CN113741157A - 一种芯片制程中环境友好的定影方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种芯片制程中环境友好的定影方法，包括：显影去除硅片上未曝光的光刻胶，定影除去上述工序中残留显影液及少量杂质。所述显影液为芯片行业通用显影液，即碳氢溶剂，显影温度25℃，显影时间一分钟，定影液为纯水，或纯水中复配少许醇类溶剂、醇醚类溶剂、醇醚酯溶剂、酮类溶剂及有一定挥发性的表面活性剂、非离子表面活性剂。该发明抛弃了目前行业中通用的常规有机定影液技术，而采用水性物质作为定影液，不但大大降低了常规定影液的采购成本及由此产生的危险废弃物处理成本，而且减少了芯片行业VOC的排放量，为环境友好、环保可持续发展做出了一定贡献，具有较高的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及芯片制造技术领域，具体为一种芯片制程中环境友好的定影 方法。
背景技术
光刻过程是芯片制造工艺的核心，选用合适的光刻胶和与此相匹配的光 刻工艺条件，方能有良好的产品光刻效果。
环化橡胶类负性光刻胶具有粘附性好、感光快、抗酸性强等特点，特别 是具有抵御氢氟酸、硝酸、硫酸、醋酸混合物腐蚀的优点，所以芯片行业广 泛应用该光刻胶用于形成所需蚀刻形貌，而在光刻胶的使用过程中，未曝光 的部分需要用显影液去掉，而后用定影液去掉显影液及残存的微量杂质，这 就是通常所称的显影、定影过程。通常在芯片制造流程中，定影液选用醋酸 丁酯，该定影液具有去除显影剂快、易挥发、无残留，并对光刻胶起到保护 和塑形的作用，被广泛应用到芯片制造行业。但该化合物具有气味大，刺激 性强的缺点，另外，由此产生的废定影液一般采用焚烧等方式处理，增加环 境负担，中国专利申请号：200510028668.8中提到废显影液、废定影液的生 物处理方法,是将放线菌和酵母菌构成的混合菌种与载体制成菌剂,再将菌剂 与废显影液、废定影液混合进行堆放,控制堆放的温度、湿度和时间,堆放结 束后,处理废显影液的菌剂直接可以做肥料，但这种方式需要较大的空间进行 微生物发酵，并且发酵过程一方面会产生二氧化碳，增加温室气体排放，另 一方面发酵会产生废水。传统采用的有机定影技术势必会造成定影液挥发到 大气中造成环境污染、VOC存量增加，不利于社会的环保和可持续发展。本专 利的水性定影技术，将为保护环境贡献积极的力量。
发明内容
本发明的目的在于能够取代目前行业中的有机溶剂作为定影剂的通用技 术；采用水性定影技术，不但减少了有机物挥发，而且降低有机定影液的采 购成本，并减少由此产生的危险废弃物的存量及相应的处理成本，具有较明 显的社会效益和经济效益。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种芯片制程中环境友好 的定影方法，一种芯片制造的光刻工艺，步骤如下:
1、涂胶:采用普通负性光刻胶产品在已经常规清洗并干燥的硅片面上进 行旋涂，旋涂工艺为前30秒600R/MIN,后50秒为3500R/MIN。
2、前烘:涂布后，在100℃热板上烘烤2min，以去除胶膜中的溶剂， 测得膜厚约为2.5μm。
3、曝光:紫外线曝光，透过掩模板将硅片曝光。
4、中烘:在120℃烘箱中烘烤6min，以提高胶膜和硅片基材的粘附性。
5、显影:以常规显影液进行显影，显影温度25℃，显影时间1min，形 成光刻图形。
6、定影:采用纯水99.5公斤、异丙醇0.5公斤复配的混合物对显影完的 硅片进行冲洗，去除残留在胶膜表面的显影液及杂质。
7、后烘:将完成定影的硅片放于160℃烘箱中烘烤30min，以去除残存 溶剂，使胶膜固化致密，提高胶膜的附着力及抗腐蚀性能。
8、腐蚀:使用氢氟酸、硝酸、硫酸、醋酸的混合酸液腐蚀硅基材。
9、去胶:用98wt％浓硫酸在80℃下去胶，完成一次光刻工艺。
一种芯片制造的光刻工艺，步骤如下:
1、涂胶:采用负性光刻胶(已兑玻璃粉并混合均匀)在已经常规清洗并 干燥的硅片面上进行旋涂，旋涂工艺为前30秒600R/MIN,后50秒为 3500R/MIN。
2、前烘:涂布后，在100℃热板上烘烤2min，以去除胶膜中的溶剂，测 得膜厚约为2.5μm。
