光刻膠制作工藝到去膠工藝
光刻膠是一種有機(jī)化合物,它受紫外光曝光后,在顯影液中的溶解度會(huì)發(fā)生變化。一般光刻膠以液態(tài)涂覆在硅片表面上,曝光后烘烤成固態(tài)。
1、光刻膠的作用:
a、將掩膜板上的圖形轉(zhuǎn)移到硅片表面的氧化層中;
?b、在后續(xù)工序中,保護(hù)下面的材料(刻蝕或離子注入)。
2、光刻膠的分類:
a、根據(jù)光刻膠按照如何響應(yīng)紫外光的特性可以分為兩類:負(fù)性光刻膠和正性光刻膠。 負(fù)性光刻膠(Negative Photo Resist)。最早使用,一直到20世紀(jì)70年代。曝光區(qū)域發(fā)生交聯(lián),難溶于顯影液。特性:良好的粘附能力、良好的阻擋作用、感光速度快;顯影時(shí)發(fā)生變形和膨脹。所以只能用于2m的分辨率。 正性光刻膠(Positive Photo Resist)。20世紀(jì)70年代,有負(fù)性轉(zhuǎn)用正性。正性光刻膠的曝光區(qū)域更加容易溶解于顯影液。特性:分辨率高、臺(tái)階覆蓋好、對(duì)比度好;粘附性差、抗刻蝕能力差、高成本。
b、根據(jù)光刻膠能形成圖形的最小光刻尺寸來分:傳統(tǒng)光刻膠和化學(xué)放大光刻膠。 傳統(tǒng)光刻膠。適用于I線(365nm)、H線(405nm)和G線(436nm),關(guān)鍵尺寸在0.35m及其以上。 化學(xué)放大光刻膠(CAR,Chemical Amplified Resist)。適用于深紫外線(DUV)波長的光刻膠。KrF(248nm)和ArF(193nm)
3、光刻膠的具體性質(zhì):
?a、傳統(tǒng)光刻膠:正膠和負(fù)膠。光刻膠的組成:樹脂(resin/polymer),光刻膠中不同材料的粘合劑,給與光刻膠的機(jī)械與化學(xué)性質(zhì)(如粘附性、膠膜厚度、熱穩(wěn)定性等);感光劑,感光劑對(duì)光能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng);溶劑(Solvent),保持光刻膠的液體狀態(tài),使之具有良好的流動(dòng)性;添加劑(Additive),用以改變光刻膠的某些特性,如改善光刻膠發(fā)生反射而添加染色劑等。 負(fù)性光刻膠。樹脂是聚異戊二烯,一種天然的橡膠;溶劑是二甲苯;感光劑是一種經(jīng)過曝光后釋放出氮?dú)獾墓饷魟a(chǎn)生的自由基在橡膠分子間形成交聯(lián)。從而變得不溶于顯影液。負(fù)性光刻膠在曝光區(qū)由溶劑引起泡漲;曝光時(shí)光刻膠容易與氮?dú)夥磻?yīng)而抑制交聯(lián)。 正性光刻膠。樹脂是一種叫做線性酚醛樹脂的酚醛甲醛,提供光刻膠的粘附性、化學(xué)抗蝕性,當(dāng)沒有溶解抑制劑存在時(shí),線性酚醛樹脂會(huì)溶解在顯影液中;感光劑是光敏化合物(PAC,Photo Active Compound),最常見的是重氮萘醌(DNQ),在曝光前,DNQ是一種強(qiáng)烈的溶解抑制劑,降低樹脂的溶解速度。在紫外曝光后,DNQ在光刻膠中化學(xué)分解,成為溶解度增強(qiáng)劑,大幅提高顯影液中的溶解度因子至100或者更高。這種曝光反應(yīng)會(huì)在DNQ中產(chǎn)生羧酸,它在顯影液中溶解度很高。正性光刻膠具有很好的對(duì)比度,所以生成的圖形具有良好的分辨率。
?b、化學(xué)放大光刻膠(CAR,Chemical Amplified Resist)。樹脂是具有化學(xué)基團(tuán)保護(hù)(t-BOC)的聚乙烯(PHS)。有保護(hù)團(tuán)的樹脂不溶于水;感光劑是光酸產(chǎn)生劑(PAG,Photo Acid Generator),光刻膠曝光后,在曝光區(qū)的PAG發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一種酸。該酸在曝光后熱烘(PEB,Post Exposure Baking)時(shí),作為化學(xué)催化劑將樹脂上的保護(hù)基團(tuán)移走,從而使曝光區(qū)域的光刻膠由原來不溶于水轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨热苡谝运疄橹饕煞值娘@影液?;瘜W(xué)放大光刻膠曝光速度非常快。
4、去膠工藝的注意事項(xiàng)
華林科納經(jīng)過多次為客戶提供去膠清洗方案總結(jié)出:E15以上劑量注入后去膠 (去膠模塊為: 干+濕+漂洗) , A1000去膠后仍有大量膠絲殘留, 在HF漂洗后應(yīng)在暗場、 明場下檢查有無膠絲殘留;
膠絲殘留的影響:
1 . 影響鏡檢圓片表面的質(zhì)量;
2. 對(duì)下道工序的設(shè)備造成沾污, 如: PVD/CVD的腔體、擴(kuò)散的爐管;
3. 影響器件的性能、 成品率及可靠性。
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