紫外光刻是指通過勻膠、曝光、顯影等一系列工藝步驟,將晶圓表面的特定部分除去而留下帶微圖形結(jié)構(gòu)的薄膜,通過光刻工藝步驟,最終在晶圓上保留的是特征圖形部分。光刻技術(shù)是半導(dǎo)體制造過程的中心,制造工藝中晶圓片需要多次經(jīng)過光刻工藝,光刻工藝的好壞很大程度上決定著半導(dǎo)體器件的圖形分辨率,成品率以及質(zhì)量,因此,光刻被認(rèn)為是半導(dǎo)體制造行業(yè)中最關(guān)鍵的步驟。
紫外光刻工藝看似簡單,但在實(shí)際操作過程中,任何一個微小的環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差就有可能導(dǎo)致圖形的瑕疵、失真甚至損壞。下面為大家列舉一些紫外光刻中腳狀圖形問題的解決辦法。
腳狀圖形:顯影后圖形底部邊緣有很明顯的光刻膠殘留,這就是腳狀圖形。
出現(xiàn)原因:正性光刻膠的感光劑是一種光敏化合物,最常見的是重氮萘醌(DNQ),在曝光前,DNQ是一種強(qiáng)烈的溶解抑制劑,能夠降低樹脂的溶解速度。在紫外曝光后,DNQ在光刻膠中化學(xué)分解,成為溶解度增強(qiáng)劑,大幅提高顯影液中的溶解度因子。這種曝光反應(yīng)會在DNQ中產(chǎn)生羧酸,使它在顯影液中溶解度很高。但如果基片表面殘留有堿性物質(zhì),就會使曝光后產(chǎn)生的羧酸與堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng),生成不溶于顯影液的物質(zhì),從而導(dǎo)致顯影后出現(xiàn)腳狀圖形。
解決方法:在涂覆光刻膠之前,硅片表面要清洗干凈,防止基底上有堿性物質(zhì)的殘余。其次,要妥善保存光刻膠,不要讓其長時間暴露在堿性環(huán)境中。