SJ 21497-2018 声表面波器件光刻工艺技术要求[电子].pdf

中华人民共和国电子行业标准FL 6200 SJ 21497-2018 声表面波器件光哀IJ工艺技术要求Technical requirements for Iithography process of surface acoustic wave device 2018 -12 -29发布2019一03一01实施国家国防科技工业局发布SJ 21497-2018 目IJ1=1 本标准由中国电子科技集团有限公司提出。本标准由工业和信息化部电子第四研究院归口。本标准起草单位:中国电子科技集团公司第二十六研究所。本标准主要起草人:冷俊林、吴琳、毯鉴国委副主=血主凡、冉龙明、李洪平、张龙、刘洋、曾武。SJ 21497-2018 声表面波器件光刻工艺技术要求1 范围2 规范性引用文件下列文件中的镜中修改单(不包含其3. 1 3. 2 关键尺寸声表面波器件的叉指同3. 3 负版negative reticle 版图上图形透光区图形形状与设计图形形状相同的掩模板。3. 4 正版positive reticle 版图上图形不透光阪图形形状与设计图形形状相同的掩模板。4 一般要求4. 1 人员工艺人员应具备以下条件:a) 应熟练掌握光刻工艺的基本技能，了解光刻工艺的技术要求，经过专业岗位技术培训;SJ 21497-2018 b) 应熟悉操作规程、检验标准，按要求操作:c) 视力等自身条件应满足工艺需求。4.2 工艺环境工艺环境具体要求如下:a) 洁净度:1m及以下叉指线宽的产品制作(涂胶、曝光、显影工步)应在符合GB/T25915.1-2010 中规定的不低于黄光ISO5级洁净间完成，l!lffi以上叉指线宽的产品制作应在不低于黄光ISO6 级洁净间完成:剥离、湿法刻蚀、干法刻蚀工步在不低于非黄光IS06级洁净间完成;b) 温度、湿度:洁净问烹温应维持在22.C-2 .C，相对湿度维持在40%-60%范围内:c) 洁净间应铺设防静电地板，操作台为防静电台面并接地，台面下安装防静电手环并接地;d) 生产操作中使用的物品均应有防静电功能。4.3 安全防护4.3.1 人员安全人员安全要求如下:a) 光刻设备在运行中严禁身体任何部位进入机器内:b) 工作区内应有通风排风装置保证通风、送风良好;c) 定期体检。4.3.2 设备安全设备安全要求如下:a) 各种气瓶应放在指定区域并固定、按气瓶气体本身使用要求做好防护;b) 设备应配备紧急制动按钮:c) 应配备灭火设施和排风。4.3.3 环境安全环境安全要求如下:a) 各种废液、废水应按环保要求，达标进行排放:b) 废物应交由具有环保资质单位进行处理;c) 现场易挥发的物质应密封保存。4. 3. 4 产品安全产品安全要求如下:a) 人员进入洁净问应穿防静电净化服，并进行全身去静电处理:b) 人员工作时应戴口罩、戴乳胶手套、穿橡胶袖套、戴头套。4.4 材料光刻主要工艺材料应满足表1的要求。2 SJ 21497-2018 表1工艺材料及要求名称技术要求用途品片标准呢酸埋晶片、钮酸程品片、石英品片加工对象光刻胶按性质可分正胶和负胶;按ft波长可分为365nm (I线)感光的光刻胶、436nmCG线)感光的光刻胶、248nm CDUV)感光的光刻胶重要成型材料显影液通常使用含有2.38%阿甲基氢氧化氨CTMAH)的水溶液显影能溶解光刻胶，但是不能和铁、铝、铝铜合金、铜、铭、金等金属发剥离溶剂生反应，推荐使用丙酣和N-甲基口比咯炕酣CNMP);分析纯及以上剥离的级别无水乙醇分析纯及以上的级别清洗边胶去除剂CEBR)在涂胶过程中可以完全去除晶片边缘的光刻胶去边胶去离子水电阻率大于18MQ.cm 清洗氨气纯度优于99.999%干燥晶片时压缩空气纯度优于99.999%设备动力用氮氧混合气(光刻机选用He : 02=0.5% : 99.5% 稳定光路用粘合剂六甲基二硅肢。