《光刻清洗工艺简介》PPT课件

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1、大纲光刻工艺介绍一、光刻概述二、工艺流程三、主要工艺设备介绍四、其他清洗工艺介绍一、清洗概述二、常用湿法清洗（腐蚀）方法三、清洗机及超声清洗四、等离子清洗机五、常用化学品理化特性光刻工艺介绍一、光刻概述二、工艺流程三、主要工艺设备介绍四、其他一、光刻概述1、什么是光刻通过曝光将掩模板（reticle）上的图形，转移到晶片（wafer）上的过程叫光刻，图形转移过程包含两个步骤：（1）通过曝光将掩模板图形转移到光刻胶上（2）通过显影将曝光后溶于显影液的光刻胶溶解掉，显露出我们需要的功能窗口。2、光刻的质量光刻的质

2、量:用分辨率、光刻精度以及缺陷密度等来衡量。影响光刻质量的主要因素是：光刻胶、光刻掩模板、曝光方式、曝光系统等。3、基本流程（一）、表面处理为什么要进行表面处理由于晶圆容易吸附潮气到它的表面。光刻胶黏附要求要严格的干燥表面，所以在涂胶之前要进行脱水烘焙和黏附剂的涂覆。脱水烘焙的温度通常在140度到200度之间。有时还要用到黏附剂，黏附剂通常使用HMDS（六甲基二硅胺脘）。表面处理的主要作用是提高光刻胶与衬底之间的粘附力，使之在显影过程中光刻胶不会被液态显影液渗透。（如下图）是否要使用黏附剂要根据图形大小、衬底

3、及光刻胶的种类来决定，HMDS可以用浸泡、喷雾和气相方法来涂覆。二、光刻工艺流程使用烘箱进行HMDS增粘处理要注意那些问题？①预处理完的硅片应在一定的时间内尽快涂胶，以免表面吸附空气中的水分，降低增粘效果。但同时也要充分冷却，因硅片的温度对胶厚有很大的影响。②反复预处理反而会降低增粘效果。③HMDS的瓶盖打开后，其寿命有限，一定要尽快用完。（二）.涂胶目的：就是在晶园表面建立一厚度均匀的、并且没有缺陷的光刻胶膜。方法：静态旋转涂覆动态喷洒涂覆静态涂胶：首先把光刻胶通过管道堆积在晶圆的中心，然后低速旋转使光

4、刻胶铺开，再高速旋转甩掉多余的光刻胶，高速旋转时光刻胶中的溶剂会挥发一部分。动态涂胶：随着wafer直径越来越大，静态涂胶已不能满足要求，动态喷洒是以低速旋转，目的是帮助光刻胶最初的扩散，用这种方法可以用较少量的光刻胶而达到更均匀的光刻胶膜，然后高速旋转完成最终要求薄而均匀的光刻胶膜。滴胶时常出现问题：涂胶的典型过程为：接片对中→稳定转速→滴胶→慢速匀胶→快速匀胶→硅片底部清洗→硅片顶部去边→快速甩干为什么要去边去边分为两步，为底部去边和顶部去边。由于快速甩胶时，整个涂胶腔体内弥漫着溶剂和光刻胶的微粒，一部分

5、光刻胶微粒会黏附在硅片的底部，在随后的工艺过程中会对其它设备造成沾污，所以利用位于硅片底部的一个喷嘴，对硅片底部进行清洗。在快速甩胶结束后，整个硅片上分布的是均匀厚度的光刻胶，但在硅片表面的最外缘一圈，由于气流的影响，胶层特别厚，因在随后的工艺（如腐蚀或注入等）处理中，为了传输或固定，一些设备中的某些机构会接触到硅片表面的边缘，摩擦会使边缘的胶脱落，对设备造成颗粒沾污。涂胶的质量要求是：（1）膜厚符合设计的要求，同时膜厚要均匀，胶面上看不到干涉花纹；（2）胶层内无点缺陷（如针孔等）；（3）涂层表面无尘埃和碎屑

6、等颗粒。膜厚的大小可由下式决定：式中，T为膜厚；P为光刻胶中固体的百分比含量；S为涂布机的转速；K为常数。影响胶厚的因素有：①硅片的温度②胶的温度③环境温度和湿度④排风量⑤涂胶程序（预匀的转速和时间，快速匀胶的速度，加速度等）⑥胶本身的黏度⑦胶量前烘的温度、时间及方式（三）前烘:目的蒸发掉胶中的有机溶剂成分，使晶圆表面的胶固化。增加光刻胶与衬底间的粘附性、光吸收以及抗腐蚀能力；缓和涂胶过程中胶膜内产生的应力等。这个过程中胶中的溶剂基本被蒸发掉，因而通常情况下胶的厚度会变薄（大约减少25%）方法可在

7、热板或烘箱中进行。每一种胶都有其特定的前烘温度和时间,更厚的胶可能需要更长的时间。（四）对准和曝光对准：是掩膜版与光刻机之间的对准，二者均刻有对准标记，使标记对准即可达到掩膜版与光刻机的对准。对准就是确定wafer上图形的位置、方向和变形的过程，然后利用这些数据与掩膜版建立正确的关系。对准必须快速、重复以及精确。对准的结果用套准精度来衡量。套准容差说明了要形成的图形层与前图形层间的最大相对位移。对准标记是wafer和掩膜版上用来确定它们的位置和方向的可见图形，它可能是掩膜版上的一根或多根线，也可能是某种形状。

8、曝光：是要是通过汞弧灯或其他辐射源将掩模板上图形转移到光刻胶图层上曝光工具:接触式光刻机接近式光刻机步进重复式曝光系统扫描式曝光系统用尽可能短的时间使光刻胶充分感光，在显影后获得尽可能高的留膜率，近似垂直的光刻胶侧壁和可控的线宽。曝光质量是影响光刻胶与wafer表面粘附性的重要因素之一。曝光量过度的正胶，由于，感光剂反应不充分，显影时聚合物会发生膨胀，从而引起图形畸变，严重时部分图形会被溶解；曝光量