光刻清洗工藝介紹教育課件

1、光刻清洗工藝介紹光刻車間的環(huán)境照明：使用黃光，波長較長，能量較低，不會影響光阻，白光含有多種波長，其短波長的成分足以使光阻感光。潔凈度：千級室，0.5um塵埃粒子顆粒數不大于 1000個/ft3，5.0um塵埃粒子顆粒數不大于7.00個/ft3，濕度：3045RH10 溫度：19.4252.8 光刻工藝的概念將光刻板上設計的圖形轉移到基板表面的光刻膠上形成產品所需要圖形的工藝技術。光刻版產品光刻工藝流程 (Photolithography Process)注：根據光阻不同及實際情況調整流程中的操作。 表面處理 光阻涂布 軟烤 曝光測量檢查 硬烤 顯影 曝后烤光刻膠(Photoresist)光刻

2、膠：光刻膠又叫光阻，英文Photoresist（PR）。光阻主要是由樹脂(Resin)、感光劑(Sensitizer)及溶劑等不同的成份所混合而成。其中樹脂的功能是做為黏合劑，感光劑則是一種光活性極強的化合物(PAC Photo Active Compound)，其與樹脂在光阻內的含量通常相當，兩者一起溶在溶劑裡，使混合好的光阻能以液態(tài)的形式存在，以方便使用。基本的樹脂形態(tài)感光劑（PAC）光刻膠的分類正型光阻：光阻本身原來難溶於顯影液，但照光之後會解離成一種易溶於顯影液的結構。負型光阻：光阻照光之後會產生聚合鍵結(Cross linking)，使照光光阻結構加強而不溶於顯影液。正型光刻膠曝光過

3、程化學反應經過適當能量的光源曝照後，在酮基旁的N2會產生不穩(wěn)定現象而脫離，形成中間體B，其結構將會迅速重排，而成為Ketene (乙烯酮)，因為Ketene（乙烯酮）並不穩(wěn)定，會進一步的水解成羧酸(D)，因為羧酸的化學結構具備有OH基，可和鹼性溶液發(fā)生酸鹼中和反應 表面處理(Priming)作用：為了增加光刻膠與基片間的粘附能力，防止顯影時光刻膠圖形的脫落以及防止?jié)穹ǜg時產生側面腐蝕(side etching)。 操作一：在涂敷光刻膠之前，將基片放在惰性氣體中進行熱處理。OHHSiSiSiOOOHHH表面處理(Priming)操作二：在涂敷光刻膠之前，將洗凈的基片表面涂上附著性增強劑。增強劑

4、(HMDS):六甲基乙硅氮烷(Hexa-Mathyl-DiSilazane,簡稱HMDS)HMDS原理：含Si一端（無機端）與晶圓表面的硅醇基進行化學反應，形成-Si-O-Si-鍵結，并使晶圓表面由親水性（Si-OH)變成疏水性（Si-CH3)，含CH3的一端（有機端）與光阻劑中C、H、O等分子團產生較強的作用力，進而促進光阻劑與晶圓表面的附著力。勻膠(PR Coating)作用：為了在Wafer表面得到厚度均勻的光阻薄膜。光阻通過滴管被滴在高速旋轉的Wafer表面，并在離心力的作用下被均勻的涂布在Wafer的表面。 勻膠主要工藝條件：轉速(rpm)Thickness v.s. Spin sp

5、eedSpin Type勻膠缺陷(PR Coating Defect)Air bubblesComets, streaks or flaresPinholesUncoated AreasSwirl pattern軟烤(Soft Bake)上完光阻之后，要進行Soft Bake，其主要目的是通過Soft Bake將光阻中的溶劑蒸發(fā)，增加附著性，并控制光阻的敏感度和將來的線寬，同時也將光阻中的殘余內應力釋放。 軟烤主要工藝條件：、溫度()；、時間(sec)曝光(Exposure)通過光照射光阻，使涂布在Wafer表面的光阻感光，同時將光罩上的圖形傳遞到Wafer上的過程。曝光機曝光系統(tǒng)曝光光源(E

6、xplosure Source)曝光主要工藝條件：曝光量(mj/cm2) 、曝光強度(mW/cm2) 、曝光時間(sec)曝光量(mj/cm2)曝光強度(mW/cm2)曝光時間(sec)ExposeMaskResistSubstratehn曝后烤(Post Exposure Bake)PEB:Post Exposure BakePEB是在曝光結束后對光阻進行烘烤的過程。PEB主要工藝條件：溫度()、時間(sec)PEB作用：1、消除駐波效應；2、進行光酸放大反應及擴散反應 PEB提供光酸催化及擴散反應所活化能，PEB的溫度及時間對光阻感光度及解析度有重大的影響。 顯影(Developing)光

7、阻經曝光后改變了原有的化學結構，使照射區(qū)及非照射區(qū)在顯影劑中的溶解速率產生極大的差別；在正型光阻中，照射區(qū)發(fā)生極性變化、斷鏈等作用，易溶于顯影液中，非照射區(qū)則不易溶；在負型光阻中，照射區(qū)發(fā)生交聯等作用而不易溶于顯影液中，非照射區(qū)則易溶。TMAH (TetraMethylAmmoniumHydroxide 2.38w.t.%)硬烤(Hard Bake)硬烤的目的主要為將殘余的顯影液及清洗液蒸干，并使光阻中的聚合物結構更緊密以減少光阻缺陷，增加與晶圓表面的附著力，提高抗蝕刻性以及增加平坦度等功能。清洗溶液(Cleaning Solutions)SC-1 (Standard Clean 1)NH4O

8、H (28%), H2O2 (30%) and dionized waterClassic formulation is 1:1:5Typically used at 70 CDilute formulations are becoming more popularSC-21:1:5 HCl (30%):H2O2 (30%):H2O at 70 C for 10 mindissolves alkali ions and hydroxides of Al3+, Fe3+, Mg3+desorbs by complexing residual metalsSC-3H2SO4 (98%) and H2O2 (30%) in different ratiosUsed for removing organic contaminants and stripping photoresists濕式蝕刻(Wet Etching)將晶片浸沒於化學溶液中，將進行光刻製程前所沈積的薄膜，把沒有被光阻覆蓋及保護的部分，利化學溶液與晶片表面產生氧化還原作用的化學反應的方式加以去除，以完成