第7章光刻胶课件.pptVIP

第七章 光 刻 胶; 主要内容;;光刻胶的类型 凡是在能量束（光束、电子束、离子束等）的照射下，以交联反应为主的光刻胶称为 负性光刻胶，简称 负胶。 凡是在能量束（光束、电子束、离子束等）的照射下，以降解反应为主的光刻胶称为 正性光刻胶，简称 正胶。;正胶和负胶;1、灵敏度: 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 ，也就是前面提到过的 D100 。S 越小，则灵敏度越高。; 灵敏度曲线（对比度曲线）; 2、分辨率;式中，Wmin 为最小尺寸，即分辨率。可见，若灵敏度越高（即 S 越小），则 Wmin 就越大，分辨率就越差。; 3、对比度; 灵敏度曲线越陡，D0 与 D100 的间距就越小，则光刻胶的对比度 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???度在 0.9 ~ 2.0 之间。对于亚微米图形，要求对比度大于 1。; 光进入光刻胶后，其强度按下式衰减 ;7.2 DQN正胶的典型反应;曝光后，UV光子使氮分子脱离碳环，留下一个高活性的碳位。为使结构稳定，环内的一个碳原子将移到环外，氧原子将与它形成共价键，实现重组，成为乙烯酮。 在有水的情况下，环与外部碳原子间的双化学键被一个单键和一个OH基替代，最终形成羟酸。 羟酸易于溶解在显影液中，直到曝过光的正胶全部去除，而未曝光的正胶则全部保留。;正胶的感光剂、基体结构;正胶的感光反应;负胶的成分和感光反应;正胶与负胶的性能比较： 显影液不易进入正胶的未曝光部分，正胶光刻后线条不变形。显影液会使负胶膨胀，线条变宽。虽然烘烤后能收缩，但易变形。所以负胶不适合2.0微米以下工艺使用。正胶是ULSI的主要光刻胶。 正胶的针孔密度低，但对衬低的粘附差，通常用HMDS作增粘处理。负胶对衬底粘附好，针孔密度较高。 3. 正胶耐化学腐蚀，是良好的掩蔽薄膜。;两种光刻胶的性能;两种光刻胶的性能;7.3 对比度曲线; 理想的对比度曲线; 例 题 8.1;DQN正胶的实测对比度曲线;光刻胶的吸收;TR是胶的厚度; 7.4 临界调制函数; 例 题 8.2;;;;;; 3、涂胶 一般采用旋涂法。涂胶的关键是控制胶膜的厚度与膜厚的均匀性。胶膜的厚度决定于光刻胶的粘度和旋转速度。;;;;;边缘光刻胶的去除方法;;软烘条件控制的重要性;通常，典型的前烘温度是90-100 °C，时间从用热板烘烤的30秒到用烘箱的10-30分。 前烘后在胶中留下的溶剂浓度只有初始浓度的5%。;前烘+曝光后烘烤对对比度的影响;;;;;;;;;;; 坚膜温度对显影后光刻胶台阶的影响;;;;;;刻 蚀;10、去　胶;光刻胶的涂敷和显影设备;; 1、在选择光刻胶时，必须考虑它的吸收谱，以及在特定波长下的光学吸收系数α。; 3、当硅片表面凹凸不平时 ，遇到的第一个问题是硅片表面倾斜的台阶侧面会将光反射到不希望曝光的区域。第二个问题是使胶膜的厚度发生变化：在硅片表面凹下处胶膜较厚，导致曝光不足；在硅片表面凸起处胶膜较薄，导致曝光过度。胶膜厚度的不同还会影响对比度。; 树脂对光的吸收不会使PAC发生光化学反应，而树脂对深紫外光的吸收很好，所以，DQN胶不适合低于250nm深紫外光的使用。 圆片表面的台阶将使涂布的胶的厚度不均匀，胶在台阶边缘厚，而在台阶上薄，从而有不同的对比度和不同的感光量要求，导致经过台阶线条的变形，甚至会影响器件的可靠性。解决办法是预先平坦化和采用多层胶，降低台阶高度的影响，但工艺复杂。;台阶对光刻的影响; 7.7 双层光刻胶技术;顶层胶：含硅，厚约 0.25 ?m ; 小结