3、曝光:紫外线曝光，透过掩模板将硅片曝光。
4、中烘:在120℃烘箱中烘烤6min，以提高胶膜和硅片基材的粘附性。
5、显影:以常规显影液进行显影，显影温度25℃，显影时间1min，形成 光刻图形。
6、定影:采用纯水99公斤、乙二醇甲醚1公斤复配的混合物对显影完的 硅片进行冲洗，去除残留在胶膜表面的显影液及杂质。
7、后烘:将完成定影的硅片放于160℃烘箱中烘烤30min，以去除残存 溶剂，使胶膜固化致密，提高胶膜的附着力及抗腐蚀性能。
8、腐蚀:使用氢氟酸、硝酸、硫酸、醋酸的混合酸液腐蚀硅基材。
9、去胶:用98wt％浓硫酸在80℃下去胶，完成二次光刻工艺。
一种芯片制造的光刻工艺，步骤如下:
1、涂胶:采用负性光刻胶在已经常规清洗并干燥的硅片面上进行旋涂， 旋涂工艺为前30秒600R/MIN,后50秒为3500R/MIN。
2、前烘:涂布后，在100℃热板上烘烤2min，以去除胶膜中的溶剂，测 得膜厚约为2.5μm。
3、曝光:紫外线曝光，透过掩模板将硅片曝光。
4、中烘:在120℃烘箱中烘烤6min，以提高胶膜和硅片基材的粘附性。
5、显影:以常规显影液进行显影，显影温度25℃，显影时间1min，形 成光刻图形。
6、定影:采用纯水99.9公斤、表面活性剂FS-61/72 0.1公斤对显影完 的硅片进行冲洗，去除残留在胶膜表面的显影液及杂质。
7、后烘:将完成定影的硅片放于160℃烘箱中烘烤30min，以去除残存溶 剂，使胶膜固化致密，提高胶膜的附着力及抗腐蚀性能。
8、腐蚀:使用氢氟酸、硝酸、硫酸、醋酸的混合酸液腐蚀硅基材。
9、去胶:用98wt％浓硫酸在80℃下去胶，完成三次光刻工艺，
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该芯片制程中环境友好的定影 方法，该发明抛弃了目前行业中通用的常规有机定影液技术，而采用水性物 质作为定影液，不但大大降低了常规定影液的采购成本及由此产生的危险废 弃物处理成本，而且减少了芯片行业VOC的排放量，为环境友好、环保可持 续发展做出了一定贡献，具有较高的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明 中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一(一次黄光)
一种芯片制造的光刻工艺，步骤如下:
1、涂胶:采用普通负性光刻胶产品在已经常规清洗并干燥的硅片面上进 行旋涂，旋涂工艺为前30秒600R/MIN,后50秒为3500R/MIN。
2、前烘:涂布后，在100℃热板上烘烤2min，以去除胶膜中的溶剂， 测得膜厚约为2.5μm。
3、曝光:紫外线曝光，透过掩模板将硅片曝光。
4、中烘:在120℃烘箱中烘烤6min，以提高胶膜和硅片基材的粘附性。
5、显影:以常规显影液进行显影，显影温度25℃，显影时间1min，形 成光刻图形。
6、定影:采用纯水99.5公斤、异丙醇0.5公斤复配的混合物对显影完的 硅片进行冲洗，去除残留在胶膜表面的显影液及杂质。
7、后烘:将完成定影的硅片放于160℃烘箱中烘烤30min，以去除残存 溶剂，使胶膜固化致密，提高胶膜的附着力及抗腐蚀性能。
8、腐蚀:使用氢氟酸、硝酸、硫酸、醋酸的混合酸液腐蚀硅基材。
9、去胶:用98wt％浓硫酸在80℃下去胶，完成一次光刻工艺。
实施例二(二次黄光)
一种芯片制造的光刻工艺，步骤如下:
1、涂胶:采用负性光刻胶(已兑玻璃粉并混合均匀)在已经常规清洗并 干燥的硅片面上进行旋涂，旋涂工艺为前30秒600R/MIN,后50秒为 3500R/MIN。
2、前烘:涂布后，在100℃热板上烘烤2min，以去除胶膜中的溶剂，测 得膜厚约为2.5μm。
3、曝光:紫外线曝光，透过掩模板将硅片曝光。
4、中烘:在120℃烘箱中烘烤6min，以提高胶膜和硅片基材的粘附性。
5、显影:以常规显影液进行显影，显影温度25℃，显影时间1min，形成 光刻图形。
6、定影:采用纯水99公斤、乙二醇甲醚1公斤复配的混合物对显影完的 硅片进行冲洗，去除残留在胶膜表面的显影液及杂质。
