光刻工藝原理8(編輯修改稿)
2025-03-10 03:53 本頁面
【文章內容簡介】 161。 汞燈161。 準分子激光161。 除了這些通常使用的光源外 ,其他用于先進的或特殊應用的光刻膠曝光的源有 X射線 ,電子束 ,和離子束 .161。 曝光光源的一個重要方面是光的強度 ,光強被定義為單位面積的功率典型的高壓汞燈的發(fā)射光譜120100806040200200 300 400 500 600波長 (nm)相對強度(%)hline405 nmgline436 nmiline365 nmDUV248 nm高強度汞燈的發(fā)射光譜汞燈強度峰抗反射涂層161。 抗反射涂層使用的原因 ：曝光光線通過投影掩膜版后在光刻膠上形成圖案。在光刻膠下面最終要被刻蝕形成圖案的底層薄膜，如果這個底層膜是反光的那么光線將從這個膜層反射并有可能損害臨近的光刻膠，這個損害能夠對線寬控制產生不利的影響。161。 兩種最主要的光反射問題是反射切口和駐波。我們把一種抗反射涂層（ ARC）直接用于反射材料的表面來減小光刻膠的駐波效應。它們以薄層的形式被淀積在硅片上?？狗瓷渫繉?61。 駐波：駐波表征入射光波和反射光波之間的干涉，這種干涉引起了隨光刻厚度變化的不均勻曝光。駐波的本質是降低了光刻膠成像的分辨率。161。 ARC的種類： 在光刻膠下面用來減小襯底反射的底部抗反射涂層和淀積在光膠上面用來減少光刻膠表面二次反射的頂部抗反射涂層。光反射引起的光刻膠反射切口多晶硅襯底STISTIUV曝光光線掩膜版被曝光的光刻膠未被曝光的光刻膠被開槽的光刻膠邊緣衍射 表面反射入射光和反射光在光刻膠中干涉 駐波沿著光刻膠厚度引起不均勻曝光入射光反射光光刻膠 膜襯底光刻膠中的駐波效應. 底部抗反射涂層 ：底部抗反射涂層（ BARC）是用來減小來自光刻膠下面反射層的光反射。底部抗反射涂層材料是有機或無機絕緣材料，在涂光刻膠前被加到硅片上。 有機抗反射涂層通過吸收光減少反射。 無機抗反射涂層是通過特定波長相移相消起作用。 頂部抗反射涂層 ：頂部抗反射涂層（ TARC）在光刻膠和空氣的交界面上減少反射頂部抗反射涂層材料，是作為一個透明的薄膜干涉層，通過光線間的相干相消來消除反射。ARC的種類通過底部抗反射涂層的光控制BARC多晶硅襯底STISTIUV曝光光線掩膜版被曝光的光刻膠未被曝光的光刻膠底部抗發(fā)射涂層的光相移相消(A)入射光光刻膠BARC (TiN)鋁C 和 D 由于相位差消去(B)上表面反射(C)(D)頂部抗反射涂層入射光光刻膠光刻膠－襯底反射襯底入射光光刻膠襯底反射襯底上抗反射涂層吸收襯底反射五個精細光刻時代如下所示： 3. 掃描投影光刻機 4. 分步重復光刻機 光刻設備曝光方式特性接觸式 接近式 1:1全反射系統(tǒng) 投影式縮小投影式 DSW2:1 4:1分率率負膠 2?m 4?m 5?m 3?m ?m正膠 1?m ?m ?m ?m ?m掩膜版壽命 短 接觸式的5~10倍半永久 半永久對準精度 1~3?m 1~3?m ~1?m ~?m裝置成本 便宜 中 高 高優(yōu) 點 分辨率高；線寬重復性設備成本低；掩膜壽命高；晶片表面不易損傷；掩膜壽命半永久；成品率高 。