微電子工藝——光刻工藝課程論文-資料下載頁
2025-05-31 18:02本頁面
【正文】 3和CHF3等。③多晶硅的干法刻蝕要有很好的選擇比、刻蝕側(cè)墻等。通常選用鹵素氣體，氯氣可實現(xiàn)各向異性刻蝕而有很好的選擇比；溴基氣體可得到100:1的選擇比；而HBr與氯氣、氧氣的混合氣體，則可提高刻蝕速率。而且鹵素氣體與硅的反應(yīng)物淀積在側(cè)墻上，可起到保護作用，形成很好的刻蝕剖面。④金屬刻蝕主要是互連線及多層金屬布線的刻蝕，刻蝕有以下要求：高刻蝕速率（大于1000nm/min）；高選擇比；搞得刻蝕均勻性；關(guān)鍵尺寸控制好；無等離子體損傷；殘留污染物少；不會腐蝕金屬。 去膠腐蝕完畢必須將光刻膠去膠，這一道工序叫去膠。如圖47去膠示意圖，常用去膠方法有溶劑去膠、氧化去膠和等離子去膠?？踢^程中作為從掩膜版到wafer的圖形轉(zhuǎn)移媒介以及刻蝕時不需刻蝕區(qū)域的保護膜?？涛g完成后，光刻膠已經(jīng)不再有用，需要徹底除掉，這一工序就是去膠，常用去膠方法有溶劑去膠、氧化去膠以及等離子去膠三種。圖47 去膠示意圖5光刻質(zhì)量分析光刻是集成電路制造中最重要的環(huán)節(jié)，也就是產(chǎn)品的合格率關(guān)鍵在于光刻的質(zhì)量。因此，發(fā)生在光刻中的質(zhì)量問題必須認真對待。光劑中出現(xiàn)的質(zhì)量問題很多，造成質(zhì)量問題原因很多，在此只討論一些質(zhì)量問題?？蓞⒄毡?1。表51 質(zhì)量分析質(zhì)量參數(shù)缺陷類型光刻膠粘附性光刻膠脫落光刻膠覆蓋wafer的質(zhì)量問題光刻膠中有針孔光刻膠的回濺光刻膠起皮光刻膠膜厚度光刻膠的厚度不在控制范圍內(nèi)，光刻膠膜厚度不均勻 溶膠在顯影或刻蝕時，硅片表面上的膠膜會起皺。呈桔皮狀態(tài)或大面積膠膜脫落。這種現(xiàn)象稱為溶膠（或膠脫膠）。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因如下：（1）操作環(huán)境溫度過大當操作室內(nèi)空氣中的水分較多時，二氧化硅很容易將水吸到表面，造成膠膜與硅片表面粘附不好，在顯影時就產(chǎn)生溶膠。因此，操作室內(nèi)必須保持干燥，甩膠盤內(nèi)必須干燥。有人嘗試在涂膠前涂一層HMDS之類的增粘劑，結(jié)果效果十分明顯。（2）硅片面膜上不干凈硅片表面生長的SiOSi3N多晶硅，由于表面不干凈，那么與光刻膠粘附力下降，造成了溶膠。（3）前烘不足或過度前烘不足、膠膜內(nèi)還留有溶劑未揮發(fā)掉，顯影時會造成溶膠。但是前烘過度、膠膜硬化、抗蝕力下降，也會出現(xiàn)溶膠現(xiàn)象。（4）曝光或顯影不合適曝光時間不足，膠膜的光化反應(yīng)沒有進行完全就浸入顯影液中，會造成膠膜溶解引起溶膠。顯影時間過長，膠膜會軟化。顯影液從底部浸入，引起膠原脫落。 小島小島是指在應(yīng)該將氧化層刻蝕干凈的光刻窗口內(nèi)，還留有沒有刻蝕干凈的氧化局部區(qū)域，形成狀不規(guī)則，習慣上稱為小島。小島的存在，使擴散區(qū)域的局部點有氧化層，阻礙了雜質(zhì)在該處的擴散而形成異常區(qū)，造成器件擊穿特性變壞，反向漏電增加，甚至極間穿通。光刻中產(chǎn)生小島的原因有：（1）掩模版圖形上的針孔或損傷，在暴光時形成漏光點，使該處的光刻膠模感光交聯(lián)，保護了氧化層不被腐蝕，形成小島。對這種情況，可在光刻腐蝕后，易版或移位再進行一次套刻，以減少或消除小島。