第八章光刻與刻蝕工藝-免費閱讀
【正文】 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 /SiO2）。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。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。n 應(yīng)用： 3μ m以下特征尺寸光刻。n 優(yōu)點：光衍射效應(yīng)小， 分辨率高。 波長越短，衍射越弱216。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 )。n 負膠顯影液：有機溶劑，如丙酮、甲苯等。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。前烘 252。集成電路制造技術(shù)第八章 光刻與刻蝕工藝西安電子科技大學(xué)微電子學(xué)院戴顯英2023年 9月主要內(nèi)容n 光刻的重要性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。曝光252。n 烘焙溫度過高－感光劑反應(yīng)（膠膜硬化），不易溶于顯影液，導(dǎo)致顯影不干凈。 例， KPR（負膠）的顯影液：丁酮－最理想； 甲苯－圖形清晰度稍差； 三氯乙烯－毒性大。 光刻工藝流程 分辨率n 分辨率 R－ 表征光刻精度，光刻時所能得到的光刻圖形的最小尺寸。 光學(xué)凸鏡能夠收集衍射光并增強圖像 分辨率1）數(shù)值孔徑 NA （ Numerical Aperture）n NA：表示凸鏡收集衍射光的能力n NA = 2 r0 / D – r0 : 凸鏡的半徑 – D ： 目標(biāo)（掩膜）與凸鏡的距離 NA越大，凸鏡收集更多的衍射光，產(chǎn)生更尖銳的圖形n 可產(chǎn)生、可重復(fù)的最小特征尺寸n 由曝光系統(tǒng)的光波長和數(shù)值孔徑?jīng)Q定n 分辨率表達式： R=K1λ/ NAn K1 為系統(tǒng)常數(shù) , λ 光波長 , NA 數(shù)值孔徑。n 缺點：對準(zhǔn)困難， 掩膜圖形易損傷， 成品率低。 曝光方式分步重復(fù)投影光刻機 Steppern 采用折射式光學(xué)系統(tǒng)和 4X~5X的縮小透鏡。移相掩模（ PSM） 掩模版（光刻版） Mask基本概念n 刻蝕：從 Si片表面去除不需要的材料，如 Si、 SiO2， 金屬、光刻膠等n 化學(xué)、物理過程或兩者結(jié)合：濕法和干法n 各向同性與各向異性：選擇性或覆蓋刻蝕n 選擇性刻蝕轉(zhuǎn)移光刻膠上的 IC設(shè)計圖形到晶圓表面n 其它應(yīng)用 : 制造掩膜 , 印制電路板 , 藝術(shù)品 , 等等 刻蝕工藝 Etch1）柵掩膜對準(zhǔn) Gate Mask Alignment2）柵掩膜曝光 Gate Mask Exposure3）顯影 /堅膜 /檢查 Development/HardBake/Inspection4）刻蝕多晶硅 Etch Polysilicon刻蝕工藝舉例5）刻蝕多晶 Etch Polysilicon6）光刻膠剝離 Strip Photoresist7）離子注入 Ion Implantation8）快速退火 RTA刻蝕工藝舉例 濕法刻蝕n 特點： 各相同性腐蝕 。 CF4 RF CF3*、 CF2* 、
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