芯路进程：奇特的旋涂

更新时间：2023-12-20 作者：米乐体育网页版官网

  集成电路产业链的独当一面可控开展是国家战略性需求，是《我国制作2025》的重要方针之一。在集成电路制作中，光刻占用超越1/3的本钱。经过光刻机对旋涂有光刻胶的硅片进行曝光，再经过显影、刻蚀等进程，集成电路图形就能够转移到硅片上。那么，光刻胶怎么样才干够又好又快地涂到硅片上呢？

  在日常日子中就有相似的场景：在做煎饼果子时，面点师傅会将面糊滴到旋转中的加热盘中心，经过旋转将面糊均匀摊在整个加热盘上烘焙。

  光刻胶的旋涂原理与其相似，依托硅片吸附台旋转时产生的离心力，将光刻胶均匀涂到衬底外表。不同的是，在芯片制作中，光刻胶的旋涂要求愈加严厉，需求考虑光刻胶的厚度、均匀性、黏附性和沾污等问题，而这些进程都由涂胶-烘焙-显影一体式轨迹机中的涂胶子体系完结。

  咱们先从实验室的简易匀胶机下手，介绍旋涂原理。KW-4A型匀胶机可设置两级转速和旋转时刻。

  更先进的匀胶机还可设置每级转速对应的加速度，完成匀胶的精细化调控。匀胶机作业时，使用真空吸附台吸附硅片，硅片台带动硅片十分快速地旋转来将光刻胶均匀地涂敷到硅片上。对干流的300毫米直径硅片而言，涂胶的转速为600～2 500转/分，小直径的硅片转速能够更高。将转速折算为线速度的话，最大线千米/时，与我国特快型火车的速度恰当。咱们还发现，成膜的厚度与转速的开方成反比，即转速越快，成膜的厚度越薄。这个转速规模能够对应约2倍的膜厚改动，若需求进一步改动其厚度，就需求恰当调理光刻胶的黏度。以涂覆于小直径硅片的PMMA（一种高分子聚合物，又称亚克力或有机玻璃）电子束光刻胶为例，黏度越小，转速越大，旋涂的膜就越薄。

  在旋涂进程中，剩余的胶会被离心力甩出，但会有一部分堆积在硅片边际，添加边际厚度，甚至在外表张力与吸附力的效果下流到硅片反面，影响后续工艺。因而，光刻轨迹机中的涂胶子体系在实验室的简易匀胶机基础上，添加了边际去胶喷头、硅片底部去胶喷头和排风抽吸体系。

  边际去胶喷头能够把硅片边际的剩余光刻胶去除。底部去胶喷头能够把活动到硅片反面的光刻胶去除，下降后道工序里硅片台被沾污的或许性。排风体系则能够将高速滚动甩离硅片的光刻胶快速排出，防止胶滴碰击涂胶槽的边际回溅构成缺点。

  涂胶子体系中的光刻胶旋涂流程可分为4个进程。一是喷涂溶剂滋润硅片外表，让后续光刻胶在硅片外表活动更简单，均匀掩盖在硅片外表，且不会留有气泡。二是高速匀胶，用较高的角加速度和速度将光刻胶扩展到整个硅片外表。三是成膜，进行20～30秒的成膜滚动，经过调理转速到达方针厚度。四是边际和反面去胶，经过溶剂把硅片边际和反面附着的光刻胶清洗洁净。

  别的，旋涂进程或许会产生若干缺点。例如：不合适的转速将导致光刻胶构成拖尾型缺点；若硅片存在污染颗粒或硅片外表崎岖过大，将导致颗粒物或气泡缺点。在实践出产中，溶剂管道或许含有微量金属污染，有些金属元素会与光刻胶产生反响吸附在硅片外表，构成缺点。假如光刻胶供给回路的气密性不良，空气会进入管道构成微气泡，这些微气泡跟着光刻胶进入硅片上，也会构成气泡缺点。出产空档期的光刻胶静置在回路中，简单集聚构成大的聚会物，其在显影液中的溶解速度低，会导致后续工艺构成桥接缺点或“盲洞”缺点。在喷涂光刻胶进程中，由于光刻胶喷头外面或者回吸后的液面由于溶剂触摸空气蒸发，光刻胶浓缩产生结晶吸附在喷头上，鄙人一次喷涂时也会在硅片上构成缺点。只要处理了这些缺点，才干旋涂出契合芯片出产标准要求的光刻胶面。