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發(fā)布時間:2020-07-23 18:28  






光刻膠的生產(chǎn)步驟  

1、準(zhǔn)備基質(zhì):在涂布光阻劑之前,硅片一般要進行處理,需要經(jīng)過脫水烘培蒸發(fā)掉硅片表面的水分,并涂上用來增加光刻膠與硅片表面附著能力的化合物以及硅二乙胺。

2、涂布光阻劑(photo resist):將硅片放在一個平整的金屬托盤上,托盤內(nèi)有小孔與真空管相連,硅片就被吸在托盤上,這樣硅片就可以與托盤一起旋轉(zhuǎn)。

3、軟烘干:也稱前烘。在液態(tài)的光刻膠中,溶劑成分占65%-85%,甩膠之后雖然液態(tài)的光刻膠已經(jīng)成為固態(tài)的薄膜,但仍有10%-30%的溶劑,容易玷污灰塵。通過在較高溫度下進行烘培,可以使溶劑從光刻膠中揮發(fā)出來,從而降低了灰塵的玷污。

4、曝光:曝光過程中,光刻膠中的感光劑發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),從而使正膠的感光區(qū)、負膠的非感光區(qū)能夠溶解于顯影液中。正性光刻膠中的感光劑DQ發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),變?yōu)橐蚁┩?,進一步水解為茚并羧酸,羧酸對堿性溶劑的溶解度比未感光的感光劑高出約100倍,同時還會促進酚醛樹脂的溶解。于是利用感光與未感光的光刻膠對堿性溶劑的不同溶解度,就可以進行掩膜圖形的轉(zhuǎn)移。

5、顯影(development) :經(jīng)顯影,正膠的感光區(qū)、負膠的非感光區(qū)溶解于顯影液中,曝光后在光刻膠層中的潛在圖形,顯影后便顯現(xiàn)出來,在光刻膠上形成三位圖形。為了提高分辨率,幾乎每一種光刻膠都有專門的顯影液,以保證高質(zhì)量的顯影效果。

6、硬烘干:也稱堅膜。顯影后,硅片還要經(jīng)過一個高溫處理過程,主要作用是除去光刻膠中剩余的溶劑,增強光刻膠對硅片表面的附著力,同時提高光刻膠在刻蝕和離子注入過程中的抗蝕性和保護能力。

7、刻(腐)蝕或離子注入

8、去膠:刻蝕或離子注入之后,已經(jīng)不再需要光刻膠作保護層,可以將其除去,稱為去膠,分為濕法去膠和干法去膠,其中濕法去膠又分去膠和無機溶劑去膠。


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光刻膠的組成部分

光刻膠一般由4種成分組成:樹脂型聚合物、光活性物質(zhì)、溶劑和添加劑。樹脂是光刻膠中占比較大的組分,構(gòu)成光刻膠的基本骨架,主要決定曝光后光刻膠的基本性能,包括硬度、柔韌性、附著力、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性等。光活性物質(zhì)是光刻膠的關(guān)鍵組分,對光刻膠的感光度、分辨率等其決定性作用。

分辨率、對比度和敏感度是光刻膠的核心技術(shù)參數(shù)。隨著集成電路的發(fā)展,芯片制造特征尺寸越來越小,對光刻膠的要求也越來越高。光刻膠的核心技術(shù)參數(shù)包括分辨率、對比度和敏感度等。為了滿足集成電路發(fā)展的需要,光刻膠朝著高分辨率、高對比度以及高敏感度等方向發(fā)展。

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光刻膠的主要技術(shù)參數(shù)

1、分辨率:區(qū)別硅片表面相鄰圖形特性的能力,一般用關(guān)鍵尺寸來衡量 分辨率。形成的關(guān)鍵尺寸越小,光刻膠的分辨率越好。

2、對比度:指光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的陡度。對比度越好,形成圖形的側(cè)壁越陡峭,分辨率越好。

3、敏感度:光刻膠上產(chǎn)生一 個良好的圖形所需一 定波長的小能量值(或小曝光量)。單位:焦/平方厘米或mJ/cm2.光刻膠

的敏感性對于波長更短的深紫外光(DUV)、極深紫外光(EUV)等尤為重要。

4、粘滯性/黏度:衡量光刻膠流動特性的參數(shù)。粘滯性隨著光刻膠中的溶劑的減少而增加;高的粘滯性會產(chǎn)生厚的光刻膠;越小的

粘滯性,就有越均勻的光刻膠厚度。

5、粘附性:表征光刻膠粘著于襯底的強度。光刻膠的粘附性不足會導(dǎo)致硅片表面的圖形變形。

6、抗蝕性:光刻膠必須保持它的粘附性,在后續(xù)的刻蝕I序中保護襯底表面。

7、表面張力:液體中將表面分子拉向液體主體內(nèi)的分子間吸引力。光刻膠應(yīng)該具有比較小的表面張力,使光刻膠具有良好的流動性和覆蓋。

8、存儲和傳送:能量可以啟動光刻膠。應(yīng)該存儲在密閉、低溫、不透光的盒中。 同時必須規(guī)定光刻膠的閑置期限和存貯溫度環(huán)境。

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光刻膠相關(guān)知識

光刻開始于一種稱作光刻膠的感光性液體的應(yīng)用。圖形能被映射到光刻膠上,然后用一個developer就能做出需要的模板圖案。光刻膠溶液通常被旋轉(zhuǎn)式滴入wafer。如圖2.5所示,wafer被裝到一個每分鐘能轉(zhuǎn)幾千轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上。幾滴光刻膠溶液就被滴到旋轉(zhuǎn)中的wafer的中心,離心力把溶液甩到表面的所有地方。光刻膠溶液黏著在wafer上形成一層均勻的薄膜。多余的溶液從旋轉(zhuǎn)中的wafer上被甩掉。薄膜在幾秒鐘之內(nèi)就縮到它后期的厚度,溶劑很快就蒸發(fā)掉了,wafer上就留下了一薄層光刻膠。然后通過烘焙去掉后面剩下的溶劑并使光刻膠變硬以便后續(xù)處理。鍍過膜的wafer對特定波成的光線很敏感,特別是紫外(UV)線。相對來說他們?nèi)耘f對其他波長的,包括紅,橙和黃光不太敏感。所以大多數(shù)光刻車間有特殊的黃光系統(tǒng)。



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