第八章光刻與刻蝕工藝-文庫吧在線文庫
【正文】 低缺陷；精密的套刻對準(zhǔn)；第八章 光刻與刻蝕工藝n 特征尺寸與柵長的摩爾定律n 與特征尺寸相應(yīng)的光源第八章 光刻與刻蝕工藝n 接觸式與投影式光刻機(jī)掩模版n 掩膜版的質(zhì)量要求若每塊掩膜版上圖形成品率＝ 90％，則6塊光刻版，其管芯圖形成品率＝（ 90％） 6＝ 53％；10塊光刻版，其管芯圖形成品率＝（ 90％ ） 10＝ 35％；15塊光刻版，其管芯圖形成品率＝（ 90％ ） 15＝ 21％；最后的管芯成品率當(dāng)然比其圖形成品率還要低。后烘252。 光刻工藝流程5對準(zhǔn)與曝光 Alignment and Exposuren Most critical process for IC fabricationn Most expensive tool (stepper) in an IC fab.n Determines the minimum feature sizen Currently 45nm and pushing to 32 nmn 接觸式曝光機(jī)n 接近式曝光機(jī)n 投影式曝光機(jī)n 步進(jìn)式曝光機(jī)（ Stepper）1）對準(zhǔn)和曝光設(shè)備 光刻機(jī) 光刻工藝流程接觸式曝光示意圖步進(jìn) 重復(fù)（ Stepper）曝光示意圖接近式曝光示意圖投影式曝光示意圖光學(xué)曝光、 X射線曝光、電子束曝光① 光學(xué)曝光 －紫外，深紫外n 高壓汞燈：紫外 (UV）， 300－ 450nm； i線 365nm， h線 405nm， g線 436nm。 光刻工藝流程光刻 8－顯影 (Development)影響顯影效果的主要因素： ⅰ ）曝光時間； ⅱ ）前烘的溫度與時間； ⅲ ）膠膜的厚度； ⅳ ）顯影液的濃度； ⅴ ）顯影液的溫度； 顯影時間適當(dāng)n t太短：可能留下光刻膠薄層 → 阻擋腐蝕 SiO2(金屬） → 氧化層 “ 小島 ” 。n 表示方法：每 mm最多可容納的線條數(shù)。2）分辨率 R Resolution 分辨率n 提高 NA – 更大的凸鏡 , 可能很昂貴而不實(shí)際 – 減小 DOF（焦深），會引起制造困難n 減小光波長 λ – 開發(fā)新光源 , PR和設(shè)備 – 波長減小的極限： UV到 DUV, 到 EUV, 到 XRayn 減小 K1 – 相移掩膜 （ Phase shift mask）3)提高分辨率的途徑 分辨率 光刻膠 Photoresist(PR)n 光敏性材料：光照時發(fā)生化學(xué)分解或聚合反應(yīng)n 臨時性地涂覆在硅片表面n 通過曝光轉(zhuǎn)移設(shè)計圖形到光刻膠上n 類似于照相機(jī)膠片上涂覆的光敏材料n 正性膠和負(fù)性膠Negative Photoresist負(fù)性光刻膠－負(fù)膠Positive Photoresist正性光刻膠－正膠曝光后不可溶解曝光后可溶解顯影時未曝光的被溶解顯影時曝光的被溶解便宜 高分辨率負(fù)膠 Negative hotoresists：Comparison of Photoresists 光刻膠 Photoresist(PR)正膠 Positive Photoresists：n 聚合反應(yīng)：顯影時光照部分不溶解留下，未光照部分溶解；n 分辨率低n 分解反應(yīng)：顯影時光照部分被溶解，未光照部分留下n 分辨率高n 正膠（重氮萘醌）的光分解機(jī)理 光刻膠 Photoresist(PR)n 負(fù)膠（聚乙烯醇肉桂酸脂）的光聚合機(jī)理 光刻膠 Photoresist(PR)1)聚合物材料n 固體有機(jī)材料n 光照下不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)n 作用：保證光刻膠薄膜的附著性和抗腐蝕性2)感光材料n 當(dāng)被曝光時發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而改變?nèi)芙庑詎 正性光刻膠：由不溶變?yōu)榭扇躰 負(fù)性光刻膠：由可溶變?yōu)椴蝗芄饪棠z基本組成 光刻膠 Photoresist(PR)3)溶劑 n 使光刻膠在涂到硅片表面之前保持液態(tài)n 允許采用旋涂的方法獲得薄層光刻膠薄膜4)添加劑 n 不同的添加劑獲得不同的工藝結(jié)果n 增感劑：增大曝光范圍；n 染料：降低反射。 曝光方式接觸、接近、投影、步進(jìn)重復(fù)n 硅片與光刻版保持 5－ 50μ m間距。n 光刻版： 4X、 5X、 10X；n 曝光場：一次曝光只有硅片的一部分；n 采用了分步對準(zhǔn)聚焦技術(shù)。n 優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單， 腐蝕選擇性好。n 特點(diǎn)：選擇性好；各向異性差。n 缺點(diǎn)：各向異性差，難于獲得精細(xì)圖形。n 刻蝕氣體：惰性氣體， Ar氣；濺射刻蝕原理 干法刻蝕n
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