由于光刻膠技術(shù)資料給出的曝光劑量為參考值，而各個(gè)實(shí)驗(yàn)室與產(chǎn)線的設(shè)備和環(huán)境又具有較大的差異，因此在做正式光刻之前，往往需要通過實(shí)驗(yàn)來確定當(dāng)前條件下某光刻膠的曝光劑量。我們通常的做法是在同一片襯底上，在不同區(qū)域進(jìn)行多個(gè)劑量的曝光，再對(duì)顯影后的曝光結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，確定最優(yōu)曝光劑量，我們稱之為多劑量曝光實(shí)驗(yàn)。有時(shí)一次實(shí)驗(yàn)無法獲得很準(zhǔn)確的最優(yōu)曝光劑量，可以再次實(shí)驗(yàn)迭代縮小劑量范圍，直至獲得最佳參數(shù)值。
根據(jù)光刻膠的種類以及用途不同，顯影液分類如下：
溶劑型顯影液，主要用于傳統(tǒng)負(fù)膠和SU8膠等光刻膠的顯影。溶劑型顯影液具有一定的揮發(fā)性，一般具有芳香或刺激性氣味。堿性顯影液，主要用于正膠和新型負(fù)膠的顯影。對(duì)于半導(dǎo)體器件，尤其是硅器件等對(duì)離子沾污極其敏感的領(lǐng)域，堿性顯影液為2.38%的TMAH溶液，其缺點(diǎn)是吸入與皮膚接觸毒性很強(qiáng)，人體接觸后應(yīng)大量用水清洗。對(duì)離子沾污不敏感的領(lǐng)域，可以采用KOH，NaCO3，NaOH等堿性物質(zhì)配置水溶液作為顯影液使用，即安全又價(jià)格低廉。
為了增強(qiáng)顯影液的顯影能力，原廠出品的顯影液往往還配有一定的表面活性劑。
顯影工藝主要由顯影方式、顯影溫度和顯影時(shí)間決定。
主要的顯影方式分為：
槽式浸泡顯影
可將襯底豎直或平躺的方式放置在顯影槽中，讓顯影液完全淹沒襯底，可以多片也可以單片進(jìn)行浸泡。顯影過程中可以通過晃動(dòng)，攪拌等方式來提升顯影的均勻性和顯影速率。此方式多以手動(dòng)為主，實(shí)驗(yàn)室中較常見，缺點(diǎn)是均勻性、一致性和準(zhǔn)確性較差。
單片浸泡顯影
將襯底置于可旋轉(zhuǎn)的卡盤上，顯影液滴在襯底中心，通過卡盤旋轉(zhuǎn)的離心力，顯影液流經(jīng)整個(gè)襯底表面，整個(gè)顯影過程保持新鮮顯影液不斷流經(jīng)襯底表面。當(dāng)顯影結(jié)束時(shí)，用水沖洗襯底表面，然后卡盤啟動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，將襯底甩干。其優(yōu)點(diǎn)是均勻性一致性好。對(duì)于厚度較厚的光刻膠，顯影液可采用噴射方式不斷沖洗襯底表面，以置換微細(xì)結(jié)構(gòu)中被消耗的顯影液，提高顯影效率和光刻膠圖形形貌垂直度。
|
