光刻胶的针孔测法及评价

光刻胶的针孔密度是检验光刻胶质量的重要项目,它的好坏不仅反应了光刻胶外在的杂质含量,而且也说明了内在的组成,因此国内外生产和使用厂家都比较重视这个项目,下面除重点介绍美国ASTMF66-77T的测定方法外,对其他方法也做了重点说明。 一、腐蚀法 这种方法是首先在硅片上热生长一层稳定的均匀的SiO_2,作Si的保护层,在氧化层上再涂光刻胶,胶涂匀后要经过干燥,曝光,显影和后烘,然后在SiO_2腐蚀液(氟化铵:氢氟酸=7:1)中进行腐蚀,如果胶面有针孔,则腐蚀液通过针孔对SiO_2进行腐蚀,然后除去光刻胶,再通过SiO_2针孔对衬底Si采用各种腐蚀剂进行腐蚀,最后在显微镜下进行计数。对于硅的腐蚀方法有以下几种:     

光刻胶对等离子腐蚀的影响

为了揭示光刻胶在氯化物等离子体中所起的作用,研究了具有不同光刻胶敷层的多晶硅和二氧化硅的腐蚀特性。二氧化硅的腐蚀速率随片子上光刻胶的减少而下降。虽然多晶硅的额定腐蚀速率对光刻胶敷层不敏感,但是二氧化硅掩蔽的多晶硅图形的腐蚀速率要比光刻胶掩蔽的高。推测由于光刻胶腐蚀产生的氯化碳物质是产生这些特性的原因。此外,我们发现,如果采用不受腐蚀的掩膜,那么在用氟化物等离子体腐蚀多晶硅时就有工种负载效应,但是光刻胶存在则抑制这种效应。     

钠钙玻璃微流管道的厚胶湿法腐蚀工艺优化

为了克服石英玻璃和Pyrex 7740玻璃制作微流管道价格昂贵、工艺流程复杂等缺点,利用普通钠钙玻璃为基质、正光刻胶AZ4620为掩膜牺牲层,提出了一种高效、快速、低成本的微流管道制作方法.该方法优化了腐蚀工艺的关键参数,解决了光刻胶与玻璃的粘附性、光刻胶在腐蚀液中的耐受时间等问题.试验腐蚀深度达到80μm,最小特征尺寸小于50 μm,微流管道侧壁陡直度小于100°,底部平整度误差小于±1.5 μm,制作周期仅需4h左右.     

光刻图形腐蚀中的腐蚀剖面控制

本文对不同的光刻胶厚度和腐蚀液温度下所得到的腐蚀剖面作了实验研究。     

一种适合于InP和InGaAsP的新型化学腐蚀剂

本文着重讨论了用Br_2:C_2H_5OH腐蚀液对InP和InGaAsP的化学腐蚀行为。用检查腐蚀表面、腐蚀截面图和腐蚀速度的方法,对几种InP和InGaAsP常用的腐蚀液进行了实验比较。结果表明:Br_2:C_2H_2OH腐蚀液的腐蚀行为是最令人满意的,它腐蚀速度快,所腐蚀的表面平整,光亮。这种腐蚀液对InP和InGaAsP具有几乎相同的腐蚀速度。在(100)表面沿[110]和[110]方向上分别得到了正台形和倒台型结构的截面图。该腐蚀液几乎不破坏正型光刻胶(AZ1350)和负型光刻胶(OMR83)。因此它是制作InP和InGaAsP器件较适合的腐蚀液。同时从结晶学的角度对产生正台型和倒台型这种独特结构的原因进行了讨论。     

RRC工艺涂胶胶厚均匀性优化研究

为降低涂胶工序的生产成本,减少光刻胶的用量,需要在涂胶工艺上不断改进和提高。从原来传统的涂胶工艺到RRC(Reduced Resist Consumption)工艺,能够使光刻胶的用量减少,而随着光刻胶用量的减少,圆片上胶厚的均匀性也在发生剧烈的变化。同时光刻涂胶工序最重要的工艺要求就是胶厚和均匀性,它直接影响着后续曝光工艺的稳定性。在RRC工艺下,通过对喷胶转速、排风、喷胶速率等涂胶参数进行多次试验,最终找出影响胶厚均匀性的参数及其调整方法,来达到工艺要求的胶厚及均匀性,保障工艺生产的稳定性。     

叠层光刻胶牺牲层工艺研究

通过溅射电镀种子层前预烘胶与严格控制烘胶温度变化速率、用KOH稀溶液去胶、再用稀腐蚀体系加以轻度超声干涉去除电镀种子层和使用丙酮与F117进行应力释放等方法改进工艺后,解决了在叠层光刻胶牺牲层工艺中极易出现的烘胶龟裂、光刻胶不容易去除干净、去除电镀种子层时产生絮状物和悬空结构释放时易黏附等问题.运用叠层光刻胶牺牲层改进工艺可以制备出长4 mm,悬空高度20 μm,平面误差不超过3 μm的悬空结构.     

