光刻膠主要用于圖形化工藝

以半導(dǎo)體行業(yè)為例,光刻膠主要用于半導(dǎo)體圖形化工藝。圖形化工藝是半導(dǎo)體制造過程中的核心工藝。圖形化可以簡單理解為將設(shè)計(jì)的圖像從掩模版轉(zhuǎn)移到晶圓表面合適的位置。

一般來講圖形化主要包括光刻和刻蝕兩大步驟,分別實(shí)現(xiàn)了從掩模版到光刻膠以及從光刻膠到晶圓表面層的兩步圖形轉(zhuǎn)移,流程一般分為十步:1.表面準(zhǔn)備,2.涂膠,3.軟烘焙,4.對(duì)準(zhǔn)和曝光,5.顯影,6.硬烘焙,7.顯影檢查,8.刻蝕,9.去除光刻膠,10.終檢查。

具體來說,在光刻前首先對(duì)于晶圓表面進(jìn)行清洗,主要采用相關(guān)的濕化學(xué)品,包括氨水等。

晶圓清洗以后用旋涂法在表面涂覆一層光刻膠并烘干以后傳送到光刻機(jī)里。在掩模版與晶圓進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)以后,光線透過掩模版把掩模版上的圖形投影在光刻膠上實(shí)現(xiàn)曝光,這個(gè)過程中主要采用掩模版、光刻膠、光刻膠配套以及相應(yīng)的氣體和濕化學(xué)品。

對(duì)曝光以后的光刻膠進(jìn)行顯影以及再次烘焙并檢查以后,實(shí)現(xiàn)了將圖形從掩模版到光刻膠的次圖形轉(zhuǎn)移。在光刻膠的保護(hù)下,對(duì)于晶圓進(jìn)行刻蝕以后剝離光刻膠然后進(jìn)行檢查,實(shí)現(xiàn)了將圖形從光刻膠到晶圓的第二次圖形轉(zhuǎn)移。

目前主流的刻蝕辦法是等離子體干法刻蝕,主要用到含氟和含體。

選擇光刻膠需要注意什么

光刻加工工藝中為了圖形轉(zhuǎn)移，輻照必須作用在光刻膠上，通過改變光刻膠材料的性質(zhì)，使得在完成光刻工藝后，光刻版圖形被拷貝在圓片的表面。而加工前，如何選用光刻膠在很大程度上已經(jīng)決定了光刻的精度。盡管正性膠的分辨力是較好的，但實(shí)際應(yīng)用中由于加工類型、加工要求、加工成本的考慮，需要對(duì)光刻膠進(jìn)行合理的選擇。

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如何選擇光刻膠

光刻膠必須滿足幾個(gè)硬性指標(biāo)要求：高靈敏度，高對(duì)比度，好的蝕刻阻抗性，高分辨力，易于處理，高純度，長壽命周期，低溶解度，低成本和比較高的玻璃化轉(zhuǎn)換溫度（Tg）。主要的兩個(gè)性能是靈敏度和分辨力。大多數(shù)光刻膠是無定向的聚合體。當(dāng)溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)換溫度，聚合體中相當(dāng)多的鏈條片以分子運(yùn)動(dòng)形式出現(xiàn)，因此呈粘性流動(dòng)。當(dāng)溫度低于玻璃化轉(zhuǎn)換溫度，鏈條片段的分子運(yùn)動(dòng)停止，聚合體表現(xiàn)為玻璃而不是橡膠。當(dāng)Tg低于室溫，膠視為橡膠。當(dāng)Tg高于室溫，膠被視為玻璃。由于溫度高于Tg時(shí)，聚合體流動(dòng)容易，于是加熱膠至它的玻璃轉(zhuǎn)化溫度一段時(shí)間進(jìn)行退火處理，可達(dá)到更穩(wěn)定的能量狀態(tài)。在橡膠狀態(tài)，溶劑可以容易從聚合體中去除，如軟烘培膠工藝。但此時(shí)膠的工作環(huán)境需要格外關(guān)注，當(dāng)軟化膠溫度大于Tg時(shí)，它容易除去溶劑，但也容易混入各種雜質(zhì)。一般來說，結(jié)晶的聚合體不會(huì)用來作為膠，因?yàn)榻Y(jié)晶片的構(gòu)成阻止均一的各向同性的薄膜的形成。

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