光刻與刻蝕工藝(ppt119頁)(編輯修改稿)
2025-03-10 14:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)象嚴(yán)重，滿足不了特征尺寸的要求。 ?晶圓生產(chǎn)用的曝光光源 ?晶圓生產(chǎn)用的曝光光源 ? 最廣泛使用的曝光光源是 高壓汞燈 ? 產(chǎn)生的光為紫外光（ UV） ? 三條發(fā)射線 ? I線 (365nm) ? H線 (405nm) ? G線 (436nm) – ( ) 曝光光源 ?晶圓生產(chǎn)用的曝光光源 ? 產(chǎn)生的光為深紫外光（ DUV） ?氟化氪 KrF （ 248nm） – （ , CMOS技術(shù)） ?氟化氬 ArF （ 193nm） – (） 曝光光源 曝光光源 ?超細(xì)線條光刻技術(shù) ? 甚遠(yuǎn)紫外線 (EUV) （ ) ? 電子束光刻 (波粒二相性，更多顯示粒子性） 以上兩種曝光光源比較有前景，可以對亞100nm，亞 50nm的特征尺寸進行光刻 ? X射線 ? 離子束光刻 光學(xué)曝光方法 光學(xué)曝光方法 ?遮蔽式曝光 ? 接觸式曝光 ?提供約 1um的分辨率 ?對掩膜版造成損傷 ? 接近式曝光 ?可以減小掩膜版損傷 ?間隙會在掩膜版圖案邊緣造成光學(xué)衍射 ?分辨率降低至 2um～ 5um 光學(xué)曝光方法 光學(xué)曝光方法 ? 投影式曝光 ? 利用投影的方法，將掩膜版上圖案投影至相距好幾厘米的晶片上。 （ a）晶片整片掃描 （ b） 1： 1步進重復(fù) 光學(xué)曝光方法 lithography ?Introduction ?光刻 ? 潔凈室 ? 工藝流程 ? 光刻機 ?分辨率－曝光光源 ?套準(zhǔn) ? 光刻膠 套準(zhǔn)精度 ?對準(zhǔn) ?把所需圖形在晶園表面上定位或?qū)?zhǔn)。 ?如果說光刻膠是光刻工藝的 “ 材料 ” 核心 ，那么對準(zhǔn)和曝光則是該工藝的 “ 設(shè)備 ” 核心 。圖形的準(zhǔn)確對準(zhǔn)是保證器件和電路正常工作的決定性因素之一。 對準(zhǔn)法則 ?第一次光刻 只是把掩膜版上的 Y軸與晶園上的平邊成90186。，如圖所示。 接下來的掩膜版都用 對準(zhǔn) 標(biāo)記 與上一層帶有圖形的 掩膜對準(zhǔn) 。 對準(zhǔn)標(biāo)記是一 個特殊的圖形 （ 見圖 ） ， 分布在每個芯片圖形的邊 緣。 經(jīng)過光刻工藝對準(zhǔn)標(biāo) 記就永遠(yuǎn)留在芯片表面，同時作為下一次對準(zhǔn)使用。 晶圓掩膜版平邊 對準(zhǔn)標(biāo)記 未對準(zhǔn)種類： (a) X方向 (b) 轉(zhuǎn)動 (c) 伸出 lithography ?Introduction ?光刻 ? 潔凈室 ? 工藝流程 ? 光刻機 ? 光刻膠 ? 掩膜版 光刻膠的基本屬性 ?主要有兩種光刻膠： ? 正膠 ：曝光后顯影時曝光部分被溶解，而沒有曝光的部分留下來 —— 鄰疊氮醌類 ? 負(fù)膠 ：曝光后顯影時沒有曝光部分被溶解，而曝光的部分留下來 —— 聚乙烯醇肉桂酸酯和聚乙烯氧乙基肉桂酸酯 基本光刻技術(shù) *實際工藝中正膠用的比較多， why? ? ? ? ?，溶漲現(xiàn)象小 ? (23um)不影響分辨率，有較好臺階覆蓋性 ? 1： 1及縮小的投影光刻 ?負(fù)膠也有一些優(yōu)點，如 : 粘附性好，抗?jié)穹ǜg能力強等 光刻膠 的主要成分 ? (高分子聚合物 ) ? 光照不發(fā)生反應(yīng)，保證光刻膠薄膜的附著性和抗腐蝕性，決定光刻膠薄膜的膜厚、彈性和熱穩(wěn)定性等 光刻膠 的主要成分 ? （ PAC） ? 受光輻照之后會發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 光刻膠 的主要成分 ? ? 使光刻膠在涂到硅片表面之前保持為液態(tài) 光刻膠的基本屬性 ?光學(xué)性質(zhì) ? 光敏度，折射率 ?力學(xué)和化學(xué)性質(zhì) ? 固溶度、粘滯度、粘著度、抗腐蝕性、熱穩(wěn)定性、流動性和對環(huán)境的敏感度 ?其它特性 ? 純度、金屬含量、可應(yīng)用的范圍、儲存的有效期和燃點 ?對比度 ? 對比度會直接影響到曝光后光刻膠膜的傾角和線寬。 ? 光刻膠的對比度越高，光刻膠層的側(cè)面越陡，線寬描述掩模尺寸的準(zhǔn)確度就越高。且陡峭的光刻膠在干法刻蝕中可以減小刻蝕過程中的鉆蝕效應(yīng)，從而提高分辨率。 光刻膠的基本屬性 ?光刻膠的膨脹 ? 在顯影過程中，若顯影液滲透到光刻膠中， 光刻膠的體積就會膨脹 ，這將導(dǎo)致圖形尺寸發(fā)生變化， 影響分辨率。 ? 正膠不發(fā)生膨脹，負(fù)膠發(fā)生膨脹現(xiàn)象 。故正膠分辨率高于負(fù)膠，負(fù)膠可通過減小厚度來提高分辨率 ? 在相同的分辨率下，與負(fù)膠相比可以使用較厚的正膠 ，從而得到更好的平臺覆蓋并能降低缺陷的產(chǎn)生，同時抗干法刻蝕的能力也更強。 光刻膠的基本屬性 光刻膠的基本屬性 ?光敏度 ? 指光刻膠完成所需圖形曝光的最小曝光劑量 曝光劑量（ mj/cm2）＝光強（單位面積的功率） 曝光時間 ? 光敏度由曝光效率決定 ?曝光效率：參與光刻膠曝光的光子能量與進入光刻膠中的光子能量的比值 ? 正膠比負(fù)膠有更高的曝光效率 ，故正膠的光敏度大，光敏度大可減小曝光時間 光刻膠的基本屬性 ?抗刻蝕能力 ? 圖形
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