第宄章基本咒刻工艺--从曝到最终裣验 棚概述 在本章中,将介绍从显影到最终检验所使用 的基本方法。还涉及掩膜版工艺的使用和定位错 误的讨论 9.1显影 晶园经过曝光后,器件或电路的图形被以曝光 和未曝光区域的形式记录在光刻胶上。通过对未 聚合光刻胶的化学分解来使图形显影。通过显影 完成掩膜版图形到光刻胶上的转移(如图所示)。 不良显影:不完全显影显影不足严重过显影
第九章 基本光刻工艺------ 从曝光到最终检验 －1－ ◼ 概述 在本章中，将介绍从显影到最终检验所使用 的基本方法。还涉及掩膜版工艺的使用和定位错 误的讨论。 9.1 显影 晶园经过曝光后,器件或电路的图形被以曝光 和未曝光区域的形式记录在光刻胶上。通过对未 聚合光刻胶的化学分解来使图形显影。通过显影 完成掩膜版图形到光刻胶上的转移（如图所示）。 不良显影：不完全显影 显影不足 严重过显影
第宄章基本咒刻工艺--从曝到最终裣验 俯视 正确显影 显影不足 表层 光刻胶 z风6 晶 曝光后 显影后 不完全显影 重过显影 正光刻胶 负光刻胶 显影剂 氢氧化钠 二甲苯 Stoddard溶剂 冲洗 水 n-醋酸丁酯
第九章 基本光刻工艺------ 从曝光到最终检验 －2－ 俯视 表层 光刻胶 正确显影 显影不足 曝光后 显影后 不完全显影 严重过显影 晶圆 (a) (b) 正光刻胶 负光刻胶 显影剂 二甲苯 冲洗 水 Stoddard 剂溶 n- 酸丁酯 醋 氢氧化钠
第宄章基本咒刻工艺--从曝到最终裣验 3 负光刻胶显影 当负性光刻胶经过曝光后,它会发生聚合,在 聚合与未聚合之间有足够高的分辨率,从而在显 影过程中聚合的区域只会失去很小部分光刻胶, 而未聚合的区域则在显影过程中分解,但由于两 个区域之间总是存在过渡 区,过渡区是部分聚合的掩膜版 光刻胶,所以,显影结束 反光刻胶层区交交 后必须及时冲洗,使显影圆 液很快稀释,保证过渡区 不被显影,使显影后的图 聚合的光刻胶 部分聚合的光刻胶 形得以完整。 未聚合的光刻胶
第九章 基本光刻工艺------ 从曝光到最终检验 －3－ ◼ 负光刻胶显影 当负性光刻胶经过曝光后，它会发生聚合，在 聚合与未聚合之间有足够高的分辨率，从而在显 影过程中聚合的区域只会失去很小部分光刻胶， 而未聚合的区域则在显影过程中分解，但由于两 个区域之间总是存在过渡 区，过渡区是部分聚合的 光刻胶，所以，显影结束 后必须及时冲洗，使显影 液很快稀释，保证过渡区 不被显影，使显影后的图 形得以完整。 掩膜版 反光刻胶层 晶圆 聚合的光刻胶 部分聚合的光刻胶 未聚合的光刻胶
第宄章基本咒刻工艺--从曝到最终裣验 4 正光刻胶显影 对于正性光刻胶,聚合与未聚合区域的溶解 率约为1:4。这意味着在显影中总会从聚合的区域 失去一些光刻胶。使用过渡的显影液或显影时间 过长都会导致光刻胶太薄而不能使用。 通常要求不高的正光刻胶显影使用减一水溶 液和非离子溶液,对制造敏感电路使用叠氮化四 甲基铵氢氧化物的溶液。 正性光刻胶的显影工艺比负性光刻胶更为敏 感,影响的因素有:软烘焙时间和温度、曝光度 显影液浓度、时间、温度以及显影方法。显影 艺参数由所有变量的测试来决定 图94显示了一个特定的工艺参数对线宽的影响
第九章 基本光刻工艺------ 从曝光到最终检验 －4－ ◼ 正光刻胶显影 对于正性光刻胶，聚合与未聚合区域的溶解 率约为1:4。这意味着在显影中总会从聚合的区域 失去一些光刻胶。使用过渡的显影液或显影时间 过长都会导致光刻胶太薄而不能使用。 通常要求不高的正光刻胶显影使用减－水溶 液和非离子溶液，对制造敏感电路使用叠氮化四 甲基铵氢氧化物的溶液。 正性光刻胶的显影工艺比负性光刻胶更为敏 感，影响的因素有：软烘焙时间和温度、曝光度、 显影液浓度、时间、温度以及显影方法。显影工 艺参数由所有变量的测试来决定。 图9.4显示了一个特定的工艺参数对线宽的影响
第宄章基本咒刻工艺--从曝到最终裣验 1.50 +1.40 20s曝光 +1.30 16s曝光 +1.10 12s曝光 +0.90 餐+0.90 8s曝光 +0.701 光刻胶厚度:1m 持续曝光时间:50s +0.50 (基于68F8s-嗶光) +0.10 显影剂浓度:50% 0.10 曝光后烘焙:无 6872 显影剂温度(F 图94显影剂温度和曝光关系与线宽变化的比较
第九章 基本光刻工艺------ 从曝光到最终检验 －5－ 图9.4 显影剂温度和曝光关系与线宽变化的比较 20 s 光曝 16 s 光曝 12 s 光曝 8 s 光曝 光刻胶厚度： mm 1 持续曝光时间： 0 s 5 （基于 8 F 8 s 曝光） 显影剂浓度： 0% 5 曝光后烘焙：无 线宽变化（ mm ） F +1.50 +1.40 +1.30 +1.10 +0.90 +0.90 +0.70 +0.50 +0.10 +0.10 6 8 7 2 7 6 8 0