光刻膠(Resist或PhotoResist,簡(jiǎn)稱PR)?又稱光致抗蝕劑是一種有機(jī)化合物它受紫外光、準(zhǔn)分子激光、電子束、離子束、射線等光源曝光后在顯影液中的溶解度會(huì)發(fā)生變化。光刻膠主要用于集成電路和半導(dǎo)體分立器件的微細(xì)加工同時(shí)在平板顯示、倒扣封裝、磁頭及精密傳感器等制作過程中也有著廣泛的應(yīng)用。由于光刻膠具有光化學(xué)敏感性可利用其進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)將光刻膠涂覆半導(dǎo)體、導(dǎo)體和絕緣體上，經(jīng)曝光、顯影后留下的部分對(duì)底層起保護(hù)作用然后采用蝕刻劑進(jìn)行蝕刻就可將所需要的微細(xì)圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到待加工的襯底上。因此光刻膠是微細(xì)加工技術(shù)中的關(guān)鍵性化工材料?？涛g以后的步驟之一是去除光刻膠，光刻膠用來(lái)作為從光刻掩膜版到硅片表面的圖形轉(zhuǎn)移媒介以及被刻蝕區(qū)域或被離子注入?yún)^(qū)域的阻擋層。一旦刻蝕或注入完成，光刻膠在硅片表面就不再有用必須完全去除。
光刻膠去除技術(shù)在微電子工業(yè)中占有非常重要的地位，集成電路制造工藝的去膠的好壞直接影響產(chǎn)品的成品率及器件和電路的制造成本。主要方法有濕法去膠和干法去膠。干法去膠是用氧氣等離子體灰化（O2 Plasma Ashing）將光刻膠剝除。干法去膠有著濕法去膠不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代半導(dǎo)體工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。
等離子體又叫做電漿是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負(fù)帶電粒子組成的離子化氣體狀物質(zhì)。氣體中總存在一些微量的自由電子在外電場(chǎng)的作用下這些電子便加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電子在外電場(chǎng)中獲得足夠的能量后與氣體分子發(fā)生碰撞時(shí)可以使氣體分子電離而發(fā)射出二次電子這些二次電子又可進(jìn)一步與氣體分子發(fā)生碰撞電離產(chǎn)生更多的電子和離子在這同時(shí)由于又存在電子與離子相復(fù)合的逆過程電離與復(fù)合這兩個(gè)過程最終必將達(dá)到一種平衡狀態(tài)出現(xiàn)穩(wěn)定的輝光放電現(xiàn)象形成穩(wěn)定的等離子體。
在放電過程中除了形成電子與離子之外還可產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的分子、原子及各種原子團(tuán)這些東西統(tǒng)稱為游離基。這種游離基具有高度的化學(xué)活性正是它們與被腐蝕材料的表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成揮發(fā)性的產(chǎn)物使材料不斷被腐蝕。
作為被刻蝕的對(duì)象光刻膠可以理解為由碳、氫、氧、氮等元素組成的長(zhǎng)鏈有機(jī)聚合物，干法去膠主要利用氧等離子體將光刻膠灰化掉。
O2在室溫下不顯著侵蝕光刻膠，但在等離子去膠機(jī)中氧氣被電離成O2-、O2+、O-、O+、氧原子O、臭氧等活潑的等離子體，其中氧原子能量很高，在高頻電場(chǎng)的輔助下可以使基片上的光致抗蝕劑與其快速發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO、CO2、H2O和其它揮發(fā)性氧化物，被真空泵抽走，實(shí)現(xiàn)去膠的目的。
CxHy＋O→CO↑＋CO2↑+H2O↑
與此同時(shí)氧離子對(duì)光刻膠進(jìn)行物理轟擊破壞光刻膠表面形貌移除松散結(jié)合的原子并增強(qiáng)刻蝕產(chǎn)物的解吸附過程加快氧原子與光刻膠表面的反應(yīng)。
等離子灰化前
PR厚度：3.407 μm
1分鐘等離子灰化
PR 厚度：2.514 μm | 蝕刻深度：0.893 μm
2分鐘等離子灰化
PR 厚度：1.505 μm | 蝕刻深度：1.902 μm
5分鐘等離子灰化
PR 厚度：264.6 nm | 蝕刻深度：3.142 μm
7分鐘等離子灰化
PR 厚度：212.2 nm | 蝕刻深度：3.195 μm
等離子技術(shù)
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