利用 Fusion ozone 光阻去除系統進行薄膜上光阻的移除.38

利用 Fusion ozone 分別移除烘烤後之二氧化矽薄膜(as-baked)、奈米孔 洞 二 氧 化 矽 薄 膜(as-calcined) 以 及 三 甲 基 矽 化 奈 米 孔 洞 二 氧 化 矽 薄 膜 (as-HMDS-treated)上之光阻，探討光阻的去除對薄膜性質的影響。實驗流程 與製程參數分別如圖3-3 以及表 3-3 所示。

As-baked

Furnace-calcined

HMDS-treated

PR-strip (Track)

Fusion Ozone

材料分析 FTIR / AFM/ n&k/ XRD

圖3-3 光阻灰化流程圖

Temperature (℃) 300 O2 (slm) 22 N2O (slm) 0.8 Time (s) 60

表3-3 Fusion ozone光阻去除系統的製程參數

3.2 利用微影-蝕刻製程製備高深寬比之溝渠

藉由微影製程來定義蝕刻圖案於矽晶片上，其方式為直接沉積奈米孔 洞二氧化矽薄膜於矽晶片上，接著送入自動化光阻塗佈及顯影系統(track) 進行光阻塗佈，再經由I-line光學步進機進行曝光，最後再送回自動化光阻 塗佈及顯影系統(track)進行圖案顯影以定義蝕刻圖案。所以track的主要功能 為塗佈光阻於晶圓表面及曝光後圖案之顯影，以求將光罩的圖案精準的轉 印於光阻上，以利於後續的蝕刻製程。其標準流程如下^[43]:

1. 預烤(Prebake): 去除吸附在晶圓表面上的濕氣。

2. 底漆層塗佈(Priming): 所使用的底漆層為HMDS，其目的為増進有機的光 阻和無機的矽或矽化合物晶片表面間的附著力，使光阻能很均勻的塗佈 於晶圓表面。

3. 冷卻: 若不先將晶圓冷卻至室溫即將光阻塗佈於晶圓表面，則會使得光 阻內的溶劑揮發過快且同時造成晶圓冷卻，進而影響光阻的黏滞度以及 厚度的均勻性。

4. 光阻塗佈: 所使用的光阻劑為 I-line Resist，轉速為 3435 rpm。

5. 軟烤(soft bake): 製程溫度90℃，時間90 sec。目的為去除光阻內大部分溶 劑，並將光阻從液態轉變為固態，增加與晶圓間的附著力。軟烤後的光阻 厚度約為8300 Å。

6. 對準與曝光(exposure): 使用的曝光機為 I-line 光學步進機，其中 I-line 波

長為365 nm，最常用於定義 0.35 μm 的圖案。

7. 曝後烤(post exposure bake): 製程溫度為 110℃，時間為 60 sec。當 I-line 從光阻與晶圓的界面反射時，會與入射進來的I-line 在不同深度產生建設性 及破壞性干涉，造成駐波效應(Standing wave effect)。而曝後烤的目的即用 來降低駐波效應。

8. 冷卻至室溫。

9. 顯影(Develop): 所使用的顯影劑為 AD-10 (2.38%四甲基銨氫氧化物 tetramethylammonium hydroxid, TMAH)，顯影時間為 60 sec。此步驟之目的 為移除不需要的光阻，並形成由光罩所定義的圖案。

10. 硬烤(hard bake): 製程溫度為 120℃，時間為 90 sec。其目的為去除光阻 內殘餘溶劑，增進光阻與晶圓間的附著力，並藉由聚合作用改善光阻抵抗 蝕刻的能力。

經由上述的微影製程把光罩上的圖案定義在晶圓表面的光阻層後，再 經由蝕刻製程把光阻上的圖案轉移到晶圓上，最後使用Fusion ozone光阻去 除系統來灰化光阻材料中大部分的碳氫元素，再浸泡於120℃的硫酸溶液中 10分鐘，將殘餘在表面的光阻去除。實驗流程如圖3-4所示。

np-silica 為基材

光阻塗佈(Track)

黃光製程(I-line)

顯影(Track)

乾式蝕刻(RIE)

光阻去除

圖3-4 製備高深寬比溝渠之流程圖