基本光刻工藝ppt課件(已修改)
2025-01-16 19:51 本頁(yè)面
【正文】 第八章 基本光刻工藝流程 光刻的目的和意義第四章已做過(guò)簡(jiǎn)單的描述 ， 這一章主要介紹基本光刻工藝中的 表面準(zhǔn)備至曝光 的工藝步驟及光刻膠的特性 。 簡(jiǎn)介 光刻工藝首先是 在晶園表面建立盡可 能接近設(shè)計(jì)規(guī)則中所 要求尺寸的圖形 ， 其 次是在晶園表面正確 定位圖形 。 晶圓晶圓晶圓表面層圖形層 因?yàn)樽罱K的圖形是用多個(gè)掩膜版按照特定的順序在晶園表面一層一層疊加建立起來(lái)的 。 圖形定位的要求就好像是一幢建筑物每一 層之間所要求的正確對(duì)準(zhǔn) 。 如 果每一次的定位不準(zhǔn) ， 將會(huì)導(dǎo) 致整個(gè)電路失效 。 除了對(duì)特征 圖形尺寸和圖形對(duì)準(zhǔn)的控制 ， 在工藝過(guò)程中的缺陷水平的控 制也同樣是非常重要的 。 光刻 操作步驟的數(shù)目之多和光刻工 藝層的數(shù)量之大 ， 所以光刻工 藝是一個(gè)主要的缺陷來(lái)源 。 2柵掩膜1阱掩膜3接觸掩膜4金屬掩膜5P A D掩膜 光刻蝕工藝概況 光刻蝕是一種多步驟的圖形轉(zhuǎn)移過(guò)程 ， 首先是在掩膜版上形成所需要的圖形 ， 之后通過(guò)光刻工藝把所需要的圖形轉(zhuǎn)移到晶園表面的每一層 。 圖形轉(zhuǎn)移通過(guò)兩步完成 。 首先 ， 圖形被轉(zhuǎn)移到光刻膠層 。 光刻膠經(jīng)過(guò)曝光后自身性質(zhì)和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化 （ 由原來(lái)的可溶性物質(zhì)變?yōu)榉强扇苄晕镔|(zhì) ， 或者相反 ） 。 再通過(guò)化學(xué)溶劑 （ 顯影劑 ） 把可以溶解的部分去掉 ， 在光刻層下就會(huì)留下一個(gè)孔 ， 而這個(gè)孔就是和掩膜版不透光的部分相對(duì)應(yīng) 。 工藝步驟 目的在掩膜版和圖形在晶圓上的精確對(duì)準(zhǔn)和光刻膠的曝光。負(fù)膠是聚合物對(duì)準(zhǔn)和曝光顯影 除非聚合的光刻膠去掩膜 圖形 /光刻膠氧化層晶圓晶圓光刻膠氧化層 其次 ， 把圖形從光刻膠層轉(zhuǎn)移到晶園上 。這一步是通過(guò)不同的刻蝕方法把晶園上沒(méi)有被光刻膠保護(hù)的部分的薄膜層去掉 。 這時(shí)圖形轉(zhuǎn)移就徹底完成了 。 如圖所示 。 藝步驟工 目的刻蝕 將晶圓頂層通過(guò)光刻膠的開(kāi)口去除光刻膠去除 從晶圓上去除光刻膠層光刻膠氧化層氧化層晶圓晶圓 如果掩膜版的圖形是由不透光的區(qū)域決定的 ， 稱其為亮場(chǎng)掩膜版；而在一個(gè)暗場(chǎng)掩膜版中 ， 掩膜版上的圖形是用相反的方式編碼的 ， 如果按照同樣的步驟 ， 就會(huì)在晶園表面留下凸起的圖形 。 暗場(chǎng)掩膜版主要用來(lái)制作反刻金屬互聯(lián)線 。 亮場(chǎng)暗場(chǎng) 剛才介紹了對(duì)光有負(fù)效應(yīng)的光刻膠 ， 稱為負(fù)性膠 。 同樣還有對(duì)光有正效應(yīng)的光刻膠 ， 稱為正膠 。 用正性膠和亮場(chǎng)掩膜版在晶園表面建立凸起圖形的情況如圖 。 右圖顯示了用不同極 性的掩膜版和不同極 性的光刻膠相結(jié)合而 產(chǎn)生的結(jié)果 。 通常是 根據(jù)尺寸控制的要求 和缺陷保護(hù)的要求來(lái) 選擇光刻膠和掩膜版 極性的 。 掩膜版極性亮場(chǎng)暗場(chǎng)負(fù) 正空穴 凸起凸起 空穴光刻膠極性工藝步驟 目的對(duì)準(zhǔn)和曝光 掩膜版和圖形在晶圓上的精確對(duì)準(zhǔn)和光刻膠的曝光。正膠被光溶解掩膜版 圖形 /晶圓晶圓晶圓晶圓光刻膠氧化層光刻膠氧化層顯影 去除非聚合光刻膠刻蝕 表層去除光刻膠去除 光刻膠去除 光刻 10步法 把圖形從掩膜版上轉(zhuǎn)移到晶園表面是由多個(gè)步驟完成的 （ 見(jiàn)圖 ） ， 特征圖形尺寸 、對(duì)準(zhǔn)精度 、 晶園表面情況和光刻層數(shù)都會(huì)影響到特定光刻工藝的難以程度 。 雖然許多光刻工藝都不盡相同 ， 但大部分都是基于光刻 10步法的變異或選項(xiàng) 。 所以了解和掌握基本的光刻 10步法是非常必要的 。 光刻膠 光刻膠是光刻工藝的核心 ， 光刻過(guò)程中的所有操作都會(huì)根據(jù)特定的光刻膠性質(zhì)和想達(dá)到的預(yù)
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