無間距誤差掩膜壽命半永久；成品率高；掩膜版制作容易；分辨率高；對準精度高；缺點 掩膜版壽命低 ,晶片易損壞； 成品率低；分辨率低；線寬偏差大；分辨率比接近式稍差 。線寬偏差大 ,比接近式稍差；每次光刻面積較小 ,曝光效率低；設備昂貴；接觸 /接近式光刻機系統(tǒng)發(fā)光裝置對準顯微鏡（分視場） 掩膜版硅片 真空吸盤承掩膜版臺(X, Y , Z , q) 承片臺 (X, Y, Z, q) 汞燈掃描投影光刻機掩膜版硅片汞燈照明裝置投影光學組件掃描方向曝光光線 (UV狹縫逐漸掃過整個掩膜版視場到硅片上 )5:曝光后烘焙161。 對于深紫外 (DUV)光刻膠在 100度至 110度的熱板上進行曝光后烘焙是必須的 ,這步烘焙應緊跟在光刻膠曝光后。161。 目的：提高光刻膠的粘附性并減少駐波。6:顯影工藝小結 :161。 用顯影液溶解光刻膠可溶的區(qū)域161。 可見圖形出現(xiàn)在硅片上 窗口 島161。 質量標準 : 線條分辨率 均勻性 顆粒和缺陷真空吸盤與轉動電機連接的轉桿至真空泵顯影液噴頭顯影：用化學顯影液溶解由曝光造成的光刻膠的可溶解區(qū)域就是光刻膠顯影，其主要目的是把掩膜版圖形準確復制到光刻膠中。顯影的三個主要類型的問題：顯影不足：顯影不足的線條比正常線條要寬并且在側面有斜坡；不完全顯影：不完全顯影在襯底上留下應該在顯影過程去掉的剩余光刻膠；和過顯影：過顯影除去了太多的光刻膠，引起圖形變窄和拙劣的外形。XX X 214。顯影不足不完全顯影正確顯影過顯影光刻膠 襯底161。 負膠通過紫外曝光發(fā)生交聯(lián)或變硬。使曝光的光刻膠變得在顯影液中不可溶解 .負膠的一個主要問題是交聯(lián)光刻膠由于在清洗過程中吸收顯影液而膨脹和變形。因此，在硅片上剩余的光刻膠的側墻變得膨脹和參差不齊。UV交聯(lián)未曝光的光刻膠被曝光的光刻膠負膠顯影正膠顯影曝光的光刻膠溶解在顯影液中 . 未曝光的正膠交聯(lián)光刻膠顯影方法1 連續(xù)噴霧顯影真空吸盤連接旋轉電機的轉桿至真空泵噴霧顯影清洗裝片臺 傳送臺氣相成底膜旋轉涂膠去邊軟烘 冷板 冷板 堅膜硅片傳送系統(tǒng)(a)硅片軌道系統(tǒng) (b)噴霧式顯影(d)甩干(c) DI水清洗(b)甩掉多余的顯影液(a)旋覆浸沒式滴顯影液浸沒式2 旋覆浸沒顯影光刻膠顯影參數(shù)161。 顯影溫度 :顯影液最適宜的溫度是 15到 25 ℃ ，其溫度確定后，誤差必須控制在 177。1 ℃ 以內。161。 顯影時間161。 顯影液量161。 硅片吸盤161。 當量濃度（ N）： 是一個濃度單位，以一升溶解物中溶質的含量為多少克表示。當量濃度代表了其準確的化學組成，決定顯影液堿性的強弱。161。 清洗： 用于停止顯影工藝，從硅片表面上除去剩余的顯影液。161。 排風： 排風是避免影響噴霧顯影液的關鍵因素。低速排風會導致顯影模塊中霧狀顯影液的剩余，剩余的顯影液會落在硅片上與光刻膠發(fā)生反應。顯影后檢查161。 顯影后檢查的目的：為了查找光刻膠中形成圖形的缺陷。161。 顯影后檢查出現(xiàn)有問題的硅片有兩種處
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