第九章_基本光刻工艺流程显影到最终检验

第九章 基本光刻工艺流程-曝光到最终检验 概述 在本章，将解释从光刻胶的显影到最终检验所使用的基本方法。本章末尾将涉及膜版工艺的使用和定位错误的讨论。 目的 完成本章后您将能够： 1. 划出晶圆在显影之前及之后的剖面图。 2. 列出显影的方法。 3. 解释硬烘焙的方法和作用。 4. 列出晶圆在显影检验时被拒绝的至少五个原因。 5. 划出显影-检验-重做工作过程的示意图。 6. 解释湿法刻蚀和干法刻蚀的方法和优缺点。 7. 列出从氧化膜和金属膜上去除光刻胶的机器 8. 解释最终检验的方法和作用。 显影 晶圆完成定位和曝光后，器件或电路的图案被以曝光和未曝光区域的形式记录在光刻胶上（图 9.1）。通过对未聚合光刻胶的化学分解来使图案显影。显影技术被设计成使之把完全一样的膜版上图案复制到光刻胶上。不良的显影工艺造成的问题是不完全显影，它会导致开孔的不正确尺寸，或使开孔的侧面内凹。在某些情况下， 显影不够深而在开孔内留下一层光刻胶。第三个问题是过显影它会过多地从图形边缘或表面上去除光刻胶。 要在保证开孔的直径一致和由于清洗深孔时液体不易进入而造成的清洗困难的情况下保持具有良好形状的开孔是一个特殊的挑战。 负和正的光刻胶有不同的显影性质并要求不同的化学品和工艺。 负光刻胶显影 在光刻胶上成功地使图案显影要依靠光刻胶的曝光机理。负光刻胶暴露在光时会有一个聚合的过程它会导致光刻胶聚合在显影液中分解。在两个区域间有足够高的分解率以使聚合的区域只失去很小部分光刻胶。 对于大多数的负光刻胶显影二甲苯是受欢迎的化学品。它也在作负光刻胶中作溶液使用。显影完成前还要进行冲洗。 对于负光刻胶，通常使用n-丁基醋酸盐作为冲洗化学品，因为它既不会使光刻胶膨胀也不会使之收缩，从而不会导致图案尺寸的改变。用光刻机刻图案的晶圆， 可能使用一种性质较温和的STODDART 溶剂。 俯视 表层 光刻胶 曝光后 显影后 正确曝光 曝光不足 不完全曝光 严重过曝光 （a） （b） 图9.1 光刻胶显影 （a）过程 （b）问题 正光刻胶 负光刻胶 显影剂 NaOH Xylene TMAH Stoddard溶剂 冲洗 水 n-醋酸丁酯 图 9.2 光刻胶显影剂和冲洗用化学品 冲洗的作用是双重的。第一，它快速地稀释显影液。虽然聚合的光刻胶不会被显影液分解，但在曝光的边缘总会有一个过度区其中包含部分聚合的分子。如果显影液留在表面上便会溶解这部分区域而改变图案尺寸。第二，冲洗可去除...