显影工艺流程

显影液旨在去除正胶的曝光区域和负胶的未曝光区域,而不会留下任何残留物。理想情况下,晶圆的各个其他区域不受显影液的侵蚀并且保持与初始值相同的膜厚度。

显影工艺通常有以下几种方式:

浸没式显影

在最简单的情况下,将晶圆(衬底)固定或保持在容器中(例如通过镊子)并轻轻搅拌直到曝光(在负抗蚀剂的情况下未曝光)区域溶解。在生产过程中,通常在一个容器中同时显影 25 片晶圆,并在显影槽中机械移动,主要是通过上下摇晃。显影过程完成后,必须用去离子水彻底冲洗样品,然后干燥。为此目的,可以使用压缩空气,氮气枪,或者可以晶圆旋转干燥设备进行。

喷淋式显影

曝光后的晶圆被放置在旋转卡盘上,旋转并使用显影液分配系统将显影液喷淋到样品表面。由于一次又一次地添加新的显影液,因此该程序提供了比沉浸式显影更强烈的显影工艺。因此,喷淋式显影所需的时间比浸没显影少(大约 2-3 倍)。显影后立即将去离子水喷到晶圆上,然后旋转干燥晶圆。

搅拌式显影

曝光后的晶圆再次固定在旋转卡盘上,显影液小心地倒在晶圆上(自动进行,使用管路分配系统),直到晶圆被完全覆盖,表面张力使显影液保持在晶圆上并防止其向下流动。然后将晶片轻轻地向左旋转半圈,在短暂的停顿后再次向右旋转,依此类推,直到所有结构都被显影出来。这些转变对于移动显影很重要,显影液随后被甩走。然后用去离子水冲洗晶圆并旋转干燥。

终止显影过程

定影过程即终止显影步骤,但对于碱性水溶液和溶剂型显影剂,此步骤有所不同。定影液部分描述了各种溶解过程(参见定影)。溶剂型显影(主要用于 PMMA 电子束光刻胶)可能会终止多次。如果间隔一段时间后继续显影,显影功能仍然是相同的。如果仍需通过实验确定最佳开发方案,则分步开发是一种有利的策略。

然而,对于水性碱性显影剂(光刻胶、负性电子束光刻胶),不建议终止。在这种情况下,仍然未溶解的聚电解质(甲酚)沉积在表面上并形成薄层,当该步骤继续进行时会降低显影速率。导致无法保证显影速率。

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