光刻胶显影工艺续

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显影过程中光刻胶分子水平的变化

正性光刻胶以及图形反转胶的曝光过程中，基本上是基于DNQ-的光引发剂在茚羧酸中的转换。光引发剂从苯酚树脂链的疏水侧切换到羟基绑定处的亲水侧，在这一官能团茚羧酸分解氢离子，使树脂分子带电，最终导致在显影剂中增加溶解度。

其实这个机理概下来就是，通过紫外光的作用，使得光刻胶的感光成分发生了变化，这部分感光剂协同树脂基体在显影液中的溶解度增加，从而完成图形转移。

对于负胶，未曝光的树脂在显影液中有足够高的物理溶解度，而曝露的和充分交联的光刻胶区域只有轻微的侵蚀。

显影过程中光刻胶分子水平的变化

选择性的定义（其实跟etch的选择是一个概念）

作为显影剂的选择性，这里指的是被显影液腐蚀区域的腐蚀（或者溶解）速率与应保留在衬底上的光刻胶结构的溶解速率之比。在正胶在显影液中的显影过程，随着显影剂的稀释，显影速率(曝光区域光刻胶的腐蚀速度)比暗蚀速率(未曝光的区域的光刻胶腐蚀速度)增加得更强烈，但是显影速度会有所降低。

简而言之，稀释后的显影液可获得对比度更高的结构，但是显影速度有所低。

最佳稀释度

从上面我们可以了解到，在使用高浓度显影液时必须进行稀释，并根据工艺要求进行调整。一般每款光刻胶产品资料都会有推荐的显影液和显影液稀释比。

基于NaOH的显影液必须经过稀释后才能使用，厚胶稀释比较少点，薄胶需要更大程度的稀释后方可使用。而基于TMAH的显影液，一般拥有较多的TMAH浓度产品型号。所以可以选择合适的浓度显影液使用，2.38%TMAH的显影液是最常使用的TMAH基显影液。TMAH浓度低的显影液可以获得更高对比度的显影效果。

温度对显影的影响

显影速率的与温度的关联性主要取决于所使用的显影剂和光刻胶及其工艺，其根源在于显影过程中分解、物质迁移、溶解、络合物形成等部分反应的热活化能。

因此需要对显影温度进行测量有助于避免显影过程中的欠显或者过显。如果显影液浓缩液的温度不能保持不变，那么应该确定他们对开发速度的影响，如果必要的话，调整显影持续时间，特别是在关键制程中。

当然影响显影的因素有很多，比如显影方式，包括puddle，spray，immersion，显影时间，显影药液本身，是否分布显影，温度等，这是个复杂且综合的工程问题。可以用向量合成的方法去处理这类多参数工程问题。

曝光剂量与显影速率

正胶

曝光后的DNQ-基正胶，以下机制影响后期显影工艺的显影速度:

■ 曝光后光引发剂浓度呈指数下降趋势，直致浓度为零；

■ 作为曝光区域被显影失去光刻胶，曝光是从光刻胶的表面向衬底方向深度进行的，特别是厚胶情况下；

■ 显影速度的变化并不是线性的，但是与光引发剂的浓度呈一阶函数关系。

负胶

在负胶以及图形反转胶的负胶工艺中的显影率仅间接地取决于确定结构的曝光，因为未曝光（负胶）或者泛曝光（图形反转胶）区域会被显影掉。然而，这些光刻胶区域也会通过衍射光和漫射光接受到一定的曝光剂量，因此，随着曝光剂量的增加，特别是非常精细的结构更加难以获得。在图形反转胶的情况下，通常必须注意的是，泛曝光的剂量要足以让光引发剂以完全转换。当交联或反转反应进行不完全时，通过掩膜版的曝光区域的光刻胶的腐蚀现象会在低于某一曝光剂量下会明显增加。