半导体行业无不重要步骤--显影也是成败的关键

今天要简单谈一谈光刻步骤中的显影。

通过显影液将可溶解的光刻胶溶解掉就是光刻胶的显影，前面讲到过正胶和负胶的概念，正胶显影液去除的是曝光过的部分光刻胶，负胶则是去除的是没有曝光的显影液区域。常规I-line光刻胶是DNQ线性酚醛树脂，或者化学放大深紫外线光刻胶（CA DUV），线宽越小，对显影液的要求越高，越要选择昂贵的显影液以保证光刻图形线宽即均匀性；

在显影前，曝光过的硅片要先经过后烘焙（PEB:Post Exposure Bake)，以促进光刻胶化学反应，以及减少驻波效应，如果不做PEB，驻波效应做出来的光刻胶形貌侧壁就像螺纹一样，很难看。

显影：

显影容易出现的问题：显影不足，不完全显影，显影过度，见下图：

第一个有底膜，第二个根本就是不完全显影，只显影到一半，第三个是正确的图形，第四个就是过度显影，造成光刻胶形貌异常，变细，变畸形，因此，合适的显影液 合适的显影时间是十分重要的，一般显影液供应商都会针对相应的光刻胶给出推荐的显影时间，工程师只需要在给出的时间和线宽的关系中选择适合自己的，并加以验证修正即可。

显影液：对于现代工艺，负胶几乎已经被淘汰了，这里主要介绍一下正胶显影液，偷个懒，网上下了几个介绍的文字说明，大家看看，了解一下。

显影方法：连续喷雾显影和旋覆浸没显影，现在基本都选择后者。

光刻胶显影的好坏，要取决于一下几个条件：

坚膜：显影之后一般要进行坚膜，以蒸发掉多余的光刻胶溶剂，提高光刻胶对硅片的粘附性，同时提高光刻胶抗刻蚀的能力，一般正胶坚膜温度是130°，负胶是150°，这个值没有绝对的，需要视实际光刻胶及工艺要求来决定。

显影后检查：目的是检查光刻胶的缺陷，以及图形正常与否，曝光是否完全，对准是否正常，一般发现任何缺陷，如particle多，光刻胶划伤，图形未显开，漏显影，图形畸形，套准超出规范范围，这个从涂胶到曝光，显影的步骤就算白做了，需要返工处理，返工一般需要干法 湿法去胶工艺，然后确认表面光刻胶已经去干净后再重新进行涂胶，曝光，显影，显影后检查步骤，虽然光刻是可以返工的步骤，并不代表可以无限重复返工步骤，因为每次返工去胶后，表面都会残留非常少的未去干净的胶或者微小缺陷，只是非常不明显，需要用缺陷扫描设备才能检测出来，一旦返工次数过多时仍然可能造成因为缺陷过多而导致晶圆良率偏低，对于纳米级别的工艺，这个要求就更加严格了，需要严格把控返工次数，一般尽量控制在2次以内。

显影后还要测试关键尺寸：CD， 一般在CD SEM下测量，可能导致CD异常的原因如下：

显影这块看起来比较简单，都是些常识性知识，大家多多了解即可，碰到发散状失效一般要考虑涂胶和显影不完全或者过度，圆片良率mapping通常呈现风扇状，但是我的客户的产品比较特殊，因为它们对电阻的要求过于严苛，导致光刻形貌对其良率分布产生极其敏感的风扇状分布，这种因为产品设计过于敏感导致的失效，有时候非常麻烦，一定要找到最最稳定的工艺窗口，并保持长期监控，一旦出现轻微shift，即要确认是否工艺出现波动，然后做出改进。

好了，今天就简单介绍了显影相关步骤，大家已经学过的温故知新，不太熟悉的可以多了解一下，我们后面好进行其它工艺的介绍。

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