光刻膠的特性及工藝流程
(1)靈敏度
光刻膠上產(chǎn)生一個(gè)良好的圖形所需一定波長(zhǎng)光的最小能量值。光刻膠的敏感性對(duì)于深紫外光、極深紫外光等尤為重要。單位面積上入射的使光刻膠全部發(fā)生反應(yīng)的最小光能量或最小電荷量(對(duì)電子束膠),稱為光刻膠的靈敏度,記為 S ,也就是D100 。S 越小,則靈敏度越高。靈敏度太低會(huì)影響生產(chǎn)效率,所以通常希望光刻膠有較高的靈敏度。但靈敏度太高會(huì)影響分辨率。
通常負(fù)膠的靈敏度高于正膠
(2) 分辨率
區(qū)別硅片表面相鄰圖形特征的能力。一般用關(guān)鍵尺寸來(lái)衡量分辨率。形成的關(guān)鍵尺寸越小,光刻膠的分辨率越好。光刻工藝中影響分辨率的因素有:光源、曝光方式 和 光刻膠本身(包括靈敏度、對(duì)比度、顆粒的大小、顯影時(shí)的溶脹、電子散射等)。通常正膠的分辨率要高于負(fù)膠。
(3)對(duì)比度
指光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過(guò)渡的陡度。對(duì)比度越好,形成圖形的側(cè)壁越陡峭,分辨率越好。
對(duì)比度的定義為
對(duì)比度是圖中對(duì)數(shù)坐標(biāo)下對(duì)比度曲線的斜率,表示光刻膠區(qū)分掩模上亮區(qū)和暗區(qū)的能力的大小,即對(duì)劑量變化的敏感程度。靈敏度曲線越陡,D0 與 D100的間距就越小,則γ就越大,這樣有助于得到清晰的圖形輪廓和高的分辨率。一般光刻膠的對(duì)比度在 0.9 ~ 2.0 之間。對(duì)于亞微米圖形,要求對(duì)比度大于1。
通常正膠的對(duì)比度要高于負(fù)膠。
(4)粘滯性/黏度
衡量光刻膠流動(dòng)特性的參數(shù)。
(5)粘附
表征光刻膠粘著于襯底的強(qiáng)度。光刻膠的粘附性不足會(huì)導(dǎo)致硅片表面的圖形變形。光刻膠的粘附性必須經(jīng)受住后續(xù)工藝。
(6)抗蝕性
光刻膠必須保持它的粘附性,在后續(xù)的刻蝕工序中保護(hù)襯底表面。耐熱穩(wěn)定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力。
光刻膠溶解速率k
光刻膠涂層在顯影液中的溶解速率,是光刻膠的一個(gè)重要參數(shù),我們膜厚儀可以很好的去測(cè)試光刻膠的溶解速速。將涂有光刻膠的樣品,放置于顯影液中,用膜厚儀連續(xù)測(cè)試厚度,可以得到光刻膠隨時(shí)間的厚度逐漸變小的曲線圖。
光刻工藝流程
其中膜厚儀用在旋轉(zhuǎn)涂膠這一環(huán)節(jié)用來(lái)測(cè)試勻膠后的膜厚
涂膠工藝的目的就是在晶圓表面建立薄的、均勻的、并且沒(méi)有缺陷的光刻膠膜。
旋轉(zhuǎn)涂膠四個(gè)基本步驟:
涂膠的質(zhì)量要求是:
(1)膜厚符合設(shè)計(jì)的要求,同時(shí)膜厚要均勻,膠面上看不到干涉花紋
(2)膠層內(nèi)無(wú)點(diǎn)缺陷(如針孔等)
(3)涂層表面無(wú)塵埃和碎屑等顆粒。
國(guó)內(nèi)光刻膠行業(yè)簡(jiǎn)況
從國(guó)內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)對(duì)光刻膠的需求量看,目前主要還是以紫外光刻膠的用量為主,其中中小規(guī)模和大規(guī)模集成電路企業(yè)、分立器件生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于紫外負(fù)性光刻膠的需求總量分別達(dá)到100噸/年~150噸/年;用于集成電路、液晶顯示的紫外正性光刻膠及用于LED顯示的紫外正負(fù)性光刻膠需求總量在700噸/年~800噸/年之間。
但是超大規(guī)模集成電路深紫外248nm與193nm光刻膠隨著Intel大連等數(shù)條大尺寸線的建立,全球存儲(chǔ)器大廠蘇州爾必達(dá)及無(wú)錫海力士、全球代工頂級(jí)廠臺(tái)積電及中芯國(guó)際也相繼逐步建立大尺寸線,化學(xué)放大光刻膠需求量是與日俱增。
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