聚合物芯片复型模具的新型制作工艺研究

AZ4620是一种广泛应用于微系统制作的正性光刻胶。高温改性后的AZ4620在紫外曝光时光照部分不再发生光化学反应,基于这样的材料特性,以220℃高温硬烘30 min获得改性的无光敏性的光刻胶,通过Plasma氧刻蚀制作出底层结构,再在底层结构表面涂胶采用多次曝光和显影制作出具有三层微结构的光刻胶模具,利用模塑法制作聚合物PDMS芯片。对光刻胶高温硬固工艺进行分析,对产生回流、残余应力、气泡等问题进行理论分析和实验研究,优化了模具加工工艺。采用多次喷涂,Plasma氧处理改善浸润性,高温硬烘0.5℃/min的升温速率得到了质量较好的多层光刻胶模具,为利用正性厚胶制作多层微结构提供了新的方法。     

图形反转工艺用于金属层剥离的研究

研究了AZ-5214胶的正、负转型和形成适用于剥离技术的倒台面图形的工艺技术.用扫描电镜和台阶仪测试制作出的光刻胶断面呈倒台面,倾角约为60°,胶厚1.4μm.得到了优化的制作倒台面结构的光刻胶图形的工艺参数:匀胶转速4 000 r/min,前烘温度100 ℃,时间60 s,曝光时间0.3 s,反转烘温度110℃,时间90 s,泛曝光时间2 s,显影时间50 s.用金相显微镜测试了在优化工艺参数条件下制作的光刻胶图形的分辨率,同时对图形反转机理进行了讨论.     

SU-8胶光刻工艺参数优化研究

对基于SU-8胶的UV-LIGA技术进行了工艺优化,研究了光源波长和曝光时间对SU-8胶成型的影响。结果表明,光刻胶表面线宽变化随曝光时间增加先减少后增加,有一个极小值;侧壁角度先增加后减少,有一个极大值。通过优化光源波长、曝光时间以及显影时间三个主要工艺参数,可以获得侧壁角度为90.64°正角的300μm厚光刻胶微结构和侧壁角度为89.98°近似垂直的500μm厚光刻胶微结构。     

用于LDD和SST的SiO2边墙干法腐蚀工艺研究

本文从干法腐蚀角度出发,首先从数学上分析了多晶硅角度,SiO_2边墙的宽度和高度,衬底损失与各工艺参数间的关系,指出边墙的宽度和高度分别取决于多晶硅的角度和过腐蚀量。在Tegal1512e设备上,采用Cl_2、SF_6、N_2混合气体,开发了多晶硅干法腐蚀工艺,讨论了LDD的正胶掩膜及SST的SiO_2掩膜对工艺的不同影响。SEM分析发现了SF_6气体腐蚀的各向同性。在Tegal903e设备上,采用CHF_3、SF_6、He混合气体,开发了SiO_2边墙干法腐蚀工艺,研究了腐蚀的各向异性,辐射损伤,选择比,均匀性及重复性的控制方法。取得的工艺结果为,腐蚀速率(?)_(sio_2)≈400nm/min,均匀性U≤±5％,选择比S_(f8)>10,工序能力指数C_p>1。     

Evaluation of D.U.V positive resist Shipley XP9493 for E-BEAM lithography

The purpose of this investigation is to demonstrate the capability of using D.U.V resist XP9493 from Shipley for E-BEAM applications. The mains parameters which have been checked are, a high resist sensitivity to get a lower exposure time coupled with a sub micron resolution and a sufficient process window. The softbake value which optimizes the dose (best throughput) to stability (process window) ratio is 100°C/60s. The Post Exposure Bake variation shows the Dose to clear (D0) to decrease when increasing the temperature, however “resist loss” becomes a problem over 125°C. The contrast is adequate for a E-beam application (γ9). The linearity measured on contacts is good in the range of 0.8μm to 2.0μm. The profile is adequate (i.e vertical) in a 1.4μm thick resist for a dose of 6μC/cm²; a higher dose would generate “uncontrolled size of contact”, a lower dose could generate “closed contacts”. The throughput earning should be 30% for the referenced implantation levels.

