光刻工藝主要性一

光刻膠不僅具有純度要求高、工藝復(fù)雜等特征，還需要相應(yīng)光刻機與之配對調(diào)試。一般情況下，一個芯片在制造過程中需要進行10~50道光刻過程，由于基板不同、分辨率要求不同、蝕刻方式不同等，不同的光刻過程對光刻膠的具體要求也不一樣，即使類似的光刻過程，不同的廠商也會有不同的要求。作為光刻工藝自身的首先過程，一薄層的對紫外光敏感的有機高分子化合物，即通常所說的光刻膠，要涂在樣品表面(SiO2)。

針對不同應(yīng)用需求，光刻膠的品種非常多，這些差異主要通過調(diào)整光刻膠的配方來實現(xiàn)。因此，通過調(diào)整光刻膠的配方，滿足差異化的應(yīng)用需求，是光刻膠制造商核心的技術(shù)。

此外，由于光刻加工分辨率直接關(guān)系到芯片特征尺寸大小，而光刻膠的性能關(guān)系到光刻分辨率的大小。限制光刻分辨率的是光的干涉和衍射效應(yīng)。光刻分辨率與曝光波長、數(shù)值孔徑和工藝系數(shù)相關(guān)。

光刻膠去除

半導(dǎo)體器件制造技術(shù)中，通常利用光刻工藝將掩膜板上的掩膜圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面的光刻膠層中。通常光刻的基本工藝包括涂膠、曝光和顯影等步驟。

在現(xiàn)有技術(shù)中，去除光刻膠層的方法是利用等離子體干法去膠。將帶有光刻膠層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)置于去膠機內(nèi)，在射頻電壓的能量的作用下，灰化氣體被解離為等離子體。所述等離子體和光刻膠發(fā)生反應(yīng)，從而將光刻膠層去除。

而在一些半導(dǎo)體器件設(shè)計時，考慮到器件性能要求，需要對特定區(qū)域進行離子注入，使其滿足各種器件不同功能的要求。一部分閃存產(chǎn)品前段器件形成時，需要利用前面存儲單元cell區(qū)域的層多晶硅與光刻膠共同定義摻雜的區(qū)域，由于光刻膠是作為高濃度金屬摻雜時的阻擋層，在摻雜的過程中，光刻膠的外層吸附了一定濃度的金屬離子，這使得光刻膠外面形成一層堅硬的外殼。光刻膠國內(nèi)的研發(fā)起步較晚光刻膠的研發(fā)，關(guān)鍵在于其成分復(fù)雜、工藝技術(shù)難以掌握。

這層堅硬的外殼可以采取兩種現(xiàn)有方法去除:方法一，采用濕法刻蝕，但這種工藝容易產(chǎn)生光刻膠殘留；按照感光樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類，光刻膠可以分為①光聚合型，采用烯類單體，在光作用下生成自由基，進一步引發(fā)單體聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特點。方法二，先通過干法刻蝕去除硬光刻膠外殼，再采用傳統(tǒng)的干法刻蝕去光刻膠的方法去除剩余的光刻膠的方法，但是這種方式增加了一步工藝流程，浪費能源，而且降低了生產(chǎn)效率；同時，傳統(tǒng)的光刻膠干法刻蝕去除光刻膠時，光刻膠外面的外殼阻擋了光刻膠內(nèi)部的熱量的散發(fā)，光刻膠內(nèi)部膨脹應(yīng)力增大，導(dǎo)致層多晶硅倒塌的現(xiàn)象。

NR9-3000PYNR9 3000PY光刻膠公司

五、曝光

在這一步中，將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進行選擇性地照射。光刻膠中的感光劑會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而使正光刻膠被照射區(qū)域（感光區(qū)域）、負光刻膠未被照射的區(qū)域（非感光區(qū)）化學(xué)成分發(fā)生變化。隨著光刻分辨力的提高，對準(zhǔn)精度要求也越來越高，例如針對45am線寬尺寸，對準(zhǔn)精度要求在5am左右。這些化學(xué)成分發(fā)生變化的區(qū)域，在下一步的能夠溶解于特定的顯影液中。

在接受光照后，正性光刻膠中的感光劑DQ會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，變?yōu)橐蚁┩?，并進一步水解為茚并羧酸（Indene-Carboxylic-Acid, CA），羧酸在堿性溶劑中的溶解度比未感光部分的光刻膠高出約100倍，產(chǎn)生的羧酸同時還會促進酚醛樹脂的溶解。利用感光與未感光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。5-1um，3,前烘，通過在較高溫度下進行烘焙，使存底表面涂覆的光刻膠膜的溶劑揮發(fā)，溶劑將至5%左右，同時增強與襯底的粘附性。

曝光方法：

a、接觸式曝光（Contact Printing）掩膜板直接與光刻膠層接觸。

b、接近式曝光（Proximity Printing）掩膜板與光刻膠層的略微分開，大約為10～50μm。

c、投影式曝光（Projection Printing）。在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實現(xiàn)曝光。

d、步進式曝光(Stepper)

NR77-5000PY

PR1-2000A1 試驗操作流程

PR1-2000A1的厚度范圍可以做到 1500到3500nm，如下以膜厚2900nm為列；

1,靜態(tài)滴膠后以1300轉(zhuǎn)/分速度持續(xù)40秒。同時必須需要在1秒內(nèi)達到從0轉(zhuǎn)/分到1300轉(zhuǎn)/分的升速度；

2，前烘：熱板120度120秒；

3，冷卻至室溫；

4，用波長為365,406,436的波長曝光，

5，在溫度為20-25度，使用RD6浸泡式、噴霧、顯影 ；

6，去除光刻膠，可使用CH3COCH3，RR5,RR41等。