3.电子束光刻胶应用中衬底的最佳预处理方法是什么?

如果使用新的且干净的衬底(如硅片),在~ 200 °C 下烘烤几分钟就可以有效去除衬底表面的水汽,但随后必须快速进行后续工艺处理。强烈建议暂时存放在干燥器中,以防止样品表面再次吸水。

对于使用过的样品或被有机试剂污染的晶片需要预先进行清洁步骤,例如,在一般情况下,使用丙酮和随后的异丙醇或乙醇处理依次清洗,然后烘烤即可。

如果工艺中涉及晶圆的重复处理或晶圆受到各种条件的影响,则建议进行彻底清洁。然而,清洁程序高度依赖于之前的工艺过程以及衬底(并且还依赖于已经沉积的材料和结构)。在这种情况下,可能需要使用去胶液或酸(例如食人鱼)以及随后的冲洗和烘烤步骤。对于去除非常困难的情况,建议使用超声清洗或者等离子清洗设备进行处理。

PMMA、聚合物和苯乙烯丙烯酸酯光刻胶的特点是对二氧化硅、氮化硅、玻璃和大多数金属表面具有出色的粘附性,因此仅在特殊情况下才需要额外的增附剂处理(如AR 300-80,HMDS)。

然而,基于酚醛树脂的电子束光刻胶通常需要使用增附剂,例如增附剂 AR 300-80 以改善其粘附性。在涂胶(通过旋涂)之前,马上旋涂AR 300-80可获得大约 15 nm 厚度的薄膜。也可以将 HMDS 蒸发到衬底上。单分子 HMDS 层改善了晶片表面的粘附特性(变得更加疏水,因此更加亲有机),从而使得光刻胶和衬底的粘附性更好。

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