資源描述：
《track光刻膠顯影工藝》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、TRACK工藝簡介潘川2002/1/28摘要本文簡要介紹關(guān)于涂膠、顯影工藝的一些相關(guān)內(nèi)容。引言超大規(guī)模IC對光刻有五個基本要求，即：高分辨率、高靈敏度、精密的套刻對準、低缺陷和大尺寸上的加工問題（如溫度變化引起晶圓的脹縮等）。這五個基本要求中，高分辨率、高靈敏度和低缺陷與涂膠、顯影工藝有很密切的關(guān)系。第一節(jié)涂膠工藝1光刻膠光刻膠主要由樹脂（Resin）、感光劑（Sensitizer）及溶劑（Solvent）等不同材料混合而成的，其中樹脂是粘合劑（Binder）,感光劑是一種光活性（Photoactivity）極強的化合物，它在光刻膠內(nèi)的含量和樹脂相當，兩者同
2、時溶解在溶劑中，以液態(tài)形式保存。除了以上三種主要成分以外，光刻膠還包含一些其它的添加劑（如穩(wěn)定劑，染色劑，表面活性劑）。光刻膠分為正膠和負膠。負膠在曝光后會產(chǎn)生交聯(lián)（CrossLinking）反應(yīng)，使其結(jié)構(gòu)加強而不溶解于顯影液。正膠曝光后會產(chǎn)生分解反應(yīng)，被分解的分子在顯影液中很容易被溶解，從而與未曝光部分形成很強的反差。因負膠經(jīng)曝光后，顯影液會浸入已交聯(lián)的負性光刻膠分子內(nèi)，使膠體積增加，導致顯影后光刻膠圖形和掩膜版上圖形誤差增加，故負膠一般不用于特征尺寸小于0.3um的制造。典型的正膠材料是鄰位醌疊氮基化合物，常用的負膠材料是聚乙稀醇肉桂酸酯。CSMC-HJ
3、用的是正性光刻膠。在相同的光刻膠膜厚和曝光能量相同時，不同光刻膠的感光效果不同。在一定的曝光波長范圍內(nèi)，能量低而感光好的膠稱為靈敏度，反之則認為不靈敏。我們希望在能滿足光刻工藝要求的情況下，靈敏度越大越好，這樣可減少曝光時間，從而提高產(chǎn)量。2涂膠涂膠是在結(jié)凈干燥的圓片表面均勻的涂一層光刻膠。常用的方法是把膠滴在圓片上，然后使圓片高速旋轉(zhuǎn)，液態(tài)膠在旋轉(zhuǎn)中因離心力的作用由軸心沿徑向飛濺出去，受附著力的作用，一部分光刻膠會留在圓片表面。在旋轉(zhuǎn)過程中膠中所含溶劑不斷揮發(fā)，故可得到一層分布均勻的膠膜。涂膠過程有以下幾個步驟：1.1涂膠前處理（Priming）：要使光刻
4、膠精確地轉(zhuǎn)移淹膜版上的圖形，光刻膠與圓片之間必須要有良好的粘附。在涂膠之前，常采用烘烤并用HMDS（六甲基二硅胺）處理的方法來提高附著能力。因圓片表面通常含有來自空氣中的水分子，在涂膠之前，通常將圓片進行去水烘烤以蒸除水分子。我們一般采用100℃/5s.經(jīng)過烘烤的片子，涂一層增粘劑HMDS。涂HMDS的方法通常有兩種，一種是旋轉(zhuǎn)涂布法，這種方法的原理同光刻膠的涂布方法。另一種是汽相涂底法（VaporPriming）,是將氣態(tài)的HMDS在圓片表面形成一層薄膜。汽相涂底法效率高，受顆粒影響小，目前生產(chǎn)中大多采用此法，并與去水烘烤在同一容器中完成。CSMC-HJ的
5、HMDS處理工藝為100℃/55s。確認HMDS的效果用接觸角計測量，一般要求大于65度.前處理須注意來片襯底必須是干凈和干燥的，HMDS處理后應(yīng)及時涂膠，HMDS處理不能過度，安全使用HMDS1.1涂膠（COATING）：涂膠主要控制膠厚及膠厚的均勻性。膠厚主要與光刻膠的粘度和涂膠時的轉(zhuǎn)速有關(guān)。一般較薄的膠（1.0um左右厚度/4000轉(zhuǎn)速）其粘度在24CP左右，而較厚的膠（2.0um左右厚度/4000轉(zhuǎn)速）其粘度在48CP左右。對于同一種光刻膠，其膜厚主要受涂膠時的轉(zhuǎn)速影響，轉(zhuǎn)速越大，膠厚越薄，一般工藝上常用MOTOR轉(zhuǎn)速在3000到5500之間，這時膜
6、厚的穩(wěn)定性較好。影響膜厚均勻性的因素主要有：環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、排風凈壓力、光刻膠溫度、旋轉(zhuǎn)馬達的精度和重復性、預(yù)旋轉(zhuǎn)速度、預(yù)旋轉(zhuǎn)時間、最終旋轉(zhuǎn)速度、最終旋轉(zhuǎn)時間和最終旋轉(zhuǎn)加速度、噴膠狀況和回吸量等因素。環(huán)境溫度的變化大大影響了圓片表面的涂膠均勻性，如圖（一）所示。將環(huán)境溫度設(shè)定于攝氏23度，當環(huán)境溫度變化而其它條件基本不變時，溶劑的揮發(fā)隨溫度的升高而加快。環(huán)境溫度一旦超過23度就會引起圓片邊緣的膜厚的增長，從而影響圓片表面涂膠的均勻性，另外，當環(huán)境溫度低于23度時，由于溶劑的揮發(fā)相對比較慢，膠的流動性稍好。因此膜厚在圓片半徑中間減少，在旋轉(zhuǎn)的過程中，溶劑也
7、在不停地揮發(fā)，造成中間比邊緣的粘性要小，因此，無論在何種溫度下，邊緣的膠厚都會有所增長。環(huán)境濕度的變化也影響了圓片表面的涂覆均勻性，如圖（二）所示。在其它條件基本恒定的情況下，溶劑的揮發(fā)隨著環(huán)境濕度的降低而加快，平均膜厚對濕度的變化是：每1%的濕度降低會引起9%的膜厚增長；旋轉(zhuǎn)腔周圍空氣的干燥引起圓片邊緣的溶劑揮發(fā)加快，從而影響了圓片表面的膜厚均勻性。另一方面當環(huán)境濕度小于40%時，溶劑的揮發(fā)被抑制，會出現(xiàn)圓片中心比邊緣厚的不均勻現(xiàn)象。一般情況下，環(huán)境濕度對圓片表面涂膠均勻性影響遠不如環(huán)境溫度那么強烈。排風靜壓力的變化大大影響了圓片表面的涂膠均勻性，如圖（三
8、）所示。隨著排風風速（靜壓力）的增長，腔內(nèi)不均勻的蒸
