薄膜的圖形化技術(shù)ppt課件(已修改)
2025-05-16 12:08 本頁(yè)面
【正文】 薄膜材料與納米技術(shù) Thin Film Materials amp。 Nanotechnology 北京科技大學(xué)材料科學(xué)學(xué)院 唐偉忠 Tel: 6233 2475 Email: 課件下載網(wǎng)址： 下 載 密 碼： 123456 第八講 薄膜材料的圖形化 Patterning of thin films 提 要 ? 薄膜圖形化的光刻技術(shù) ? 光刻使用的等離子體刻蝕技術(shù) ? 等離子體刻蝕機(jī)制 ? 未來(lái)的納米光刻技術(shù) ? 有時(shí)，并不滿足于使用簡(jiǎn)單形態(tài)的薄膜，而需要對(duì)薄膜進(jìn)行有目的的加工，形成特定的圖形 ? 對(duì)材料的表層（薄膜）進(jìn)行顯微加工，即它的圖形化，需要使用表面刻蝕技術(shù) ? 對(duì)應(yīng)于制備薄膜材料的 CVD、 PVD技術(shù)，則有化學(xué)的、物理的表面刻蝕方法；在某種意義上，刻蝕過(guò)程是薄膜沉積過(guò)程的逆過(guò)程 ? 半導(dǎo)體工業(yè)的高速發(fā)展是表面刻蝕技術(shù)的主要推動(dòng)力，它應(yīng)用的是光刻的方法 薄膜沉積與其刻蝕技術(shù) 八層布線的集成電路的斷面形貌 八層 Cu導(dǎo)線 (灰色 )、其間由硬質(zhì)碳形成的絕緣層 (白色 )以及其下所連接的 ?m線寬 的 CMOS器件。這都需要薄膜制備技術(shù)，也需要薄膜的圖形化技術(shù) Cu C CMOS 以光刻技術(shù)在薄膜表面獲得圖形 若要在 Si器件表面制備如圖所示的 SiO2圖形，就需要求助于光刻技術(shù) Si 光刻所用的掩膜 掩膜的示意圖 掩膜由高度平整的紫外石英玻璃和它上面由電子束刻蝕形成的 Cr薄膜 圖形 所 組成，前者可以透過(guò)紫外線，而后者將對(duì)紫外線發(fā)生強(qiáng)烈的吸收 半導(dǎo)體技術(shù)中所采用的光刻技術(shù) Si片 氧化：形成 SiO2層 涂敷：涂光刻膠 加熱：光刻膠預(yù)固化 掩膜對(duì)準(zhǔn) 暴光 溶解：去除部分光刻膠 加熱：光刻膠固化 SiO2層的刻蝕 溶解或灰化：去除光刻膠 不僅 SiO2, 其他的材料 ,如 Si, Al, 也可由光刻方法進(jìn)行刻蝕 Automatic coat and develop track 依次可完成清洗、涂膠、暴光、刻蝕等工序 光刻過(guò)程中的暴光方法 暴光可采用接觸式、非接觸式、以及投影式的形式。在后者的情況下，可對(duì)掩膜的圖形縮小 ?10倍 光刻過(guò)程中的暴光 ——GCA 6700 STEPPER 光刻技術(shù)制備的 顯微防偽標(biāo)記 尺度 單位為 5?5?m 光刻流程中的刻蝕 存在兩種刻蝕方法： 濕法（化學(xué)溶劑法） , 干法（等離子體法） ? SiO2層的刻蝕 正負(fù)性的光刻膠技術(shù) ? 光刻膠為對(duì)光敏感的由樹(shù)脂、光敏劑、溶劑組成的有機(jī)化合物混合體 (如 SU8) ? 正性光刻膠在暴光時(shí)被分解而易于被溶去 ? 而負(fù)性光刻膠在暴光時(shí)發(fā)生交聯(lián)而不易于被溶去 以化學(xué)溶劑法實(shí)現(xiàn)光刻圖形時(shí)的情況 ? 優(yōu)點(diǎn)：侵蝕過(guò)程有很強(qiáng)的選擇性 ? 缺點(diǎn)：對(duì) SiO2侵蝕為各向同性過(guò)程 , 形成 “ 香檳杯 ” 形剖面。 在侵蝕深度為 1?m時(shí)，光刻可獲得的最小線寬約為3?m，即在侵蝕深度：線寬比增加時(shí)，須采取各向異性的刻蝕方法 ——應(yīng)用等離子體的各種刻蝕方法 等離子體刻蝕 ? 當(dāng)被刻蝕層的厚度與線寬可以比擬時(shí)，需采用干法刻蝕 ? 由于刻蝕過(guò)程必須是一個(gè)低溫的過(guò)程，因而要借助于等離子體的高活性 ? 對(duì)應(yīng)于制備薄膜材料的 CVD、 PVD技術(shù)，等離子體刻蝕也將表現(xiàn)出其主要是化學(xué)的、或主要是物理的過(guò)程 ? 在某種意義上，等離子體的刻蝕過(guò)程是薄膜沉積過(guò)程的逆
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