b、负性光刻胶的显影液。二甲苯。清洗液为乙酸丁脂或乙醇、三氯乙烯。
显影中的常见问题:
a、显影不完全(Incomplete Development)。表面还残留有光刻胶。显影液不足造成;
b、显影不够(Under Development)。显影的侧壁不垂直,由显影时间不足造成;
c、过度显影(Over Development)。靠近表面的光刻胶被显影液过度溶解,形成台阶。显影时间太长。
六、坚膜 (Hard Bake)
刻胶显影完成后,图形就基本确定,不过还需要使光刻胶的性质更为稳定。硬烘干可以达到这个目的,这一步骤也被称为坚膜。在这过程中,利用高温处理,可以除去光刻胶中剩余的溶剂、增强光刻胶对硅片表面的附着力,同时提高光刻胶在随后刻蚀和离子注入过程中的抗蚀性能力。另外,高温下光刻胶将软化,形成类似玻璃体在高温下的熔融状态。这会使光刻胶表面在表面张力作用下圆滑化,并使光刻胶层中的缺陷(如针孔)减少,这样修正光刻胶图形的边缘轮廓。
用O2等离子体对样品整体处理,以清除显影后可能的非望残留叫de-scumming。特别是负胶但也包括正胶,在显影后会在原来胶-基板界面处残留聚合物薄层,这个问题在结构小于1um或大深-宽比的结构中更为严重。当然在De-scumming过程中留胶厚度也会降低,但是影响不会太大。
最后,在刻蚀或镀膜之前需要硬烤以去除残留的显影液和水,并退火以改善由于显影过程渗透和膨胀导致的界面接合状况。同时提高胶的硬度和提高抗刻蚀性。硬烤温度一般高达120度以上,时间也在20分左右。主要的限制是温度过高会使图形边缘变差以及刻蚀后难以去除。
方法:热板,100~1300C(略高于玻璃化温度Tg),1~2分钟。
目的:
a、完全蒸发掉光刻胶里面的溶剂(以免在污染后续的离子注入环境,例如DNQ酚醛树脂 光刻胶中的氮会引起光刻胶局部爆裂);
b、坚膜,以提高光刻胶在离子注入或刻蚀中保护下表面的能力;
c、进一步增强光刻胶与硅片表面之间的黏附性;
d、进 一步减少驻波效应(Standing Wave Effect)。
常见问题:
a、烘烤不足(Underbake)。减弱光刻胶的强度(抗刻蚀能力和离子注入中 的阻挡能力);降低针孔填充能力(Gapfill Capability for the needle hole);降低与基底的黏附能力。
b、烘烤过度(Overbake)。引起光刻胶的流动,使图形精度降低,分辨率变差。另外还可以用深紫外线(DUV,Deep Ultra-Violet)坚膜。使正性光刻胶树脂发生交联形成一层薄的表面硬壳,增加光刻胶的热稳定性。在后面的等离子刻蚀和离子注入(125~2000C)工艺中减少因光刻胶高温流动而引起分辨率的降低。
七、刻蚀或离子注入