶,图形也易变形;但是,并不是要去除光刻胶中的所有溶剂,光刻胶中需要剩余一定的溶剂,以便于使感光剂重氮醌转变为羧酸。
这就要求前烘的时间和温度都需要严格地控制。
如果前烘温度太低,或时间过短,除了光刻胶层与硅片表面的黏附性变差之外,曝光的精确度也会因为光刻胶中的溶剂的含量过高而变差。
另外,显影时也易浮胶,图形易变形.如果温度过高,时间过长,光刻胶层黏附性也会因为光刻胶变脆而降低。
而且,过高的烘培温度会使光刻胶中的感光剂发反应,这会使光刻胶在曝光时的敏感度变差,增感剂挥发,导致显不出图形。
前烘的方式一般有:①烘箱对流加热,②红外线辐射加热,③热板传导加热。
在ULSI工艺中,常用的前烘方法是真空热平板烘烤.这种方法方便控制温度,还可以保证加热均匀。
平板烘烤还可以解决光刻胶表面粗糙的问题.3。
曝光(Exposure)光刻胶在经过前烘之后,原来为液态的光刻胶在硅片表面上固化,这样就可以进行曝光.曝光方式有接触式,接近式和投影式。
接触式硅片与光刻版紧密接触,光衍射效应小,分辨率高,但对准困难,易摩擦,是光刻版图形变形,光刻版寿命短且成品率低。
接近式硅片与光刻版保持5—50μm间距,光刻版不易损坏,光衍射效应严重,分辨率低,线宽大于3μm。
投影式曝光利用光学系统,将光刻版的图形投影在硅片上,光刻版不受损伤,对准精度也高,但光学系统复杂,对物镜成像要求高,一般用于3μm以下光刻.目前常见的曝光有光学曝光(紫外、深紫外),X射线曝光,电子束直写式曝光.投影式曝光分类:扫描投影曝光(Scanning projection exposure),70年代末~80年代初,大于1μm工艺;掩膜版1:1全尺寸.步进重复投影曝光(Stepping—repeating projection exposure),80年代末~90年代,0。
35μm~0。
25μm(DUV).掩膜版缩小比例(4:1),棱镜系统的制作难度增加。
扫描步进投影曝光(Scanning stepper projection exposure),90年代末至今,用于小于0。
18μm工艺,增大了每次曝光的视场,提供硅片表面不平整的补偿,提高了整个硅片的尺寸均匀性;但同时需要反向运动,增加了机械系统的精度要求。
需要注意的是在进行曝光时会发生驻波效应,导致曝光的线宽发生变化.为了减弱驻波效应往往在光刻工艺中使用抗反射涂层(ARC)工艺。
利用ARC吸收折射进入ARC的光线,以及根据曝光所使用的波长使ARC与折射进入ARC的光波相匹配,可以降低ARC反射到光刻胶中的光线强度。
ARC的制作方法一般有物理气相淀积(PVD)和化学气相淀积(CVD).4。
显影(D evelopment)曝光之后需要进行后烘,短时间的后烘可以促进光刻胶的关键化学反应,提高光刻胶的粘附性并减少驻波,然后就可以进行显影。
显影是将未感光的负胶或感光的正胶溶解去除,显现出所需的图形。
正胶显影液是含水的碱性显影液,如KOH、TMAH(四甲基氢氧化胺水溶液)等。
负胶显影液是一种有机溶剂,如丙酮、甲苯等。
进行显影的方式有很多种,如:浸入式显影,混凝显影,喷洒显影等。
目前应用最广泛的是喷洒方法。
这种显影可分为三步:①硅片被置于旋转台上,并且在硅片表面上喷洒显影液;②然后硅片将在静止的状态下进行显影;③显影完成后,需要经过漂洗,之后在旋干.漂洗和旋干是为了去除残留在硅片上的显影液。
喷洒显影的优点是它可以满足工艺流水线的要求,提高生产效率.显影之后,一般要通过光学显微镜,扫描电子显微镜或者激光系统来进行显影检验;目的是区分哪些有很低可能性通过最终掩膜检验的晶圆,提供工艺性能和工艺控制数据,以及分拣出需要重做的晶圆。
而影响显影效果的因素主要有:曝光时间,前烘的温度与时间,胶膜的厚度,显影液的浓度以及显影液的温度等.显影时间太短,可能留下光刻胶薄膜层,从而阻挡腐蚀二氧化硅或金属,形成氧化层“小岛”。
时间太短,光刻胶软化、膨胀、钻溶、浮胶,导致图形边缘破坏。
5。
坚膜(Hard Bake)硅片在经过显影之后,需要经历一个高温处理过程,简称坚膜。
坚膜的主要作用是去除光刻胶中剩余的溶剂,增强光刻胶对硅片表面的附着力,同时提高光刻胶在刻蚀和离子注入过程中的抗蚀性和保护能力。
通常坚膜的温度要高于前烘和曝光后烘烤温度,也称为光刻胶的玻璃态转变温度。
坚膜的方法有:(1)恒温烘箱法(180—200℃,30min左右);(2)红外灯照射(照射10min,距离6cm)。
如果坚膜不足,则腐蚀时易浮胶,易侧蚀;如果坚膜过度,则胶膜热膨胀导致翘曲,剥落,腐蚀时易浮胶或钻蚀。