第八章光刻與刻蝕工藝(文件)
【正文】 程顯影液： 專用n 正膠顯影液：含水的堿性顯影液，如 KOH、 TMAH (四甲基氫氧化胺水溶液 )，等。n t太長(zhǎng)：光刻膠軟化、膨脹、鉆溶、浮膠 → 圖形邊緣破壞。 不能。若可分辨的最小線 寬為 L線條間隔也是 L），則分辨率 R為 R＝ 1/(2L) (mm1) R的主要因素：① 曝光系統(tǒng)（光刻機(jī)）：如 X射線（電子束）的 R高于紫外光。n 最高分辨率 限制 ：② 對(duì)電子、離子：具有波粒二象性（德布羅意波），則 ， n 最細(xì)線寬： a. E給定： m↑→ ΔL ↓→R↑ ，即 R離子 R電子 b. m給定： E↑→ ΔL ↓→R↑ 分辨率 衍射光投射光強(qiáng)度偏離的折射光被凸鏡收集的衍射光216。 光刻膠基本組成 光刻膠 Photoresist(PR)n 完成所需圖形的最小曝光量；n 表征： S=n/E， E曝光量（ lxn 負(fù)膠抗蝕能力大于正膠；n 抗蝕性與分辨率的矛盾：分辨率越高，抗蝕性越差 ；1）紫外 汞燈n gline（ 436 nm）， – 常用在 μ m光刻n iline（ 365 nm）， – 常用在 μ m光刻 光源n KrF（ 248 nm）， μ m, μ m and μ mn ArF（ 193 nm）， μ m（ 目前 32nm）n F2（ 157 nm）， –應(yīng)用 μ m2）深紫外 DUV準(zhǔn)分子激光器3）下一代光刻N(yùn)GL(Next Generation Lithography)n 極紫外 Extreme UV (EUV) lithography 波長(zhǎng)： 1014nmn X射線 XRay lithography 波長(zhǎng)： 1nmn 電子束 Electron beam (Ebeam) lithography 波長(zhǎng)： 未來(lái)技術(shù)趨勢(shì) 光源接觸式曝光n 硅片與光刻版緊密接觸。n 優(yōu)點(diǎn)：光刻版壽命長(zhǎng)。n 缺點(diǎn)：光學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜， 對(duì)物鏡成像要求高。 曝光方式 掩模版（光刻版） Maskn 玻璃、石英。 ② 乳膠版－鹵化銀乳膠 n 特點(diǎn)：分辨率低（ 23 μm ），易劃傷。n 缺點(diǎn)： 鉆蝕嚴(yán)重 （各向異性差）， 難于獲得精細(xì)圖形。 NH4F→NH 3↑+HF SiO2的濕法刻蝕 濕法刻蝕Si3N4的濕法腐蝕n 腐蝕液：熱 H3PO4， 180℃ ；被刻蝕材料 Si3N4 SiO2 Si刻蝕速率（nm/min） 10 1 熱 H3PO4刻蝕速率對(duì)比 濕法刻蝕n 干法刻蝕：等離子體氣體刻蝕（ Plasma Etch） n 優(yōu)點(diǎn)：n 各向異性腐蝕強(qiáng)；n 分辨率高；n 刻蝕 3μ m以下線條。n 刻蝕氣體： CF4 、 BCl CCl CHCl SF6等。 Si3N4＋ F*→ SiF 4↑+N 2↑n 刻蝕速率：刻蝕速率介于 SiO2與 Si之間； （ SiN鍵強(qiáng)度介于 SiO鍵和 SiSi鍵）n 選擇性： ①CF 4： 刻蝕 Si3N4/SiO2 選擇性差； ②CHF 3：刻蝕 Si3N4/SiO2 選擇性為 24。干法腐蝕： 刻蝕 3μ m以下線條n 優(yōu)點(diǎn)：各向異性強(qiáng)；分辨率高； 。 干法刻蝕鋁及鋁合金的干法腐蝕n 幾個(gè)工藝問(wèn)題：①Al 2O3的去除：濺射、濕法腐蝕；②CuCl 2的去除：濕法腐蝕、濺射；③ 刻蝕后的侵蝕： HCl+Al → AlCl 3↑+H 2n 鋁及鋁合金的用途：柵電極、互連線、接觸； n 鋁合金： AlSi、 AlAu、 AlCu；n 刻蝕方法： RIE、等離子體；n 刻蝕劑： BCl CCl CHCl3； Cl*+ Al → AlCl 3↑ Cl*+ AlSi → AlCl 3↑+ SiCl 4 ↑ Cl*+ AlCu → AlCl 3↑+ CuCl 2 （不揮發(fā)） 干法刻蝕 干法刻蝕和濕法刻蝕的比較 刻蝕總結(jié)濕法刻蝕： 刻蝕 3μ m以上線條n 優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，選擇性好。n 特點(diǎn)：各向異性好；選擇性差。 CF4 RF CF3*、 CF2* 、 CF* 、
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