集成電路基本工藝(編輯修改稿)
2025-01-26 12:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 光刻原理與流程n在 IC的制造過程中，光刻是多次應(yīng)用的重要工序。其作用是把掩膜上的圖型轉(zhuǎn)換成晶圓上的器件結(jié)構(gòu)。2023/1/28 26 光刻 步驟一、 晶圓涂光刻膠：n 清洗晶圓，在 200?C溫度下烘干 1小時。目的是防止水汽引起光刻膠薄膜出現(xiàn)缺陷。n 待晶圓冷卻下來，立即涂光刻膠。? 光刻 膠有兩種：正性 (positive)與負(fù)性 (negative)。 正性膠顯影后去除的是 經(jīng) 曝 光的區(qū)域的光刻膠，負(fù)性膠顯影后去除的是 未經(jīng) 曝 光的區(qū)域的光刻膠。? 正性膠適合作窗口結(jié)構(gòu) , 如接觸孔 , 焊盤等，而負(fù)性膠適用于做長條形狀如多晶硅和金屬布線等 。? 常用 OMR83,負(fù)片型。? 光刻 膠 對大部分可見光靈敏，對黃光不靈敏，可在黃光下操作。n 晶圓再烘，將溶劑蒸發(fā)掉，準(zhǔn)備曝 光2023/1/28 27正性膠與負(fù)性膠光刻圖形的形成2023/1/28 28涂光刻膠的方法 (見下圖 )：光刻膠通過過濾器滴入晶圓中央，被真空吸盤吸牢的晶圓以 2023 ?8000轉(zhuǎn) /分鐘的高速旋轉(zhuǎn)，從而使光刻膠均勻地涂在晶圓表面 。圖 2023/1/28 29光刻 步驟二、三、四二、曝 光 : 光源可以是 可見光 ,紫外線 , X射線和電子束 。 光量 , 時間取決于光刻膠的型號，厚度和成像深度。三、顯影 : 晶圓用真空吸盤吸牢，高速旋轉(zhuǎn)，將顯影液噴射到晶圓上。顯影后，用清潔液噴洗。四、烘干 : 將顯影液和清潔液全部蒸發(fā)掉 。2023/1/28 30 曝光方式1. 接觸式 曝光 方式中， 把掩膜 以 ? 的壓力 壓在涂光刻膠的晶圓 上，曝光光源的波長在 ?m左右。圖 2023/1/28 31曝光系統(tǒng) (下圖 ): 點光源產(chǎn)生的光經(jīng)凹面鏡反射得 發(fā)散光束，再經(jīng)透鏡變成平行光束，經(jīng) 45?折射后投射到工作臺上。圖 2023/1/28 32接觸式 曝光方式的圖象偏差問題n原因 :光束不平行，接觸不密有間隙舉例 :????，y+2d=10?m, 則有(y+2d)tg?=?m圖 2023/1/28 33掩膜和晶圓之間實現(xiàn)理想接觸的制約因素l掩膜本身不平坦，l晶圓表面有輕微凸凹，l掩膜和晶圓之間有灰塵。2023/1/28 34接觸式 曝光方式的 掩膜磨損 問題 掩膜和晶圓每次接觸產(chǎn)生磨損，使掩膜可使用次數(shù)受到限制。2023/1/28 35非接觸式光刻n 接近式光刻系統(tǒng)中，掩膜和晶圓之間有 20?50?m的 間隙 。這樣，磨損問題可以解決。但分辨率下降，當(dāng) ????時，無法工作。這是因為，根據(jù)惠更斯原理，如圖所示，小孔成像，出現(xiàn)繞射，圖形發(fā)生畸變。 圖 2023/1/28 36縮小投影 曝 光系統(tǒng) 工作原理 :n水銀燈光源通過聚光鏡投射在掩膜上。n掩膜比晶圓小，但比芯片大得多。在這個掩膜中，含有一個芯片或幾個芯片的圖案，稱之為母版，即 reticle。n光束通過掩膜后，進入一個縮小的透鏡組，把 reticle 上的圖案，縮小 5~10倍，在晶圓上成像。2023/1/28 37縮小投影 曝 光系統(tǒng) (示意圖 )圖 2023/1/28 38縮小投影 曝 光系統(tǒng)的特點n由于一次 曝 光只有一個 Reticle上的內(nèi)容，也就是只有一個或幾個芯片，生產(chǎn)量不高。n由于一次 曝 光只有一個或幾個芯片，要使全部晶圓面積 曝 光，就得步進。 步進包括 XY工作臺的分別以芯片長度和寬度為步長的移動和 Reticle內(nèi)容的重復(fù) 曝 光。n投影方式分辨率高，且基片與掩膜間距較大 , 不存在掩膜磨損問題。2023/1/28 39 外延生長 掩膜制作 光刻原理與流程 氧化 淀積與刻蝕 摻雜原理與工藝216。 關(guān)心每一步工藝對器件性能的影響，讀懂 PDK， 挖掘工藝潛力。2023/1/28 40圖 場氧 除了作為柵的絕緣材料外，二氧化硅在很多制造工序中可以作為保護層。在器件之間的區(qū)域，也可以生成一層稱為 “場氧 ”（ FOX）的厚 SiO2層，使后面的工序可以在其上制作互連線。2023/1/28 41 外延生長 掩膜制作
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