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半导体制造技术-光刻工艺基础讲解
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2023-01-23
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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。详细的介绍了光刻工艺的制造技术;
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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 不完全显影
显影后
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( m
m)
F
+1.50
+1.40
+1.30
+1.10
+0.90
+0.90
+0.70
+0.50
+0.10
+0.10
68
72
76
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WJ_TYZ
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