第八章光刻與刻蝕工藝-預(yù)覽頁
【正文】 的重要性n 光刻工藝流程n 光源n 光刻膠n 分辨率n 濕法刻蝕n 干法刻蝕第八章 光刻與刻蝕工藝n IC制造中最重要的工藝： ① 決定著芯片的最小特征尺寸② 占芯片制造時間的 4050%③ 占制造成本的 30%n 光刻： 通過光化學(xué)反應(yīng)，將光刻版（ mask）上的圖形轉(zhuǎn) 移到光刻膠上。? 涂膠 Photoresist coating216。前烘 252。堅膜 1)清洗硅片 Wafer Clean2)預(yù)烘和打底膠 Prebake and Primer Vapor涂膠 Photoresist Coating前烘 Soft Bake 光刻工藝流程對準(zhǔn) Alignment曝光 Exposure后烘 Post Exposure Bake顯影 Development 光刻工藝流程堅膜 Hard Bake圖形檢測 Pattern Inspection 光刻工藝流程光刻 1－清洗光刻 2－預(yù)烘和打底膜n SiO2:親水性；光刻膠：疏水性；n 預(yù)烘：去除 Si片水汽，增強光刻膠與表面的黏附性；大約 1000C；n 打底膜：涂 HMDS（六甲基乙硅氮烷），去掉 SiO2表面的 OH，增強光刻膠與表面的黏附性。n 烘焙時間過長－增感劑揮發(fā)，導(dǎo)致曝光時間增長，甚至顯不出圖形。高壓汞燈紫外光譜2）曝光光源： 光刻工藝流程電子束曝光： λ ＝幾十 100197。n 負(fù)膠顯影液：有機溶劑，如丙酮、甲苯等。 光刻工藝流程光刻 8－顯影 (Development)正常顯影過顯影不完全顯影欠顯影顯影后剖面光刻 8－顯影 (Development) 光刻工藝流程光刻 9－堅膜（ Hard Bake）n 蒸發(fā) PR中所有有機溶劑n 提高刻蝕和注入的抵抗力n 提高光刻膠和表面的黏附性n 堅膜溫度 : 100 到 1300Cn 堅膜時間： 1 到 2 分鐘堅膜工藝：烘箱、紅外燈n 堅膜不足：光刻膠不能充分聚合，黏附性變差，顯影時易浮膠、鉆蝕。因為特征尺寸 ( mm = 250nm) 小于可見光的波長，可見光波長為 390nm (紫光 ) to 750nm (紅光 )。② 光刻膠：正膠的 R高于負(fù)膠；③ 其他：掩模版、襯底、顯影、工藝、操作者等。 波長越短，衍射越弱216。 s，勒克斯 n 優(yōu)點：光衍射效應(yīng)小， 分辨率高。n 缺點：光衍射效應(yīng)嚴(yán)重 — 分辨率低 （線寬 3μ m）。n 應(yīng)用： 3μ m以下特征尺寸光刻。216。n PSM： PhaseShift Maskn 作用：消除干涉， 提高分辨率；n 原理：在 Mask的透明圖形上增加一個透明的介質(zhì)層移相器，使光通過后產(chǎn)生 1800的相位差。 （刻蝕 3μ m以上線條）n 刻蝕的材料： Si、 SiO Si3N4及金屬；n 利用 化學(xué)溶液 溶解硅表面的材料n 三個基本過程：刻蝕、漂洗、干燥Si的濕法刻蝕n 常用腐蝕劑①HNO 3HFH2O(HAC)混合液Si+HNO3+HF→ H2[SiF6]+HNO2+H2O+H2n HNO3：強氧化劑；n HF：腐蝕 SiO2；n HAC：抑制 HNO3的分解；②KOH 異丙醇n 常用配方：216。n 類型：① 等離子體刻蝕：化學(xué)性刻蝕；② 濺射刻蝕：純物理刻蝕；③ 反應(yīng)離子刻蝕（ RIE）：結(jié)合 ① 、 ② ； 干法刻蝕n 刻蝕原理 :刻蝕氣體經(jīng)輝光放電后，成為具有很強化學(xué)活性的離子及游離基 等離子體。等離子體刻蝕 干法刻蝕n 刻蝕原理；，使其被撞原子飛濺出來，形成刻蝕。 刻蝕 Si3N4/Si 選擇性為 35； 刻蝕 SiO2/Si 選擇性大于 10； 干法刻蝕多晶硅與金屬硅化物的干法刻蝕n 多晶硅 /金屬硅化物結(jié)構(gòu)： MOS器件的柵極；n 柵極尺寸：決定 MOSFET性能的關(guān)鍵；n 金屬硅化物： WSi TiSi2；n 腐蝕要求：各向異性和選擇性都高n 刻蝕劑： CF SF Cl HCl；n 腐蝕硅化物： CF4+ WSi2→ WF 4↑+SiF 4↑+C Cl2 + WSi2→ WCl 4↑+SiCl 4↑n 腐蝕 polySi：氟化物（ CF SF6） 各向同性； 氯化物（ Cl HCl） 各向異性， 選擇性好（多晶硅 /S
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