后烘是指（post exposure bake-PEB）是指在曝光之后的光刻膠膜的烘烤過程。由于光刻膠膜還未顯影，也就是說還未閉合，PEB也可以在高于光刻膠軟化溫度的情況下進(jìn)行。前面的文章中我們在一般光刻過程文章中簡單介紹過后烘工藝但是比較簡單，本文就以下一些應(yīng)用場景下介紹后烘的過程和作用。

化學(xué)放大正膠

機(jī)理

當(dāng)使用“正常”正膠時，曝光完成后光反應(yīng)也就完成了，但是化學(xué)放大的光刻膠需要隨后的烘烤步驟。光反應(yīng)在曝光期間開始并在后烘環(huán)節(jié)中完成。“化學(xué)放大”的過程發(fā)生在，曝光后反應(yīng)產(chǎn)物的催化下，并在烘烤中完成。這使得較厚的光刻膠可以使用較低的曝光劑量進(jìn)行曝光，且顯影速度快。

后烘條件

沒有進(jìn)過后烘（PEB）工藝的光刻膠將不能顯影或只能以極低的速度顯影。后烘所需的時間和溫度并不取決于光刻膠薄膜的厚度，而是取決于所使用的光刻膠的種類，通常在100-110℃的溫度下持續(xù)幾分鐘。

圖形反轉(zhuǎn)膠和交聯(lián)負(fù)膠機(jī)理

像AZ5214E這樣的圖形反轉(zhuǎn)膠在反轉(zhuǎn)工藝下需要在曝光后進(jìn)行后烘工藝，來實現(xiàn)圖形的反轉(zhuǎn)，從而使曝光區(qū)域在顯影后流下來。

交聯(lián)型負(fù)膠電阻，如AZ5214負(fù)膠系列或AZ15nxt，需要在后烘環(huán)節(jié)來進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)反應(yīng)是在曝光過程中開始的，被曝光區(qū)域結(jié)構(gòu)在顯影液中不被溶解而留下。

后烘條件

后烘所需的時間和溫度并不取決于光刻膠薄膜的厚度，而是取決于所使用的光刻膠種類，通常為110-130℃，持續(xù)幾分鐘。

圖形反轉(zhuǎn)膠的烘烤溫度越高，反轉(zhuǎn)膠的結(jié)構(gòu)在顯影過程中越穩(wěn)定，但反轉(zhuǎn)膠在前面未曝光區(qū)域在后續(xù)的范曝光過程中的感光性越差，顯影速度越慢。

負(fù)膠的后烘溫度越高，交聯(lián)程度越高，顯影后的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。然而，隨著PEB溫度的升高，未暴露的光刻膠區(qū)域的熱交聯(lián)增加，因此更難顯影。需要注意的是，并不是所有的負(fù)膠都需要后烘工藝步驟，有些負(fù)膠在曝光過程中就能完成交聯(lián)反應(yīng)，因而無需后烘。

高反射率襯底上的正膠機(jī)理

在高反射率襯底上的單色光源曝光應(yīng)用中，由于界面的反射，會在光刻膠內(nèi)部形成干涉，這種干涉會導(dǎo)致顯影時在光刻膠側(cè)壁形成波浪條紋結(jié)構(gòu)，即駐波效應(yīng)（關(guān)于駐波效應(yīng)的產(chǎn)生請參見抗反射層-ARC）。曝光后的后烘有助于光反應(yīng)產(chǎn)物的擴(kuò)散，如下圖1所示，因此隨后顯影過程中的光刻膠結(jié)構(gòu)具有更陡峭和更光滑的側(cè)壁。

圖1 高反襯底上的光強(qiáng)分布以及后烘后的光反應(yīng)分布

后烘條件

所需的時間和溫度并不取決于光刻膠薄膜的厚度，而是取決于所使用的光刻膠種類，通常為110-120℃，持續(xù)幾分鐘。

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