The resist XP9493 from SHIPLEY seems to be a good candidate for Implantation and Contact levels production application. This is the second Deep-UV positive resist tested from Shipley, on the AEBLE 150s (column 20kV), the first was the XP9402. The to-date results are the most promising ever obtained at ES2 with a positive tone resist for E-Beam applications.     

激光预处理中薄膜损伤形貌对预处理效果的影响

采用亚阈值激光能量对光学元件进行激光预处理后,其损伤阈值可以提高两三倍。在激光预处理过程中,不可避免地会使光学元件产生损伤,若产生的损伤不影响光学元件的使用性能,则原则上可以接受。首先介绍了HfO2/SiO2多层高反膜S-on-1损伤阈值测试方法,实验研究了激光预处理过程中光学薄膜元件的损伤过程,分析了预处理过程中薄膜损伤形貌对其光学性能及抗激光损伤阈值的影响。结果表明,对膜系为G/（HL）11H2L/A的HfO2/SiO2多层高反膜进行激光预处理,最外层SiO2层的破坏不影响薄膜整个反射率曲线。相反,由于消除了HfO2层的节瘤缺陷,薄膜的损伤阈值得到大幅度的提高。     

Si光电器件表面减反膜设计的数值分析

本文通过计算、分析在Si光电器件表面由SiO2、Si3N4及AI2O3组成的不同减反膜的反射损耗,得出了最优化的膜层组合。厚度为95nm的SiO2层是最佳的单层减反膜;进一步的优化可采用40nmSi3N4和40nmSiO2或45nm AI2O3和45nm SiO2组成的2层结构;3层或3层以上结构的反射损耗呈振荡性变化,不建议采用。     

BaO含量对一种微电子封装材料性能的影响

采用传统固相反应法,制备了一种微电子封装材料,并对其进行了电、力、热性能测试,及XRD、SEM分析表征,具体研究了BaO含量对该材料性能的影响。结果表明:BaO对主晶相石英没有太大的影响,促进钡长石的形成,抑制方石英相的析出,其含量增加能在一定程度上改善材料的介电性能,但会逐渐破坏玻璃网络,影响到材料的力学和热学性能,导致抗弯强度降低,热膨胀系数减小。     

Novel triple-layer resist system

A triple-layer resist system fabricated by a spin-coating process is described. Spin-on SiO2 film is found to be a desirable intermediate layer for this system. Submicron resolution with essentially vertical walls in the thick organic layer is achieved.     

AlGaInP发光二极管的全方位反射镜研究

全方位反射镜(ODR)AlGaInP发光二极管能够有效提高光提取效率。对全方位反射镜的设计及工艺进行优化:采用λ/4n厚的SiO2作为介质,光刻腐蚀导电孔,带胶保护,溅射AuZnAu,剥离后,再溅射300nmAu层,形成的ODR退火后在波长630nm处的反射率为72.1%,而单次溅射AuZnAu的反射率退火后为63.2%。实验结果说明新工艺满足了欧姆接触的需要,反射率提高了8.8%。     

等离子体横向刻蚀硅的特性研究

研究了用SiO2 +Al作掩模 ,SF6 +O2 混合气体等离子体对Si的横向刻蚀 ,其结果表明 ,在SF6 +O2 等离子体气氛中 ,Al是很好的保护膜 ,可以在待悬浮器件下形成大的开孔。因此 ,预计用这种技术 ,可以在Si片上集成横向尺寸为数百微米 ,具有优良高频性能的MEMSRF/MW无源器件 ,如开关、传输线、电感和电容等。     

Time minimization for a three-step cyclic process of deposition and diffusion

The optimal layer thickness for minimizing the total time to build a layer with a three-step cyclic process of deposition and diffusion, or "annealing," is determined. Deposition and diffusion processes scale rather differently according to time. This analysis, for the building of a TiN barrier layer, quantifies those times in a model and is then used to find the thickness that minimizes a total time function across more than one process. This model would apply equally to the doping of SiO/sub 2/ strata.     

CD control of direct versus complementary exposure for shaped beam writers and its correlation to the local registration error

When using electron beam direct write for patterning, resist selection (positive or negative) plays an important role. This is because writing time for shaped beam machines is proportional to the mean density of exposed shapes. There is an optimum with respect to writing time when using either the direct exposure or the complementary exposure with reversed resist tonality. Switching from positive to negative resist or vice versa has an impact on writing time. In this paper, we derive the fundamental differences on CD accuracy when using direct or complementary exposure, which is given by the local registration error. Additionally, a simple method is developed to measure this local registration error by simple CD SEM measurement of 1:1 line/space patterns.