半导体器件工艺学之光刻.ppt

第五章光刻§5-1光刻材料光刻使用光敏光刻胶材料和受控制的曝光形成三维图形
光刻是IC制造中关键步骤
1/3成本、40%—50%生产时间、决定CD
多次光刻
光刻材料：光刻胶掩膜版二、光刻胶（PR）2.光刻胶的组成树脂感光剂溶剂另外还有添加剂负性光刻胶正性光刻胶对比：正、负光刻胶3.光刻胶发展4.光刻胶的特性对比度：光刻胶上从曝光区到非曝光区过渡的陡度

敏感度：产生一个良好图形所需的最低能量
粘滞度：液体光刻胶的流动特性的定量指标
粘附性：光刻胶粘着衬底的强度
抗蚀性：在后面的加工工艺中保持化学稳定性三、掩膜版两个基本部分：基板（石英版）+不透光材料
基板要求：低温度膨胀、高光学透射、耐腐蚀、材料表面和内部没有缺陷
超微粒干版：AgBr（卤化银）
铬版：Cr（铬）+氧化铬
氧化铁版：Fe2O3（氧化铁）
投影掩模板
采用电子束光刻直写式
投影掩模板的损伤：
掉铬、表面擦伤、静电放电、灰尘颗粒
投影掩模板的保护膜：
§5-2光刻工艺正性光刻光刻的基本步骤基本步骤目的：增强硅片与光刻胶的黏附性
底膜处理的步骤
1.硅片清洗
不良的表面沾污会造成：
光刻胶与硅片的黏附性差，可能会浮胶、钻蚀
颗粒沾污会造成不平坦的涂布，光刻胶针孔
2.脱水烘焙
使硅片表面呈干燥疏水性
3.底膜处理
HMDS作用：影响硅片表面形成疏水表面
增强硅片与胶的结合力
成底膜技术：旋转法和气相法
硅片清洗脱水烘焙与气相成底膜二、旋转涂胶旋转涂胶4个基本步骤匀胶机三、前烘（软烘）烘箱与热板四、对准和曝光1.曝光方式和设备：
接触式/接近式光刻机
光学扫描投影光刻机
步进扫描光刻机

电子束光刻机
非光学X射线光刻机
离子束光刻机
接触式光刻机接触式光刻机接近式光刻机接近式光刻机接近式光刻机上的边缘衍射和表面反射接触和接近式光刻机扫描投影式光刻机扫描投影式光刻机步进扫描式光刻机步进扫描光刻机步进投影式光刻机非光学曝光电子束曝光机2.曝光光源：
最常用的两种紫外光源：汞灯准分子激光
汞灯：发出240nm—500nm之间的辐射
准分子激光：248nm氟化氪激光器（常用）
193nm氟化氩激光器（下一代技术）
157nm波长的激光器（潜在的0.15μmCD的光源）
先进和特殊用途的光源：X射线电子束离子束3.光学光刻特性①光谱
DUV（248nm—193nm）VUV（157nm）EUV（13nm）
光刻区域：黄灯②透镜的数值孔径③分辨率④焦深焦深（DOF）分辨率和焦深的对应关系四、曝光质量光反射引起的光刻胶反射切口驻波本身降低光刻胶成像的分辨率抗反射涂层五、曝光后烘焙曝光后烘焙降低驻波的影响六、显影显影问题显影技术连续喷雾光刻胶显影旋覆浸没显影显影参数七、坚膜烘焙高温下变软的光刻胶流动八、显影检查显影检查的返工流程