涂胶缺陷与显影缺陷

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在半导体制造过程中，涂胶和显影是两个关键的工艺步骤，它们的缺陷会直接影响最终产品的质量和性能。本文将详细介绍涂胶和显影过程中可能出现的具体缺陷类型及其成因，并给出相应的预防措施。

半导体制造过程中的缺陷按来源可以分为掩膜版缺陷、工艺中的缺陷、wafer上的缺陷。掩膜版的缺陷通常源于掩膜版在制造过程当中的图形缺陷，如线宽缺陷，部分细小图形的缺失以及环境中颗粒对掩膜版的影响。工艺的缺陷又可以按照流程来划分：涂胶缺陷、曝光过程中的缺陷（包括浸没式和非浸没式）、显影过程引起的缺陷。

颗粒污染：如果洁净室环境不达标，空气中的尘埃颗粒可能会落在光刻胶表面。例如在没有良好过滤系统的环境中，每立方米空气中大于0.5微米的颗粒可能数以万计，这些颗粒会使光刻胶表面不平整，影响后续曝光和图形转移的精度。
厚度不均匀：当旋涂recipe设置不合理时，比如转速或加速度不稳定、光刻胶滴加量不均匀，chamber温湿度排风等失控就会导致光刻胶膜厚不均匀。这可能造成曝光时部分区域过度曝光，部分区域曝光不足，进而影响图形分辨率。
光刻胶内的气泡：在涂膜过程中，如果光刻胶匀胶过于剧烈或wafer有尘埃，光刻胶内部就会产生气泡。这些气泡会使光刻胶在曝光时出现局部透光异常，导致图形出现空洞或不完整的情况。

显影不足：这通常是由于显影时间过短或显影液浓度不够造成的。例如显影液使用时间过长，有效成分降低，导致部分光刻胶未被充分溶解，图形边缘会出现锯齿状或光刻胶残留的现象，影响图形精度。
过度显影：相反，若显影时间过长或显影液温度过高，就会导致过度显影。这可能使光刻胶被过度溶解，造成图形尺寸变小、线条变细，甚至使一些精细图形断裂。
显影液残留：显影后清洗不彻底，会使显影液残留在硅片表面。这些残留的显影液可能会破坏图形结构，或者在后续工艺中产生杂质污染。

环境控制：维持光刻区域的洁净度，使用高效空气过滤器过滤空气，可减少颗粒污染。
设备维护：定期检查和维护涂膜设备，确保其转速精准且hot plate温度稳定。如采用高精度的电机和转速反馈系统，使转速波动控制在极小范围内，保证光刻胶厚度均匀。
工艺优化：优化光刻胶的涂胶recipe：调整光刻胶的滴加量、转速和加速度等。也可以在涂胶前对光刻胶进行真空脱气处理，以去除光刻胶本身的气泡。