光刻(lithography)是芯片制造中的一项最为关键的技术,也是微纳器件制备过程中必不可少的一道工艺。一般我们将光刻工艺分为8个步骤:气相成底膜、旋转涂胶、软烘、对准和曝光、曝光后烘、显影、显影检查、坚膜烘焙。
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STEP1-气相成底膜
气相成底膜:晶圆表面涂布一层HMDS(六甲基二硅胺烷)作为増粘剤,使光刻胶能够牢固的粘在晶圆上。HMDS涂布原理如下图所示:
示意图
STEP2-旋转涂胶
这一步,需要控制胶厚和胶的均匀性最主要的一步。同样,这也与胶本身的特性有关。其目的就是把部分溶剂和少量溶质甩掉,得到想要的胶厚。涂胶的质量将关系到都后期的曝光与显影和后续工艺的刻蚀、蒸镀、离子注入等。旋转涂胶机原理示意图如下:
示意图.
STEP3-软烘
软烘,就是把胶烤的硬一点(进一步挥发溶剂,减薄胶厚),更加结实的粘在衬底上,同时也是为了不让胶粘的到处都是,污染机械。.
STEP4-曝光
曝光为最关键的一步,主要的原理为:光刻胶受到光、电子、离子、射线等的照射发生交联或者分解的反应。俗话“见光死”的就是正胶。意思就是,如果一种胶被照射溶于碱性溶剂(显影液),那么它就是正胶。反之为负胶。图为简单的曝光系统的示意图:
示意图
STEP5-后烘
后烘,通常要比软烘的温度略高10℃-15℃,其主要目的是提高光刻胶的粘附性并减少驻波。有时我们在做正胶时会将此步骤省去,但对于负胶来说,后烘是必要的。
STEP6-显影
显影,以正胶来说,接受曝光的光刻胶发生分解反应溶于显影液,未曝光的光刻胶没有与显影液发生反应,仍保留在衬底表面。“见光死”的部分会被显影液通通带走。
示意图
STEP7-显影检查
显影检查,其目的是为了查找光刻胶中成形图形的缺陷,为光刻工艺人员提供用于纠正的信息。
STEP8-坚膜
坚膜,目的是为了蒸发掉剩余的溶剂使光刻胶变硬,提高对衬底的粘附性,提高抗刻蚀能力,同时也除去剩余的显影液和水。
END
不积珪步,无以至千里;不积细流,无以成江海。做好每一份工作,都需要坚持不懈的学习。