7、后烘:将完成定影的硅片放于160℃烘箱中烘烤30min，以去除残存 溶剂，使胶膜固化致密，提高胶膜的附着力及抗腐蚀性能。
8、腐蚀:使用氢氟酸、硝酸、硫酸、醋酸的混合酸液腐蚀硅基材。
9、去胶:用98wt％浓硫酸在80℃下去胶，完成二次光刻工艺。
实施例三(三次黄光)
一种芯片制造的光刻工艺，步骤如下:
1、涂胶:采用负性光刻胶在已经常规清洗并干燥的硅片面上进行旋涂， 旋涂工艺为前30秒600R/MIN,后50秒为3500R/MIN。
2、前烘:涂布后，在100℃热板上烘烤2min，以去除胶膜中的溶剂，测 得膜厚约为2.5μm。
3、曝光:紫外线曝光，透过掩模板将硅片曝光。
4、中烘:在120℃烘箱中烘烤6min，以提高胶膜和硅片基材的粘附性。
5、显影:以常规显影液进行显影，显影温度25℃，显影时间1min，形 成光刻图形。
6、定影:采用纯水99.9公斤、表面活性剂FS-61/72 0.1公斤对显影完 的硅片进行冲洗，去除残留在胶膜表面的显影液及杂质。
7、后烘:将完成定影的硅片放于160℃烘箱中烘烤30min，以去除残存溶 剂，使胶膜固化致密，提高胶膜的附着力及抗腐蚀性能。
8、腐蚀:使用氢氟酸、硝酸、硫酸、醋酸的混合酸液腐蚀硅基材。
9、去胶:用98wt％浓硫酸在80℃下去胶，完成三次光刻工艺。
术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置 关系为基于所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明的简化描述，而不 是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操 作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人 员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其 中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何 修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种芯片制程中环境友好的定影方法，其成分包含水性定影液：纯水、去离子水，其特征在于：定影液为纯水或去离子水(电阻为1018兆欧)，水中复配少许下列化合物，醇类溶剂：甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、异戊醇、乙二醇、丙二醇、二甘醇，醇醚类溶剂：乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚，醇醚酯：丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯，酮类溶剂：丙酮、丁酮、甲基异丁酮、环己酮、二异丁酮，非离子表面活性剂：聚氧乙烯型APEO、AEO。
2.一种芯片制程中环境友好的定影方法，具体包括如下步骤：
步骤1：涂胶:在已经常规清洗并干燥的硅片面上进行旋涂，旋涂工艺为前30秒600R/MIN,后50秒为3500R/MIN。
步骤2：前烘:涂布后，在100℃热板上烘烤2min，以去除胶膜中的溶剂，测得膜厚约为2.5μm。
步骤3：曝光:紫外线曝光，透过掩模板将硅片曝光。
步骤4：中烘:在120℃烘箱中烘烤6min，以提高胶膜和硅片基材的粘附性。
步骤5：显影:以常规显影液进行显影，显影温度25℃，显影时间1min，形成光刻图形。
步骤6：定影:采用纯水99.5公斤、异丙醇0.5公斤复配的混合物对显影完的硅片进行冲洗，去除残留在胶膜表面的显影液及杂质。
步骤7：后烘:将完成定影的硅片放于160℃烘箱中烘烤30min，以去除残存溶剂，使胶膜固化致密，提高胶膜的附着力及抗腐蚀性能。
步骤8：腐蚀:使用氢氟酸、硝酸、硫酸、醋酸的混合酸液腐蚀硅基材。
步骤9：去胶:用98wt％浓硫酸在80℃下去胶，完成一次光刻工艺。
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