如在DS)，分析纯及以上的级别增强光刻胶附着力铝腐蚀液磷酸、硝酸、乙酸、水的混合液腐蚀铝干法刻蚀气体氧气、三氯化棚、氯气、四硫化碳、六氟化硫等，纯度优于99.999%刻蚀金属及去胶4. 5 设备与工艺装备光刻设备及工艺装备主要包括涂胶机、烘烤设备或部件、曝光机、显影机、剥离机、腐蚀机、干法刻蚀机、检测设备等，相关要求如表2所示。表2光刻设备及工艺装备设备和仪器名称技术要求用途涂胶机转速精度要求小于等于5000甲m:t l叩m:温度稳定(120.C卦。C);光刻涂胶及烘烤胶过滤芯0.1m显影机转速精度要求小于等于5000甲m士1叩m;温度稳定(120.C:t1 .C);显影显影及烘炜液液量可控(100ml:t1 mi) 曝光机使用G线、I线、DUV光源的设备，光强稳定，曝光剂量可控曝光剥离机设备中溶剂的温度可控C60.C90 .C) ;工艺时间可控(以1s为增量)剥离腐蚀机腐蚀液温度室温60.C，腐蚀液温度均匀性士1.C 金属腐蚀干法刻蚀机具备金属刻蚀和去胶功能刻蚀金属及去胶线宽测量仪CCDSEM)能完成整个品片的显影后的关键尺寸测量，在0.25m叉指线宽测量的情测量线条宽度况下，测量精确度3三0.00511m; 光学显微镜光学放大倍;辛50倍1500倍观察椭f，jfj仪满足400nm4 000 nm之间的光刻胶厚度测试测试光刻胶厚度反射膜厚仪满足400nm4 000 nm之间的光刻胶厚度测试测试光刻胶厚度掩模板按极性分为正板和负板:按曝光方式分为接触式和投影式:叉指线宽精度控制在0.1f1m内图形转移存储转运工装标准的片架和片盒装片3 SJ 21497-2018 5 详细要求5. 1 概述声表面波器件光刻工艺方法有三种:剥离方法、湿法腐蚀方法、干法刻蚀方法。其优缺点及适用范围如表3所示。法一法法一方一方称一方一蚀一蚀名一离一腐一刻剥一法一法湿一下表3声表面波光刻工艺方法优缺点线宽一致性可控，成本较低线宽一致性差，成本最低适用范围适用于叉指线宽3m以下的产品适用于叉指线宽3m以上的产品适用于所有产品5. 2 、负版剥离选择正胶); 5. 2. 2 工艺5.2.2.1 H孔。a) 一般应b) 根据品5. 2. 2. 2 涂胶涂胶应满足以a) 根据金属厚度b) 根据光刻胶型号设c) 根据相关参数把光刻内。5. 2.2.3 曝光前烘烤对光刻胶进行固化，根据产品类型及光刻胶型号，选择热板烘烤时间和温度等工艺参数。相关要求如下:a) 漏度在90.C130 .C之间选择，均匀性控制在土1.C以内;b) 热板烘烤时间在30s120s之间选择;或烘箱烘烤时间在10min60 min之间选择。5.2.2. 4 检验1检验要求如下:a) 使用椭偏仪或反射膜厚仪等对光刻胶厚度进行检验并记录，判断涂胶厚度是否受控;b) 每批取第一片进行测试，测试结果满足片内厚度均匀性控制在土1%以内视为合格，不合格品需要返工或者报废。4 SJ 21497-2018 5.2.2.5 曝光对光刻胶进行选择性光反应，根据产品设计要求和光刻胶要求选择相应的曝光量，曝光后的关键尺寸要满足设计要求，不同的光刻胶曝光量在30mJ/cm2r-.-900 mJ/cm2之间选择。相关要求如下:a) 负胶在30mJ/cm2r-.-200 mJ/cm2之间选择;b) 叉指图形层用正胶，曝光量在100mJ/cm2r-.-400 mJ/c之间选择:c) 加厚层用正胶，曝光量在200mJ/cm2r-.-900 mJ/cm2之间选择。5. 2. 2. 6 曝光后烘烤根据光刻胶种类的不同、为了减少驻波影响，曝光后对光刻胶进行烘烤，相关要求如下:a) 烘烤温度在90oCr-.,130 oC之间选择，温度均匀性控制在士10C以内;b) 热板烘烤时间在30s-120 s之间选择;或烘箱烘烤时间在10min r-.-60 min之间选择。5. 2. 2. 7 显影根据光刻胶型号设置显影时间、水清洗时间、转轴转速、甩干时间等工艺参数。相关要求如下:a) 显影时间在7sr-.