曝光显影是什么工艺(图形化工艺之光刻工艺（四）)

光和光敏感度

光和热都会激化光刻胶里的敏感机制，而这些本来是应该在受控制的光刻工艺过程中来完成的。光刻胶必须在存储和处理过程中受到保护，以免产生不希望的反应，进而影响到光刻工艺的结果。这就是为什么在光刻工艺区域使用黄光。

光刻胶使用褐色的瓶子来存储也是由于同样的原因。彩色玻璃也可以保护光刻胶，一面受到杂散光的照射。正确的光刻胶存储和运输需要把温度严格控制在生产商所要求的范围内。

黏度敏感度

黏性的控制对于良好的膜厚控制是最基本的。要想保持光刻胶的黏性，光刻胶在使用前必须保持密封状态。打开瓶子会使光刻胶里的溶剂蒸发，光刻胶里的固体含量就会相应增加，进而光刻胶的黏性就会增强。如果光刻胶从塑料管中喷洒出来，那么这种塑料物质必须经过测试以保证光刻胶不会从这种物质中渗出可塑剂。可塑剂会增加光刻胶的黏性。

光刻胶还可以存储在密封的真空袋中。光刻胶在存储和运输过程中都要受到保护。在使用过程中，光刻胶喷洒时，密封袋连续塌进，以保证空气不会到达光刻胶表面。

保存期

光刻胶容器都有推荐的保存期。问题在于光刻胶自身的聚合和光致溶解。随着时间的推移，光刻胶里的聚合物会发生变化，当光刻胶用于生产时它的性能就会受到影响。

清洁度

所有用来喷洒光刻胶的设备都保持在尽可能洁净地条件下。除了系统中颗粒污染物地影响，干化地光刻胶也会累积在光刻胶管内进而污染光刻胶，所以光刻胶管必须定器清洗。清洗代理商必须核实它和光刻胶地兼容性。例如，三氟乙烯不能用于负胶，因为它能在光刻胶中产生气泡。

光刻工艺：从表面准备到曝光

下面我们介绍基本地光刻工艺十步法。

表面准备

对于光刻工艺的一个很好地类比就是涂漆工艺。即使是一个业余地油漆匠也会很快学会，要想最终得到一个平滑而且结合很好地膜，表面必须干燥并且干净。这个道理在光刻工艺中同样也适用。为确保光刻胶能和晶圆表面很好地黏结，必须进行表面准备。这一步骤包含三个阶段：微粒清除、脱水烘培、晶圆涂底胶。

微粒清除

晶圆几乎总是从一个清洁地区域来到光刻区域地，如氧化、掺杂、化学气相淀积。然而，晶圆在存储、装载和卸载到片匣过程中，可能会吸附到一些颗粒状污染物，而这些污染物时必须清除掉的。根据污染的等级和工艺的需要，可以用几种不同的微粒清除方法。最极端的情况是，可能会给晶圆进行化学湿法清洗，这种方法和氧化前清洗比较相似，它包含酸清洗、水冲洗和烘干。所使用的酸必须要和晶圆表面层兼容。微粒清楚方法有：手动吹扫、机械洗刷和高压水喷洗。

脱水烘培

晶圆表面必须要干燥以增加它的黏附性。一个干燥的表面称作厌水性表面，它是一种化学条件。在厌水性表面上液体会形成小滴，例如水在刚刚打完蜡的汽车表面会形成很多小水珠。厌水性表面有益于光刻胶的黏结。晶圆在进行光刻蚀加工之前表面通常是厌水性的。

遗憾的是，当晶圆暴露于空气中的湿气或是清洗结束后的湿气时，表面会变成亲水性。在这种条件下液体会在晶圆表面形成较大的一滩水，就像是水在没有达拉的汽车表面一样。亲水性表面同时也称为含水的表面。在含水的表面光刻胶不能很好地黏结。

有两个方法可以保持厌水性表面。一种方法是把室内湿度保持在50%以下，并且在晶圆王城前一步工艺之后尽可能快地对晶圆进行涂胶。另一种方法是把晶圆存储在用于干燥并且干净地氮气净化过地干燥器中，或者存储在干燥地小环境中，例如前面开口标准匣。为了使晶圆表面达到可以接受地黏附性，需要加入一些附加的步骤。这些步骤有：脱水烘培和晶圆涂底胶。

一个加热的操作可以使晶圆表面恢复到厌水性条件。

在大多数光刻工艺中，只用低温烘培。因为低温的温度范围可以同故宫热饭、箱式对流传导或真空烤箱很容易达到。低温烘培的另一个好处是在进行旋转工艺之前不用花费很长的时间等待晶圆冷却，系统可以很容易的把这一步和旋转烘培结合起来，进而形成脱水-旋转-烘培系统。

高温烘培很少使用。一个原因是的750℃高温通常只能通过炉管反应炉才能达到，而炉管反应炉都比较大，而且不能和旋转烘培工艺结合。第二个原因就是温度本身。在750℃高温下，晶圆内掺杂结合处能够移动，并且晶圆表面的可移动离子污染物可以移入晶圆内部，从而造成器件可靠性和功能方面的问题，

晶圆涂底胶

除了脱水烘培外，晶圆还可以通过涂化学底胶来保证它能和光刻胶粘结的很好。涂胶时，所选择的底胶有很好的吸附表面并且能够为正式涂胶提供一个平滑的表面。在半导体光刻工艺中，底胶的作用和这一点比较相似。底胶从化学上把晶圆表面的水分子系在一起，因此增加了表面的附着能力。

旋转式涂底胶

对于大多数光刻蚀工艺，晶圆是在光刻胶涂胶戏班上进行涂底胶的。

蒸气式涂底胶

浸泡式涂底胶和旋转式涂底胶都要求HMDS液体和晶圆表面直接接触。每当晶圆和液体接触时，晶圆就会有被污染的危险。另外一个考虑就是在涂光刻胶之前HMDS层必须干燥，湿HMDS会溶解光刻胶层底部，并且会干涉曝光、显影和刻蚀。最后一点是HMDS相对比较昂贵，在旋转式涂胶过程中大量的HMDS被喷洒在晶圆表面以确保足够的覆盖面，而其中大部分HMDS都被浪费掉了。