第八章光刻與刻蝕工藝(完整版)
【正文】 原理：同時利用了等離子刻蝕和濺射刻蝕機(jī)制 (化學(xué)刻蝕和物理刻蝕的結(jié)合 ) n 刻蝕氣體：活性等離子（化學(xué)反應(yīng)）＋惰性等離子（轟擊）n 特點(diǎn)：刻蝕速率高且可控；刻蝕剖面各向異性且可控； 選擇性好且可控n 目前 812英寸制造中所有圖形都是由 RIE刻蝕的反應(yīng)離子刻蝕 干法刻蝕RIE試驗(yàn) 干法刻蝕SiO2和 Si的干法刻蝕n 刻蝕劑： CF CHF C2F SF C3F8 ； n 等離子體： CF4 → CF3*、 CF2* 、 CF* 、 F*n 化學(xué)反應(yīng)刻蝕： F*+Si→SiF 4↑ F*+SiO2→ SiF 4↑+O 2↑ CF3*+SiO2→ SiF 4↑+CO↑+CO 2↑ 干法刻蝕n 實(shí)際工藝：① CF4中加入 O2：調(diào)整選擇比； 機(jī)理： CF4+O2→F *+O*+COF*+COF2+CO+CO2 （初期： F*比例增加；后期： O2比例增加） O2吸附在 Si表面，影響 Si刻蝕；SiO2和 Si的干法刻蝕 干法刻蝕n ②CF 4中加 H2n 作用：調(diào)整選擇比；n 機(jī)理： F*+H*(H2)→HF CFX*(x≤3)+Si→SiF 4+C(吸附在 Si表面） CFX*(x≤3)+SiO 2→ SiF4+CO+CO2+COF2SiO2和 Si的干法刻蝕 干法刻蝕Si3N4的干法刻蝕 n 刻蝕劑：與刻蝕 Si、 SiO2相同。 SiO2+HF→H 2[SiF6]+H2On NH4F ：緩沖劑，216?；娌牧涎谀げ牧息?金屬版（ Cr版）： Cr2O3抗反射層 /金屬 Cr / Cr2O3基層n 特點(diǎn)：針孔少，強(qiáng)度高，分辨率高。投影式曝光n 優(yōu)點(diǎn)：光刻版不受損傷， 對準(zhǔn)精度高。n 對濕法腐蝕：抗蝕能力較強(qiáng)； 干法腐蝕：抗蝕能力較差。n 物理含義：光的衍射限制了線寬 ≥ λ /2。堅(jiān)膜控制正常堅(jiān)膜 過堅(jiān)膜 光刻工藝流程光刻 10－圖形檢測（ Pattern Inspection）? 檢查發(fā)現(xiàn)問題，剝?nèi)ス饪棠z，重新開始– 光刻膠圖形是暫時的– 刻蝕和離子注入圖形是永久的? 光刻工藝是可以返工的， 刻蝕和注入以后就不能再返工? 檢測手段： SEM（掃描電子顯微鏡）、光學(xué)顯微鏡n 問題： 能否用光學(xué)顯微鏡檢查 m尺寸的圖形 ?216。 ，軟 X射線；n X射線曝光的特點(diǎn)：分辨率高，產(chǎn)量大。② 影響因素：溫度，時間。? 顯影 Development 光刻工藝Photolithography Processn光刻工藝的主要步驟252。n 掩膜版尺寸： ① 接觸式接近式和投影式曝光機(jī)： 1∶1 ② 分步重復(fù)投影光刻機(jī)（ Stepper）： 4∶1 ； 5∶1 ； 10∶1Clean Room凈化間n 潔凈等級： 塵埃數(shù) /m3； （塵埃尺寸為 ） 10萬級： ≤ 350萬，單晶制備； 1萬級： ≤35 萬，封裝、測試； 1000級： ≤ 35000，擴(kuò)散、 CVD； 100級： ≤ 3500，光刻、制版；n 深亞微米器件 （塵埃尺寸為 ） 10級： ≤ 350，光刻、制版； 1級： ≤ 35，光刻、制版；n光刻工藝的基本步驟216。顯影252。n 準(zhǔn)分子激光： KrF： λ= 248nm ； ArF： λ= 193nm ； n F2激光器： λ= 157nm 。n t太長：光刻膠軟化、膨脹、鉆溶、浮膠 → 圖形邊緣破壞。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。 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 優(yōu)點(diǎn)：光刻版壽命長。 曝光方式 掩模版（光刻版） Maskn 玻璃、石英。n 缺點(diǎn)： 鉆蝕嚴(yán)重 （各向異性差）， 難于獲得精細(xì)圖形。n 刻蝕氣體： CF4 、 BCl CCl CHCl SF6等。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； 。n 特點(diǎn)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1