光刻工藝論文-資料下載頁(yè)
2024-10-22 18:45本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】光刻工藝是利用光刻膠的感光性和耐蝕性，在SIO2或金屬膜上復(fù)印并刻蝕出與。響器件的性能指標(biāo),同時(shí)也是影響器件的成品率和可靠性的重要因素.劑配方;最后對(duì)光刻工藝中較常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析和討論.光致抗蝕劑是一種主要由碳、氫等元素組成的高分子化合物，其分子結(jié)構(gòu)有線(xiàn)型和體型兩種。線(xiàn)型高分子化合物，其長(zhǎng)鏈之間的結(jié)合力主要是靠化學(xué)鍵。合要弱的多，所以線(xiàn)型高分子化合物一般是可溶性的，而體型高分子化合物往往是難溶性的。起高分子化合物的機(jī)械和物理性質(zhì)的相應(yīng)變化。根據(jù)光致抗蝕劑在曝光前后溶解性的變化，可以分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠兩種。的物質(zhì)，這類(lèi)抗蝕劑稱(chēng)為負(fù)性光致抗蝕劑，由此組成的光刻膠稱(chēng)為負(fù)性膠。性光致抗蝕劑有聚肉桂酸酯類(lèi)，聚酯類(lèi)和環(huán)化橡膠類(lèi)等。光刻膠中加入適量的5-硝基苊，不僅擴(kuò)大了感光波長(zhǎng)范圍，而且提。⒋光刻膠的配制光刻時(shí)，需根據(jù)具體要求將光致抗蝕劑配成膠狀液體，稱(chēng)為光刻膠。
【正文】 誤或膠液陳舊變質(zhì)，膠的光化學(xué)反應(yīng)性能不好，與硅片表面粘附能力差。 ③ 前烘時(shí)間不足或過(guò)度。 ④ 暴光不足，光化學(xué)反應(yīng)不徹底，部分膠膜容于顯影液中，引起浮膠。 ⑤ 顯影時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 （ 2）腐蝕時(shí)產(chǎn)生浮膠的原因 ① 堅(jiān)膜不足，膠膜沒(méi)有烘透，沾附性差，在腐蝕液作用下引起浮膠。 ② 腐蝕液配比不當(dāng)。如腐蝕的氫氟酸緩沖腐蝕液中氫化銨太少，腐蝕液活潑性太強(qiáng)。 ③ 腐蝕溫度太高或太低。溫度太低，腐蝕時(shí)間太長(zhǎng)，腐蝕液穿透或從膠膜底部滲入，引起浮膠，溫度太高，則腐蝕液活潑性強(qiáng)，也可能產(chǎn)生浮膠。 此外，顯影時(shí)產(chǎn)生浮膠的因素也可能造成腐蝕時(shí)浮膠。腐蝕時(shí)浮膠會(huì)使掩蔽區(qū)的氧化層受到嚴(yán)重破壞。在光刻時(shí)必須加以注意。 毛刺和鉆蝕 腐蝕時(shí)，如果腐蝕液滲入光刻膠膜的邊緣，使圖形邊緣受到腐蝕，從而破壞掩蔽擴(kuò)散的氧化層或捛條的完整性。若滲透腐蝕較輕，圖形邊緣出現(xiàn)針狀的局部破壞，習(xí)慣上稱(chēng)為毛刺。若圖形邊緣腐蝕嚴(yán)重，出現(xiàn)鋸齒狀或花斑狀的破壞，稱(chēng)為鉆蝕。當(dāng) SIO2 掩蔽膜窗口存在毛刺和鉆蝕時(shí)，會(huì)引起側(cè)面擴(kuò)散結(jié)特性變壞，影響器件的成品率和可靠性。 產(chǎn)生毛刺或鉆蝕的原因有： ① 基片表面不清潔，存在油污，灰塵或水汽，使光刻膠和氧化層粘附不良，引起毛刺或局部鉆蝕。 ② 氧化層表面存在磷硅玻璃，特別是磷的濃度較大時(shí)，表面與光刻膠粘附性不好，耐腐蝕性能差，容易造成鉆蝕。 ③ 光刻膠中存在顆粒狀物質(zhì)，造成局部粘附不良。 ④ 對(duì)于光聚合型光刻膠，暴光不足，顯影時(shí)產(chǎn)生鉆溶，腐蝕時(shí)造成毛刺或鉆蝕。 ⑤ 顯影時(shí)過(guò)長(zhǎng)，圖形邊緣發(fā)生鉆溶，腐蝕時(shí)造成鉆溶。 ⑥ 掩模圖形的邊緣有毛刺狀缺陷，以及硅片表面有突起或固體顆粒，在對(duì)準(zhǔn)定位時(shí)掩模與硅片表面間有摩擦，使圖形的邊緣有劃痕，腐蝕時(shí)產(chǎn)生毛刺。 針孔 在光刻圖形外面的氧化層上，經(jīng)光刻后會(huì)出現(xiàn)直徑為微米數(shù)量級(jí)的小孔洞，稱(chēng)為針孔。 針孔的存在，將使氧化層不能有效地起到雜質(zhì)擴(kuò)散的掩蔽作用和絕緣作用。在平面器件生產(chǎn)中，尤其對(duì)集成電路和大功率器件，氧化層針孔是影響成品率的主要因素。例如，光刻集成電路隔離槽時(shí) ，在隔離區(qū)上的針孔經(jīng)隔離擴(kuò)散后會(huì)形成 P 型管道，將使晶體管的集電結(jié)結(jié)面不平整，甚至造成基區(qū)與村底路。對(duì)于大功率平面晶體官，光刻引線(xiàn)孔時(shí)，在延伸電極處的 SIO2，膜上產(chǎn)生針孔，則會(huì)造成金屬化電極與集電區(qū)之間的短路，因此，在大功率晶體管和集成電路產(chǎn)生中，往往在刻引線(xiàn)孔之后，進(jìn)行低溫沉積 SIO2，然后套引線(xiàn)孔，以減少氧化層針孔。光刻時(shí)產(chǎn)生針孔的原因有： ① 氧化硅薄膜表面有塵土、石英屑、硅渣等外來(lái)顆粒，使得涂膠與基片表面未充分沾潤(rùn)，留有未覆蓋的小區(qū)域，腐蝕時(shí)產(chǎn)生針孔。 ② 光刻膠 中含有固體顆粒，影響暴光效果，顯影時(shí)剝落，腐蝕時(shí)產(chǎn)生針孔。 ③ 光刻膠模本身抗蝕能力差，或膠模太薄，腐蝕液局部穿透膠模，造成針孔。 ④ 前烘不足，殘存溶劑阻礙抗腐蝕劑揮發(fā)過(guò)快而鼓泡，腐蝕時(shí)產(chǎn)生針孔。 ⑤ 暴光不足，關(guān)聯(lián)不充分，或暴光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，膠層發(fā)生皺皮，腐蝕液穿透膠模而產(chǎn)生腐蝕斑點(diǎn)。 ⑥ 腐蝕液配方不當(dāng)，腐蝕能力太強(qiáng)。 ⑦ 掩模版透光區(qū)存在灰塵或黑斑，暴光時(shí)局部膠模未暴光，顯影時(shí)被溶解，腐蝕后產(chǎn)生針孔。 小島 小島是指在應(yīng)該將氧化層刻蝕干凈的光刻窗口內(nèi)，還留有沒(méi)有刻蝕干凈的氧化局部區(qū)域，形成狀不規(guī)則，習(xí)慣上稱(chēng)為小島。 小島的存在，使擴(kuò)散區(qū)域的局部點(diǎn)有氧化層，阻礙了雜質(zhì)在該處的擴(kuò)散而形成異常區(qū)，造成器件擊穿特性變壞，反向漏電增加，甚至極間穿通。光刻中產(chǎn)生小島的原因有： ① 掩模版圖形上的針孔或損傷，在暴光時(shí)形成漏光點(diǎn)，使該處的光刻膠模感光交聯(lián)，保護(hù)了氧化層不被腐蝕，形成小島。對(duì)這種情況，可在光刻腐蝕后，易版或移位再進(jìn)行一次套刻，以減少或消除小島。 ② 暴光過(guò)度或光刻膠變質(zhì)失效，以及顯影不足，局部區(qū)域光刻膠在顯影時(shí)溶解不凈。 ③ 氧化層表面有局部耐腐蝕物質(zhì)，如硼硅玻璃等。 ④ 腐蝕液不干凈，存在阻礙腐蝕作用的臟物。因此必須定期更換新的腐蝕液。 167。
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