（2）暴光過度或光刻膠變質(zhì)失效，以及顯影不足，局部區(qū)域光刻膠在顯影時溶解不凈。（3）氧化層表面有局部耐腐蝕物質(zhì)，如硼硅玻璃等。（4）腐蝕液不干凈，存在阻礙腐蝕作用的臟物。因此必須定期更換新的腐蝕液。 針孔在光刻圖形外面的氧化層上，經(jīng)光刻后會出現(xiàn)直徑為微米數(shù)量級的小孔洞，稱為針孔。針孔的存在，將使氧化層不能有效地起到雜質(zhì)擴散的掩蔽作用和絕緣作用。在平面器件生產(chǎn)中，尤其對集成電路和大功率器件，氧化層針孔是影響成品率的主要因素。例如，光刻集成電路隔離槽時，在隔離區(qū)上的針孔經(jīng)隔離擴散后會形成P型管道，將使晶體管的集電結(jié)結(jié)面不平整，甚至造成基區(qū)與村底路。對于大功率平面晶體官，光刻引線孔時，在延伸電極處的SIO2，膜上產(chǎn)生針孔，則會造成金屬化電極與集電區(qū)之間的短路，因此，在大功率晶體管和集成電路產(chǎn)生中，往往在刻引線孔之后，進行低溫沉積SIO2，然后套引線孔，以減少氧化層針孔。光刻時產(chǎn)生針孔的原因有：（1）光刻掩膜版上有黑斑，阻擋了光線照射，使該區(qū)域上的膠膜未曝光，而被顯影液溶解，經(jīng)刻蝕以后形成了針孔。（2）操作過程中塵埃沾污，特別是在涂膠過程中塵埃落到了膠表面，這樣就起了阻擋光線的作用，形成針孔。（3）感光劑中有顆粒狀物質(zhì)或灰塵，或者膠太稀薄，轉(zhuǎn)速太快，使得膠膜過于薄而出現(xiàn)面積較大的針孔。（4）硅片表面的質(zhì)量不好，有顆粒凹坑，也會形成針孔。（5）曝光不當，光刻膠聚合反應(yīng)不完全，成曝光時間過長，發(fā)生皺膠、腐蝕時掩膜失效，形成了針孔。在生產(chǎn)中，要想得到一個針孔少的二氧化硅表面，一定要提高工作室的潔凈度、對壓力、溫度、濕度都有嚴格的規(guī)定。同時對掩膜版的質(zhì)量要監(jiān)控好。至于涂膠速度、曝光時間都要好好把握。 總結(jié) 光刻技術(shù)作為半導(dǎo)體及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和進步的關(guān)鍵技術(shù)之一。二氧化硅膜作為選擇性擴散的掩蔽膜，也就是說，將需要擴散的區(qū)域上的二氧化硅層去掉，而不需要擴散的區(qū)域上的二氧化硅層依然保留著。完成這一項任務(wù)，就是要利用光刻技術(shù)來完成。每一種半導(dǎo)體器件都需要進行多次光刻，較復(fù)雜的集成電路光刻的次數(shù)更多。30多年以來，集成電路技術(shù)的發(fā)展始終是隨著光刻技術(shù)的不斷創(chuàng)新所推進的。參考文獻[1]：華中理工大學出版社，1995[2]：高等教育出版社，1983[3]：中國勞動出版社，1995[4] PLU MMER J D. 硅超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)[M] . 北京:電子工業(yè)出版社,2004[5]莊同曾. 集成電路制造技術(shù)原理與實踐[M] . 北京:電子工業(yè)出版社,1992.[6]丁玉成,劉紅忠,盧秉恒,——壓印光刻[J].機械工程學報,2007,(03)[7]蔣文波,[J]. 微細加工技術(shù),2008,(04).[8] (EUV)光刻技術(shù)[J].電子工業(yè)專用設(shè)備,2009,(04)[9] 13
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