Chap9-基本成形-显影至最终检查.pptVIP

製做光罩 在玻璃光罩表面鍍薄鉻層上製造圖案 光罩材料 硼矽玻璃或石英,因為 ? 材質的尺寸穩定 ? 對光源波長的穿透性質佳 鍍層材料(厚度1000埃) 鉻、氧化鉻，及氮化鉻 方法 濺鍍(sputtering)法 圖9.30 光罩 (多像及單像) 製造的 主要步驟 圖9.31 光罩 (多像單像) 製作流程 * * 半導體製程(4版)Microchip Fabrication第9章: 基本成形-由顯影至最終檢查Peter Van Zant 著姜庭隆 譯 李佩雯 校閱滄海書局中 華 民 國 90 年 11 月 28 日 摘要 顯影的目的和方法 乾式蝕刻及濕式蝕刻的方法及相對的優點 光阻去除劑 最終檢查的目的和方法 ? 光罩的製造方法以及討論定位的誤差預算 顯影(development) -經定位和曝光後，元件圖案被紀錄在光阻上， 用溶劑將未聚合的光阻溶解，所要的圖案出現在剩餘光阻上 -顯影使光阻上的圖案和光罩上的圖案完全相同 顯影不足：使孔洞小於正常之尺寸，光阻壁邊呈弧形 顯影過度：使圖形表面或邊緣太大 圖9.1 　光阻的顯影(a) 程序(b) 問題 負光阻之顯影 顯影劑 ?用負光阻中之溶劑二甲苯作為顯影劑 ?希望水溶性之顯影劑以免污染及安全顧慮 快速沖洗液 ?將顯影劑沖掉 ?n-丁基醋酸不會使光阻膨脹或收縮 ?步進機曝光的晶圓用史脫達特(Stoddart)溶劑 　 圖9.3 在影像邊緣的光阻之漸變過渡區 正光阻之顯影 正光阻之硬化區和未硬化區被顯影劑溶解之速率為1:4， 易使硬化區之光阻被溶解到太薄 顯影劑 使用水性溶液，較為環保 ? 鹼性水溶液：氫氧化鈉或氫氧化鉀，含金屬離子MIC ? 非離子性溶液(Non-MIC)：氫氧化四甲基氨(TMAH) 沖洗液 水 ? 正光阻 負光阻 顯影劑 氫氧化鈉 (NaOH) 氫氧化四甲基銨 二甲苯 史脫達特溶劑 沖洗液 水 n-丁基醋酸 圖9.2 　光阻的顯影和沖洗化學品 顯影方式 溼式顯影法 (1)沈浸法(immersion) -機械式之攪拌 -超音波刺激，生成孔蝕氣泡， 使溶液均勻的進入小孔穴 -加溫溶液 缺點： -表面張力使沖洗液無法入小孔 -光阻屑粘在晶圓表面 -經數百片晶圓進出，溶液變髒 -晶圓由液面取出時被污染 -顯影液因多次使用而稀釋 -常更換溶液使成本上升 -室內溫度變化使溶液顯影速率改變 -晶圓須送去乾燥，增加步驟 圖9.6 　沈浸顯影的步驟 (2)噴灑顯影法 (spray development) -噴佈顯影劑及沖洗液，高速旋轉乾燥，整合硬烤 -負光阻系統中為標準方法 -批次量產的顯影機：旋轉清洗乾燥機 (SRD) 優點： -化學劑量省，噴佈均勻度佳 -噴顯影劑之壓力使孔洞邊緣清楚呈現 -噴沖洗液之壓力使碎屑確定被移離晶圓 -原料劑液清潔度佳 圖9.7 　噴灑顯影及沖洗 (3)淺灘式顯影(puddle development) -晶圓靜止(不旋轉)狀態 -顯影劑一攤，留在晶圓表面一段時間，進行顯影 -晶圓被下方的夾頭加熱 -類似單片晶圓式的沈浸法 電漿去除殘渣(Plasma descum) 濕式法常有殘渣現象 ,常用含氧式電漿清除 圖9.8 　淺灘及噴灑顯影 濕式顯影法缺點 ? 不易自動化 ? 化學原料昂貴 ? 須小心貯存 ? 使用後之排除液須處理 乾式顯影法(電漿法) 氧經電漿激升能量,氧化曝光的(或未曝光的)光阻,離開晶圓表面 硬烤(hard bake) 又稱為蝕刻前的烘烤(pre-etch bake)或前烤(prebake) 使用設備 對流烤箱、連續及人工式熱平板、紅外線烤箱、真空烤箱 硬烤程序 加熱光阻 ?對流烤箱溫度130~200?C，約30分鐘 ?溶劑及水份消失，聚合物再膠化，提高和晶圓之黏合，抗拒腐蝕 ?溫度須低於流動溫度點(flow point：聚合物受熱開始軟化流動之溫度, 光阻流動，影像改變。嚴重時造成影像四周出現干涉條紋fringes)  圖9.9 高溫下光阻的流動 檢查顯影結果(develop inspect 簡稱DI) 檢查的目的 -找出不能通過最終檢查的晶圓片