光罩曝光对准系统.doc

光罩曝光對準系統 操作步驟1.氣相塗底 （a）晶片清洗及前處理 微影的第一個步驟就是晶圓表面的清洗、去水及塗底，這些步驟的目的可提升光阻和晶圓表面之附著力。晶圓的清洗包括濕式清洗及DI水洗淨以去除污染物。去水烘烤是在於密閉的反應室中進去，以去除吸附於晶圓表面之水氣。烘烤後即以hexamethyldisilazane(HMDS)進行塗底以提升附著力。（b）上HMDS（Coating） （1）將晶片放在轉盤上，開真空吸著，試一試是否已經吸住，若吸不住，可能是真空幫浦管路漏氣，也可能是吸盤孔為光阻所堵塞，宜以丙酮（Acetone）清洗。 （2）用吸管將HMDS滴在晶圓正中央，使之慢慢散開。 （3）設定step1、step2定時器之時間分別為10 sec、2 sec。 （4）設定step1、step2轉速分別為1500 rpm、3500 rpm。2.旋轉塗佈塗底後藉由晶圓之旋轉塗佈方法覆上一層液態的光阻材料。晶圓被真空平盤吸附固定，然後就精確量的液態光阻滴佈在晶圓上，然後使晶圓旋轉，使晶圓上的光阻塗佈均勻。不同的光阻其塗佈條件亦不同，對於時間、速度、厚度、均勻性等要使用者去測參數才曉得。（c）上光阻（Coating） （1）用吸管將光阻（SPR-6810）滴在晶圓正中央，使之慢慢散開。（2）設定step1、step2定時器之時間分別為10 sec、25 sec。 （3）設定step1、step2轉速分別為1500 rpm、3500 rpm。 在黃光室內作業，不可有日光燈源，上完光阻立即軟烤（soft bake） 3.軟烤（Soft Bake） 光阻覆於晶圓表面後，須進入軟烤，以去除光阻內大部分溶劑，去除光阻層溶劑含量自2030降至47，。此軟烤製程可改善附著性，提升晶圓上光阻均勻性且在蝕刻中有較佳的線寬。典型的軟烤是於熱墊板上加熱，溫度在90至100度之間，時間為30秒，接著在一冷墊板上進行冷卻步驟，以得到均勻的光阻特性。4.對準光罩（Mask Align）及曝光（Exposure） 光罩和覆有光阻之矽晶圓的適當位置對準。使光罩與晶片對準，第一道光罩即形成對準記號（align mark），以後每一道光罩皆須以此為對準重疊對正。曝光500W，6秒。5.曝光後烘烤(PEB)對於深紫外光(DUV)，光阻曝後烘烤是在熱墊板上溫度在100至110度之間。幾年前，如果是非DUV傳統光阻，此步驟並非是必要的，但現在甚至對於傳統光阻已是標準的步驟。6.顯影（Development） 顯影是利用曝光部分及未曝光部分之光阻在溶解度的差別，如正光阻曝光後其鍵結被打斷，可將之溶解，未曝光部分則存留，使影像出現。最好是曝光後立即顯影，以免進一步感光，而使圖形解析度變差。 在顯影問題中最主要有三種型態，欠顯影、未完成顯影、過顯影。下圖(二)中的光阻線寬與正常顯影後的線寬比較，說明了這些型態之問題所在。欠顯影線寬比正常線寬來的大且呈現一傾斜式側壁；未完成顯影線寬則仍在基板上殘留有應在顯影程序中移除的光阻；過顯影代表過度移除光阻，致使特徵尺寸變窄且圖案化不佳。圖(二)光阻顯影問題正光阻的顯影步驟： （a）浸入SD-W溶液中。（b）用DI water清洗，務使殘渣去淨。 （c）以顯微鏡觀察是否已顯影，是否有殘渣。 7.硬烤（Hard Bake） 所謂硬烤的顯影後熱烘烤是為了蒸發掉任何殘留的溶劑及硬化光阻，這個作用改善了光阻對基板的附著性並為接下來的處理做事先準備，例如使其變的更具抗蝕刻性。硬烤也可能移除任何殘留的顯影液及水分。硬烤溫度的起始值是一種由光阻製造商決定的建議設定值，之後，可依照設定值進行微調以同時符合生產所需附著性與尺寸控制。基本上硬烤溫度對正光阻為130度而對負光阻則在150度。硬烤是藉由晶圓傳輸系統中的線上熱墊或線上烤箱而進行的，光阻是一種被充分加熱後會軟化與流動的物質，因此太高的硬烤溫度會引起光阻輕微流動，導致圖案變形。 8.顯影後檢視當晶圓上光阻呈現圖案時，必須檢視光阻圖案的品質。檢視系統通常是對高積體度關鍵層做檢查。檢視有兩個目的：發現光阻品質問題及製程特性以做改善。假如發現光阻是有缺陷的，可將光阻去除再重新進行製程步驟。但是若沒有檢視或光阻有缺陷，這將會有嚴重的問題。假如晶圓圖案不正確，到下一步驟時，如果是蝕刻，將會造成蝕刻不正確，其錯誤將無可挽回而廢棄。未能通過顯影後檢查的晶圓，通常有兩種可能的結果，假如晶圓問題是來自先前工程而使