半导体工艺之十步图案化(九)

文摘   2024-08-08 14:20   北京  

可能使用加热操作将晶圆表面恢复到脱水状态。脱水烘烤在三个温度范围内进行,以解决三种不同的脱水机制。在150至200°C(低温)范围内,表面水被蒸发。在400°C(中温)时,松散附着在表面的水分子将离开。在750°C以上(高温)的温度下,表面被化学恢复到水合状态。


在大多数掩膜过程中,只使用低温脱水烘烤温度。这是因为这个温度范围容易通过轨道热板和箱式对流和真空烤箱获得。低温脱水的另一个优点是晶圆在旋转过程之前不必等待冷却。可以轻松地将这个步骤集成到旋转烘烤系统中,使它们成为脱水旋转烘烤系统。在“软烘烤”部分提供了这些加热系统的说明。


高温脱水烘烤很少见。一个原因是达到750°C的温度通常需要使用炉管或快速热处理单元,这使得生产流程复杂化。第二个原因是温度水平本身。在750°C时,晶圆中的掺杂结可以移动(这是不希望的),表面的移动离子污染物可以进入晶圆,导致可靠性和性能问题。

晶圆底漆

除了脱水烘烤外,晶圆可能还会经过化学底漆步骤,以确保良好的光刻胶黏附。在绘画中,底漆是一层被选中的底漆,因为它们能够粘附在表面上并提供良好的表面,使油漆能够黏附。在半导体光掩膜中,底漆的效果是相似的。底漆在化学上束缚了晶圆表面上的分子水,从而提高了其黏附性能。


有几种化学物质提供底漆功能,但六甲基二硅氮烷(HMDS)已成为标准。HMDS的使用在美国专利3,549,368中由IBM的R.H. Collins和F.T. Deverse(1970)描述。HMDS与二甲苯混合在10%至100%的溶液中。确切的混合物由清洁室中特定的表面和环境因素决定。与绘画底漆不同,只需几分子厚就足以提供必要的黏附促进。


旋转底漆

在大多数光掩膜区域,液态底漆在晶圆在光刻胶旋转夹头(如下面图中所示)上时被施加到晶圆上。自动旋转机(见下文)有一个单独的系统,在施加光刻胶之前将HMDS施加到晶圆表面。在旋转机将底漆施加到旋转的晶圆上后,夹头加速到更高的速度以干燥HMDS层。旋转底漆的主要生产优势是它可以与旋转步骤一起进行。

蒸汽底漆

浸泡和旋转底漆都需要HMDS液体与晶圆表面直接接触。每当液体与晶圆接触时,都存在液体污染的危险。另一个考虑是HMDS在施加光刻胶之前必须干燥。湿HMDS可以溶解光刻胶的底层并干扰曝光、显影和蚀刻。最后,HMDS相对昂贵,在旋转底漆中,为了确保足够的覆盖,会喷洒过量的HMDS到晶圆上。过量的部分被甩掉并丢弃。


前面的考虑因素通过蒸汽底漆技术克服了。蒸汽底漆以三种形式进行。两种在大气压下进行,一种在真空中(如下面图中所示)。一种供气系统使用一个与干燥器型室连接的气泡室。氮气通过HMDS起泡并被带入室内,在那里它涂覆晶圆。另一种方法使用带有液体HMDS储备的蒸汽清洁器。HMDS被加热至蒸汽点,晶圆在蒸汽中悬挂以进行涂层。

FindRF最新快讯:FindRF已经成为著名功率放大器品牌CPI的代理商,欢迎感兴趣的亲们直接联系service@max-rf.com!


公众号ID:FindRF

欢迎关注FindRF
这里是射频圈

FindRF
FindRF隶属于北京麦斯科技有限公司,是国内提供射频、微波垂直搜索引擎的互联网平台,是“互联网+”时代的产物。作为射频、微波行业的一站式服务平台,旨在为客户提供专业的搜索工具、自营电商、找货定制、技术资讯、测试检测等一揽子服务。
 最新文章