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化学气相沉积设备部件光刻工艺过程(一)

2020-07-09 15:48:03

一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。


化学气相沉积设备部件


1、硅片清洗烘干(Cleaning and Pre-Baking)

方法:湿法清洗+去离子水冲洗+脱水烘焙(热板150~2500C,1~2分钟,氮气保护)

目的:a、除去表面的污染物(颗粒、有机物、工艺残余、可动离子);b、除去水蒸气,是基底表面由亲水性变为憎水性,增强表面的黏附性(对光刻胶或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷)。化学气相沉积设备部件


2、涂底(Priming)

方法:a、气相成底膜的热板涂底。HMDS蒸气淀积,200~2500C,30秒钟;优点:涂底均匀、避免颗粒污染;b、旋转涂底。缺点:颗粒污染、涂底不均匀、HMDS用量大。

目的:使表面具有疏水性,增强基底表面与光刻胶的黏附性。


3、旋转涂胶(Spin-on PR Coating)

方法:a、静态涂胶(Static)。硅片静止时,滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂(原光刻胶的溶剂约占65~85%,旋涂后约占10~20%);

b、动态(Dynamic)。低速旋转(500rpm_rotation per minute)、滴胶、加速旋转(3000rpm)、甩胶、挥发溶剂。

决定光刻胶涂胶厚度的关键参数:光刻胶的黏度(Viscosity),黏度越低,光刻胶的厚度越薄;旋转速度,速度越快,厚度越薄;

影响光刻胶厚度均运性的参数:旋转加速度,加速越快越均匀;与旋转加速的时间点有关。

一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关(因为不同级别的曝光波长对应不同的光刻胶种类和分辨率):I-line最厚,约0.7~3μm;KrF的厚度约0.4~0.9μm;ArF的厚度约0.2~0.5μm。


4、软烘(Soft Baking)

方法:真空热板,85~120℃,30~60秒;

目的:除去溶剂(4~7%);增强黏附性;释放光刻胶膜内的应力;防止光刻胶玷污设备;

边缘光刻胶的去除(EBR,Edge Bead Removal)。光刻胶涂覆后,在硅片边缘的正反两面都会有光刻胶的堆积。边缘的光刻胶一般涂布不均匀,不能得到很好的图形,而且容易发生剥离(Peeling)而影响其它部分的图形。所以需要去除。

方法:a、化学的方法(Chemical EBR)。软烘后,用PGMEA或EGMEA去边溶剂,喷出少量在正反面边缘出,并小心控制不要到达光刻胶有效区域;

b、光学方法(Optical EBR)。即硅片边缘曝光(WEE,Wafer Edge Exposure)。在完成图形的曝光后,用激光曝光硅片边缘,然后在显影或特殊溶剂中溶解。


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