4. 紫外光刻前衬底的最佳预处理措施

衬底和光刻胶之间的附着力对于后续光刻工艺至关重要。清洁工艺或技术本身的极小的变化都会对粘附强度产生重大影响。硅、氮化硅和贱金属(铝、铜)通常具有良好的光刻胶粘附性能,而在 SiO 2上的粘附力会降低、玻璃、贵金属如金和银或砷化镓。对于这些衬底,必须进行增附处理来提高粘附强度。过高的空气湿度 (> 60 %) 也会显着降低附着力。如果使用新的清洁基板(晶圆),在大约 200 °C 分钟(3 分钟,热板)下烘烤则可以有效干燥样品表面,但之后应快速处理衬底。强烈建议在干燥器中临时储存,以防止再次吸附水汽。

使用过的晶片或被有机试剂污染的晶片需要预先进行清洗步骤,例如在一般的情况下用丙酮清洁,然后进行异丙醇或乙醇处理,然后进行烘烤(第 1 节)。该过程改善了光刻胶的粘附特性。绝不应该只使用丙酮,因为丙酮蒸发过程中会带走热量导致晶片上的空气湿气凝结在衬底表面。如果只用丙酮清洗,基材必须在烘箱中干燥,以除去冷凝的水分。

如果涉及重复处理晶圆或使这些晶圆受到各种条件的影响,建议进行彻底清洁。然而,清洁程序高度依赖于工艺和衬底(并且还依赖于已经沉积的结构)。在这种情况下,可能需要使用去胶剂或酸(例如食人鱼)以及随后的冲洗和烘烤步骤(第 1 节)。对于非常困难的情况,建议使用超声波或兆声波进行处理。

为了改善粘合特性,可以使用增附剂,例如增附剂 AR 300-80,它直接在光刻胶涂层之前通过旋涂获得约15纳米厚度的胶膜。也可以将 HMDS 蒸发到衬底上。晶片表面上的单分子层改善了粘附特性,因为该层是疏水的并且更好地与光刻胶结合。

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