經曝光后,光致抗氮吹儀價格蝕劑層中一部分發(fā)生了光交聯(lián)或光降解,因而使其溶解性 發(fā)生了變化。選擇適當的溶劑,把光刻膠層中可溶性部分溶解掉,使不溶性部分 保留下來,這就在光刻膠層上顯示出了與掩模相應的圖案,或者說把掩模上的圖 案復制到了光致抗蝕劑層上來。這一步就稱為顯影,這是從普通照相術中引用 過來的術語。顯影這步的關鍵在于選擇適當的顯影液、顯影溫度和顯影時間。 這三個因素是彼此關聯(lián),相互影響的,而且隨光刻膠的種類、特性及膠層的厚度 不同應有所改變的,一般需通過條件試驗摸索出來。 顯影以后需進行漂洗,把殘留在膠層表面的顯影液漂洗干凈。良好的漂洗 第二講 光刻技術和光致抗蝕劑399 還能消除在顯影過程中光刻膠的溶脹和形變,從而改善成像的精度。 6.堅膜 經過顯影后,不溶性的光刻膠部分雖然保留了下來,但由于顯影液的浸泡而 變軟,甚至有些溶脹和微小變形,膠層與基材間的粘著力也降低了。因而需要在 1
80~200℃溫度下烘烤30min左右,把滲入到膠層中的微量顯影液或水分趕 走。使光刻膠層上的圖形恢復原來的尺寸。并使光刻膠本身進一步熱交聯(lián),提 高光刻膠本身的強度和耐腐蝕性。同時也改善光刻膠與襯底間的粘著強度。這 一步稱為堅膜,也稱為后烘。 堅膜時應注意控制合適的溫度和時間。若堅膜溫度太低,時間過短,則膠膜 沒有烘透,膜不堅固,腐蝕時易產生脫膠現象。若堅膜溫度過高,時間過長,膠膜 會因熱膨脹而產生翹曲和剝落,腐蝕時亦會造成鉆蝕或脫膠。堅膜最好采用緩 慢升溫和自然冷卻的烘烤過程。對于腐蝕時間較長的厚膜刻蝕,可在腐蝕一半 后再進行一次堅膜后再腐蝕,以提高膠膜的強度和抗蝕力。 ?。罚g刻 蝕刻又稱腐蝕,是光刻技術中關鍵的一步。前面所述各步都是為這一步做 準備,是為這一步服務的。光刻技術的目的就是要在被加工的襯底材料(如硅 片)表面刻制出指定的圖案,以便進行后道加工,而這種刻制工作是通過選擇性 腐蝕來進行的,利用光致抗蝕劑的抗腐蝕作用,可以保護襯底材料不受腐蝕。通 過前面述及的各步,人們已經在需刻蝕的基片表面的光致抗蝕劑層上成功地制 得了特定的圖案。現在基片表面一部分區(qū)域中有光致抗蝕劑保護的,而其余部 分則是沒有抗蝕劑保護的。選擇某種合適的腐蝕劑,能腐蝕基片材料,但對抗蝕 劑不起作用,把經顯影、堅膜后的
基片置于這種腐蝕液中,就可實現選擇性的腐 蝕,把抗蝕劑層上的圖案復制到基片上。這一步就稱為蝕刻。 腐蝕的關鍵首先在于選擇合適的腐蝕劑。腐蝕劑必須能對被蝕刻材料進行 腐蝕,但對抗蝕劑不起作用。這是最基本的必要條件,除此以外還應考慮到對設 備的腐蝕性,對操作工人的完全保護以及操作的簡單易行等因素。在選定了腐 蝕劑化學配方后,還應根據刻蝕的具體要求選定合適的工藝條件,主要是刻蝕劑 的濃度,刻蝕時的溫度以及刻蝕的時間。這些都是為了控制一個合適的腐蝕速 率。另外人們希望腐蝕時只在被刻蝕表面上垂直向內部縱深腐蝕,而應盡量避 免側向腐蝕,以及向抗蝕劑膠膜保護下的部分進行鉆蝕,因為側向腐蝕和鉆蝕都 將使蝕刻圖形的線條變寬,精度降低。一般常用腐蝕因子F來表示腐蝕的質 量:F=(腐蝕深度)/(側向腐蝕寬度)。如F值大則表明腐蝕效果良好。一般F 值在0.5~2.5范圍間,通常F=1時即可用于實際生產。 腐蝕劑的選擇因被腐蝕材料的不同而不同,例如,腐蝕硅用硝酸和氫氟酸的 混合液;腐蝕二氧化硅用氫氟酸與氟化銨的混合液;腐蝕鋁用磷酸或高錳酸鉀;