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[分享] 光刻胶的特性及工艺流程

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发表于 2022-9-23 09:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1)灵敏度
    光刻胶上产生一个良好的图形所需一定波长光的最小能量值。光刻胶的敏感性对于深紫外光、极深紫外光等尤为重要。
单位面积上入射的使光刻胶全部发生反应的最小光能量或最小电荷量(对电子束胶),称为光刻胶的灵敏度,记为 S ,也就是D100 。S 越小,则灵敏度越高。灵敏度太低会影响生产效率,所以通常希望光刻胶有较高的灵敏度。但灵敏度太高会影响分辨率。
通常负胶的灵敏度高于正胶

(2) 分辨率
    区别硅片表面相邻图形特征的能力。一般用关键尺寸来衡量分辨率。形成的关键尺寸越小,光刻胶的分辨率越好。光刻工艺中影响分辨率的因素有:光源、曝光方式 光刻胶本身(包括灵敏度、对比度、颗粒的大小、显影时的溶胀、电子散射等)。
通常正胶的分辨率要高于负胶。
(3)对比度
指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度。对比度越好,形成图形的侧壁越陡峭,分辨率越好。
对比度的定义为

对比度是图中对数坐标下对比度曲线的斜率,表示光刻胶区分掩模上亮区和暗区的能力的大小,即对剂量变化的敏感程度。灵敏度曲线越陡,D0 与 D100的间距就越小,则γ就越大,这样有助于得到清晰的图形轮廓和高的分辨率。一般光刻胶的对比度在 0.9 ~ 2.0 之间。对于亚微米图形,要求对比度大于1。
通常正胶的对比度要高于负胶。
(4)粘滞性/黏度
衡量光刻胶流动特性的参数。
(5)粘附
表征光刻胶粘着于衬底的强度。光刻胶的粘附性不足会导至硅片表面的图形变形。光刻胶的粘附性必须经受住后续工艺。
(6)抗蚀性
光刻胶必须保持它的粘附性,在后续的刻蚀工序中保护衬底表面。耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力。
光刻胶溶解速率k
光刻胶涂层在显影液中的溶解速率,是光刻胶的一个重要参数,我们膜厚仪可以很好的去测试光刻胶的溶解速速。将涂有光刻胶的样品,放置于显影液中,用膜厚仪连续测试厚度,可以得到光刻胶随时间的厚度逐渐变小的曲线图。
光刻工艺流程

其中膜厚仪用在旋转涂胶这一环节用来测试匀胶后的膜厚
涂胶工艺的目的就是在晶圆表面建立薄的、均匀的、并且没有缺陷的光刻胶膜。
旋转涂胶四个基本步骤:

涂胶的质量要求是:
1)膜厚符合设计的要求,同时膜厚要均匀,胶面上看不到干涉花纹
2)胶层内无点缺陷(如针孔等)
3)涂层表面无尘埃和碎屑等颗粒。
国内光刻胶行业简况
    从国内的相关产业对光刻胶的需求量看,目前主要还是以紫外光刻胶的用量为主,其中中小规模和大规模集成电路企业、分立器件生产企业对于紫外负性光刻胶的需求总量分别达到100吨/年~150吨/年;用于集成电路、液晶显示的紫外正性光刻胶及用于LED显示的紫外正负性光刻胶需求总量在700吨/年~800吨/年之间。
但是超大规模集成电路深紫外248nm与193nm光刻胶随着Intel大连等数条大尺寸线的建立,全球存储器大厂苏州尔必达及无锡海力士、全球代工顶级厂台积电及中芯国际也相继逐步建立大尺寸线,化学放大光刻胶需求量是与日俱增。
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