光刻工藝所需藥品及設備與操作步驟
光刻是一種復印圖象與化學腐蝕相結合的綜合性技術,它先采用照像復印的方法,將光刻掩模板上的圖形精確地復制在涂有光致抗蝕劑的SiO2層或金屬蒸發層上,在適當波長光的照射下,光致抗證劑發生變化,從而提高了強度,不溶于某些有機溶劑中,未受光照射的部分光致抗蝕劑不發生變化,很容易被某些有機溶劑溶解。然后利用光致抗蝕劑的保護作用,對SiO2層或金屬蒸發層進行選擇性化學腐蝕,從而在SiO2層或金屬層上得到與光刻掩模板相對應的圖形。
晶片表面必須有如照相底片般的物質存在,屬于可感光的膠質化合物(光刻膠),經與光線作用和化學作用方式處理后,即可將掩膜版上的圖形一五一十地轉移到晶片上。因此在光刻成像工藝上,掩膜版、光刻膠、光刻膠涂布顯影設備及對準曝光光學系統等,皆為必備的條件。
一.光刻實驗所需藥品及設備
化學藥品:光刻膠(正膠)、顯影液:5‰ 氫氧化鈉溶液、甲醇、蒸餾水、丙酮。
二.光刻工藝實驗步驟
1.清潔硅片:去離子水和有機溶液沖洗,邊旋轉邊沖洗,以去除污染物;
2.預烘硅片:在烘膠臺商烘干硅片,去除硅片上的水蒸氣,使光刻膠可以更加牢固的粘結在硅片表面;
3.涂膠:開啟氣泵,吸盤吸住硅片,在硅片上滴加適量的光刻膠;啟動轉臺利用旋轉產生的離心力使光刻膠均勻的涂覆在硅片表面;涂膠時間大約為1分鐘左右;
4.前烘:將硅片放在烘膠臺上烘干,促使膠膜內溶劑充分的揮發掉,使膠膜干燥,增加膠膜與硅片之間的黏附性;
5.曝光:接觸式曝光,在光刻機上依次操作吸版 吸片 升降-接觸 密著 曝光;曝光時間結束后取出硅片;
6.顯影:將曝光后的硅片在0.5% NaOH堿溶液中進行顯影操作,將為感光部分的光刻膠溶除,以獲得所需的圖形;顯影后的硅片應立即用去離子水沖洗,之后將硅片放在勻膠機上旋轉甩干上面的水漬;
7.后烘:將甩干后的硅片在烘膠臺上烘干再次烘干,使顯影后的光刻膠硬化,提高強度;
8.觀測:在顯微鏡下觀測拍照。
光刻實驗中,前烘、后烘、曝光、顯影等過程都會對圖形的轉移產生重要的影響。前烘時間不足時,硅片表面還未干燥完全,導致光刻膠與基底不能牢固粘附,甚至在旋轉涂覆光刻膠的過程中光刻膠不能在基底上形成足夠厚度的膜層。后烘不足時,光刻膠硬度不夠,圖形易毀壞。在曝光過程中,曝光不足,光刻膠反應不充分,顯影時部分膠膜被溶解,顯微鏡下觀察會發現膠膜發黑;曝光時間過長,則使不感光的部分邊緣微弱感光,產生“暈光”現象,邊界模糊,出現皺紋。顯影階段,顯影液溶度、顯影時間都需要調整合適,否則易導致圖形套刻不準確,邊緣不整齊。
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