光刻技术
光刻
一种将掩膜版的图形转移到衬底表面的图形复制技术,光刻得到的图形一般作为后续工艺的掩膜。
光刻胶
(光致刻蚀剂)是由高分子聚合物、增感剂、溶剂以及其他添加剂组成的混合物,在一定波长的光照射下,高分子聚合物的结构会发生改变。
正胶:经过光照的区域高分子材料发生裂解,在显影液中溶解,未照射的区域保留。显影后图形与掩膜版上不透光的图形相同。分辨率高,粘附性差,成本高。
负胶:经过光照的区域发生交联,在显影液中不溶解,未照射区域溶解。曝光显影后的图形与不透光的图形相反。感光速度快,粘附性好,成本低,分辨率较低。
显影液
正胶显影液:碱金属水溶液,如NaOH/NH4OH/TMAH
负胶显影液:有机溶剂,如二甲苯等
氧化层上的正胶:硫酸:双氧水=3:1
金属上的正胶:有机溶剂,如丙酮
氧化层上的负胶:硫酸:双氧水=3:1
金属上的负胶:氯化物溶剂
变性的光刻胶(如作为注入或刻蚀掩膜的光刻胶层):氧等离子体
光刻的主要步骤
0.粘附性处理:硅片暴露在六甲基二硅胺烷HMDS蒸汽中,增加光刻胶与硅片的粘附强度
TIPS·
预处理完的硅片应在一定的时间内尽快涂胶,以免表面吸附空气中的水分,降低增粘效果。
同时也要充分冷却,因硅片的温度对胶厚有很大的影响。
反复预处理反而会降低增粘效果。
HMDS的瓶盖打开后,其寿命有限,一定要尽快用完。
1.匀胶:硅片真空吸附在离心式匀胶机上高速旋转,把滴在硅片表面的光刻胶涂覆均匀
2.前烘:加热蒸发光刻胶部分溶剂,使光刻胶层初步固化
3.对准和曝光:转移图形
4.显影:把硅片放在显影液中溶解去掉正胶光照部分或者负胶非光照部分
5.后烘:加热硅片使光刻胶中的溶剂进一步蒸发,提高掩膜效果