小型喷雾干燥机量当然也直接影响
处理的光刻过程中,每次曝光时掩模的图案与光刻胶面上的图案要精确的对准套合,这就像套色彩印一样,否则就会使图形移位,导致光刻精度降低甚至失败。④曝光过程中入射光线在掩模边缘的衍射和反射,在衬底表面的反射和散射都将导致分辨率的降低。⑤光刻胶膜中存在的杂质微粒和针孔都将使曝光光线产生衍射和散射,使光刻精度降低。⑥掩模板本身的精度和质小型喷雾干燥机量当然也直接影响和限制了光刻图形的精度和质量。 进行曝光的方式主要有接触式曝光、接近式曝光、等倍折射式曝光、缩小投影曝光、等倍全
反射式曝光等。其中接触式曝光是用得最早和最广泛的一种曝光,即用一块掩模直接覆盖在光刻胶层面上,两者紧密接触,然后进行曝光。这种方法设备简单,得到的图形尺寸变换差最小,分辨率高,对曝光面积大小没有太大限制。但因掩模与光刻胶面直接紧密接触。因反复使用造成的机械磨损较大,使后来的图形精度下降,掩模本身的使用寿命较短,对光刻胶膜的平整性和强度要求也较高。接近式曝光则是从接触式曝光发展而来的,曝光时掩模不与光刻胶面直接接触,而是相隔一个很近的距离并保持平行,然后利用高度平行的光线进行曝光。这种接近式曝光解决了因掩模板与光刻胶面紧贴而造成的磨损和玷污,提高了掩模的使用寿命,但图像的分辨率和精度亦比接触式曝光有所降低。这两种曝光方式都是使照射光通过掩模后直
接照射在光刻胶层面上的,而其余的几种曝光方式则是依靠光学系统,把掩模上的图案造成像,再把这个像投影到光刻胶膜上,使之曝光的。因而前两者成为非成像曝光方式,后面几种称为成像曝光方式。 曝光所用的光源,目前广泛使用的仍是可见光和紫外光。但随光刻精度要求的不断提高,为克服照射光本身的衍射、反射等造成的缺点,人们正在研究开发应用远紫外光、X射线、电子束、离子束等作为曝光用的光源。 5.显影 经曝光后,光致抗蚀剂层中一部分发生了光交联或光降解,因而使其溶解性发生了变化。选择适当的溶剂,把光刻胶层中可溶性部分溶解掉,使不溶性部分保留下来,这就在光刻胶层上显示出了与掩模相应的图案,或者说把掩模上的图案复制到了光致抗蚀剂层上来。这一步就称为显影,这是从普通照相术中引用过来的术语。显影这步的关键在于选择适当的显影液、显影温度和显影时间。这三个因素是彼此关联,相互影响的,而且随光刻胶的种类、特性及胶层的厚度不同应有所改变的,一般需通过条件试验摸索出来。
显影以后需进行漂洗,把残留在胶层表面的显影液漂洗干净。良好的漂洗 第二讲 光刻技术和光致抗蚀剂399 还能消除在显影过程中光刻胶的溶胀和形变,从而改善成像的精度。 6.坚膜 经过显影后,不溶性的光刻胶部分虽然保留了下来,但由于显影液的浸泡而变软,甚至有些溶胀和微小变形,胶层与基材间的粘着力也降低了。因而需要在180~200℃温度下烘烤30min左右,把渗入到胶层中的微量显影液或水分赶走。使光刻胶层上的图形恢复原来的尺寸。并使光刻胶本身进一步热交联,提高光刻胶本身的强度和耐腐蚀性。同时也改善光刻胶与衬底间的粘着强度。这一步称为坚膜,也称为后烘。 坚膜时应注意控制合适的温度和时间。若坚膜温度太低,时间过短,则胶膜没有烘透,膜不坚固,腐蚀时易产生脱胶现象。若坚膜温度过高,时间过长,胶膜会因热膨胀而产生翘曲和剥落,腐蚀时亦会造成钻蚀或脱胶。坚膜最好采用缓慢升温和自然冷却的烘烤过程。对于腐蚀时间较长的厚膜刻蚀,可在腐蚀一半后再进行一次坚膜后再腐蚀,以提高胶膜的强度和抗蚀力。 7.蚀刻 蚀刻又称腐蚀,是光刻技术中关键的一步。
前面所述各步都是为这一步做准备,是为这一步服务的。光刻技术的目的就是要在被加工的衬底材料(如硅片)表面刻制出指定的图案,以便进行后道加工,而这种刻制工作是通过选择性腐蚀来进行的,利用光致抗蚀剂的抗腐蚀作用,可以保护衬底材料不受腐蚀。通过前面述及的各步,人们已经在需刻蚀的基片表面的光致抗蚀剂层上成功地制得了特定的图案。现在基片表面一部分区域中有光致抗蚀剂保护的,而其余部分则是没有抗蚀剂保护的。选择某种合适的腐蚀剂,能腐蚀基片材料,但对抗蚀剂不起作用,把经显影、坚膜后的基片置于这种腐蚀液中,就可实现选择性的腐蚀,把抗蚀剂层上的图案复制到基片上。这一步就称为蚀刻。 腐蚀的关键首先在于选择合适的腐蚀剂。腐蚀剂必须能对被蚀刻材料进行腐蚀,但对抗蚀剂不起作用。这是最基本的必要