-200 8之间选择:b) 水清洗时间在155-305之间选择:c) 甩干时转轴转速在3000 rpm5 000叩m之间选择:d) 甩干时间在158-308之间选择。5. 2. 2. 8 坚膜根据光刻胶型号设置设备的坚膜时间和温度等工艺参数，相关要求如下:a) 温度在90oC130 C之间选择，温度均匀性控制在土1C以内:b) 热板烘烤时间在305-1205之间选择;或烘箱烘烤时间在10min -., 60 min之间选择。5.2.2.9 检验2检验要求如下:a) 用50倍-1 500倍光学显微镜对光刻图形的符合性、完整性进行检查:b) 用线宽测量仪(CDSEM)对胶叉指关键尺寸(CD)进行测量，尺寸精度应满足工艺设计要求;c) 每批抽第一片进行测试，CD满足设计值偏差范国内为合格，不合格品返工或者报废。5.2.2.10 镀膜见SJ21498-20180 5. 2. 2. 11 剥离根据金属膜厚度选择剥离的温度和剥离时间，相关要求如下:a) NI在P温度在60C -90 C之间选择:丙酣采用常温:b) NMP剥离时间控制在30min-90 min;或丙酣剥离时间控制在3h-8 h; c) 剥离过程可采用超声辅助工艺。5.2.2.12 检验3检验要求如下:均每批取第片进行测试，使用线宽测量仪(CDSEM)测试金属叉指关键尺寸，并判断是否符合设计值要求:b) 同时需要用显微镜检验图形的完整性和符合性，按照GJB4027A-2006工作项目1301中2.7进行分析，在倍数不低于150倍的显微镜下观察，芯片上不能有裂纹、不能有划伤，金属膜不能被腐蚀、隆起、起皮、沙眼;叉指缺损不能超过设计值的50%，否则不合格，不合格品按不合格品流程处理。5. 3 湿法腐蚀方法工艺技术要求5.3. 1 工艺流程湿法腐蚀方法的i艺流程如图2所示:5 SJ 21497-2018 I r|町烘烤卜|检验1I曝光注:曝光后烘烤主要用I线光刻胶。5.3.2 工艺技术要求5. 3. 2. 1 涂胶见5.2.2.2。在30s60 s之间、5. 3. 2.10 检验3见5.2.2.12。图2声表面波器件湿法腐蚀方法的工艺流程图5.4 干法刻蚀方法工艺tN5.4. 1 工艺流程|检验3|囚|检验2II 注:曝光后烘烤主要用于I线光刻胶。5.4. 2 工艺技术要求5.4.2.1 涂胶见5.2.2.2。6 图3声表面波器件干法刻蚀路线的工艺流程图SJ 21497-2018 5. 4. 2. 2 曝光前烘烤见5.2.2.305.4.2. 3 检验1见5工2.4。5.4.2.4 曝光见5.2.2.5。5. 4. 2. 5 曝光后烘烤根据光刻胶种类的不同、为了减少驻波影响，曝光后对光刻胶进行烘烤，相关要求如下:a) 烘烤温度在90oC-130 oc之间选择，温度均匀性控制在土1oc以内;b) 热板烘烤时间在30s-600 s之间选择，或烘箱烘烤时间在10min-60 min之间选择。5. 4. 2. 6 显影见5.2.2.705. 4. 2. 7 坚膜根据光刻胶型号设置设备的坚膜时间和温度等工艺参数，相关要求如下:a) 温度在90oC-130 oC之间选择，温度均匀性控制在土1oC以内:b) 热板烘烤时间在30s-600 s之间选择，或烘箱烘烤时间在10min-60 min之间选择。5. 4. 2. 8 检验2见5.2.2.9。5. 4. 2. 9 刻蚀根据金属膜厚设置好相应刻蚀的时间，保证晶片不被刻蚀，且被刻蚀金属无残留物;在同一台干法刻蚀机中完成去胶。5.4.2.10 检验3见5工2.12。5. 5 标识、转运和贮存5. 5. 1 标识将合格产品和不合格产品分别标识并分离，标识内容包括产品型号、产品数量、合格数量、生产时间等，并填写生产记录。5. 5. 2 转运合格产品与生产记录应一起，连同存储转运工装一起交到下道工序。转运过程巾保持原有的合格特征，防止晶片掉落、碰撞，注意避免静电烧伤等。5. 5. 3 储存合格产品与生产记录应一起贮存在指定的货架或工作台上。存放的环境:且度控制在22oC-2 o C; 相对湿度控制在40%-60%。7