光刻工艺流程

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1、光刻工艺流程　摘要：光刻(photoetching)是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺，在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。被除去的部分可能形状是薄膜内的孔或是残留的岛状部分。　　关键词：光刻胶；曝光；烘焙；显影；前景Abstract:photoetchinglithography(is)throughaseriesofstepswillproducewafersurfacefilmofcertainpartsoftheprocess,removeafterthis,wafersurfacewillstayw

2、iththefilmstructure.Thepartcanbeeliminatedwithintheapertureshapeisthinfilmorresidualisland.Keywords:thephotoresist,Exposure;Bake;Enhancement;prospects1基本光刻工艺流程—从表面准备到曝光1.1光刻十步法表面准备—涂光刻胶—软烘焙—对准和曝光—显影—硬烘焙—显影目测—刻蚀—光刻胶去除—最终目检。1.2基本的光刻胶化学物理属性1.2.1组成聚合物+溶剂+感光剂+添加剂,普通应用的光刻胶被设计成与

3、紫外线和激光反应，它们称为光学光刻胶（opticalresist），还有其它光刻胶可以与X射线或者电子束反应。■负胶：聚合物曝光后会由非聚合态变为聚合状态，形成一种互相粘结的物质，抗刻蚀的，大多数负胶里面的聚合物是聚异戊二烯类型的，早期是基于橡胶型的聚合物。■正胶：其基本聚合物是苯酚-甲醛聚合物，也称为苯酚-甲醛Novolak树脂，聚合物是相对不可溶的，在用适当的光能量曝光后，光刻胶转变成可溶状态。1.2.2光刻胶的表现要素■分辨率：resolutioncapability、纵横比-aspectratio（光刻胶厚度与图形打开尺寸的比值、

4、正胶一般比负胶有更高的纵横比）。第9页/共9页■粘结能力：负胶的粘结能力通常比正胶强一些。曝光速度、灵敏性和曝光源：反应速度越快，在光刻蚀区域晶圆的加工速度越快；灵敏性是与导致聚合或者光溶解发生所需要的能量总和相关的；波长越短的射线能量越高。■工艺宽容度：工艺维度越宽，在晶圆表面达到所需要尺寸的可能性就越大。■针孔：针孔是光刻胶层尺寸非常小的空穴，光刻胶层越薄，针孔越多，典型的权衡之一；微粒和污染水平、阶梯覆盖度和热流程。1.2.3正胶和负胶的比较直到20世纪70年代中期，负胶一直在光刻工艺中占主导地位，到20世纪80年代，正胶逐渐被接受

5、。两者相比优缺点如下：正胶的纵横比更高、负胶的粘结力更强曝光速度更快、正胶的针孔数量更好阶梯覆盖度更好，但成本更高、正胶使用水溶性溶剂显影而负胶使用有机溶剂显影。1.2.4光刻胶的物理属性■固体含量：solidcontent一般在20%-40%。■粘度：测试方法有落球粘度计量器、Ostwalk-Cannon-Fenske方法、转动风向标法、粘度单位是厘泊（centipoise），另一种单位称为kinematic粘度，它是centistoke，由粘度（厘泊）除以光刻胶密度而得到，默认温度为25度。■折射系数：indexofrefractio

6、n，对于光刻胶其折射率和玻璃接近约为1.45。■储存与控制：光热敏感度、粘性敏感度、清洁度……1.3光刻工艺剖析1.3.1表面准备■微粒清除：高压氮气吹除、化学湿法清洗、旋转刷刷洗、高压水流。■脱水烘焙：低温烘焙（150~200℃），憎水性-hydrophobic 亲水性-hydrophilic■晶圆涂底胶：HMDS（六甲基乙硅烷）沉浸式涂底胶、旋转式涂底胶、蒸气式涂底胶。1.3.2涂光刻胶普通的光刻胶涂胶方法有三种：刷法、滚转方法和浸泡法，IC封装用光刻胶的涂布方法如下：静态涂胶工艺、动态喷洒、移动手臂喷洒、手动旋转器、自动旋转器、背面

7、涂胶。第9页/共9页1.3.3软烘焙热传递的三种方式：传导、对流和辐射；常用的软烘焙加热方式如下：对流烘箱、手工热板、内置式单片晶圆加热板、移动带式热板、移动带式红外烘箱、微波烘焙、真空烘焙。1.3.4对准和曝光（A&E）■对准系统的性能表现：对准系统包含两个主要子系统、一个是要把图形在晶圆表面上准备定位，另一个是曝光子系统，包括一个曝光光源和一个将辐射光线导向晶圆表面上的机械装置；■对准与曝光系统：光学（接触式、接近式、投影式、步进式），非光学（X射线、电子束）；■曝光光源：高压汞灯、准分子激光器、X射线及电子束。■对准法则：第一个掩膜

8、版的对准是把掩膜版上的Y轴与晶圆上的平边成90°放置，接下来的掩膜都用对准标记（又称靶）与上一层带有图形的掩膜对准。对准误差称为未对准（misalignment）。■曝光后烘焙（PEB）：驻波