光刻工艺简介---复制.pptxVIP

;Writtenby蓝色独行者;二、光刻很重要,为什么?;三、光刻所需环境是什么?;英制体系：等级的标定数字取自超净间内单位立方英尺能够允许0.5μm及其以上粒子的最大数目；

?公制体系：等级的标定数字取自超净间内单位立方米能够允许0.5μm及其以上粒子的最大数目的对数（lg）。

;;控制单位体积的尘埃粒子总数，同时必须控制温度和湿度；

?英制：直径大于0.5μm个数/立方英尺；

?公制：对数lg(直径大于0.5μm个数/立方米）。;?因为尘埃的粒子数目随着粒子尺寸的减小而增加，所以当IC的最小特征尺寸缩小至亚微米级范围时，会对超净间采取更加严格地控制措施

?在大多数IC制造区域，100级的超净间是必须的（比普通房间的空气粒子数小4个数量级）

?光刻区域10级-1级;黄光室

为了避免光刻胶在曝光前、曝光后受到曝光机以外的光线照射而曝光；

由于光刻胶一般对波长大于0.5μm的光并不敏感,所以曝光过程中,晶片可置于由黄光照射的洁净室。;Writtenby蓝色独行者;图形转移是由曝光设备来完成的，曝光设备的性能取决于三个参数：

分辨率：不失真的精确转移到半导体表面光刻胶上的最小特征尺寸；

对准精度：各个掩膜与先前刻在硅片上的图形互相套准的程度；

生产效率：某次光刻中掩膜在一小时内能曝光的硅片数量。;对光刻机的要求：

分辨率（高）

?曝光视场（大）

?图形对准精度（高）——1/3最小特征尺寸

?产率（throughput）（大）

?缺陷密度（低）;?两种基本的光学曝光方法：

遮蔽式（shadow）曝光

投影式（projection）曝光

;遮蔽式（shadow）曝光

接触式：1μm左右的分辨率，尘埃或硅渣嵌入光刻胶的问题；

?接近式：（10-50μm的间隙），2-5μm分辨率，掩膜图形边缘光学衍射，光进入阴影区。

;临界尺寸（criticaldimension，CD）;可能出现的问题;掩模对准式曝光机对准系统工作原理;投影式（projection）曝光

为了克服遮蔽式曝光有关的掩膜损伤问题；

掩膜与光刻胶相距几厘米；

;;投影系统的分辨率lm;对投影系统分辨率改进的一个讨论;式（1）说明分辨率的改善（即较小的lm），可以通过缩短光源波长与增加数值孔径NA达到；

式（2）指出，聚焦深度会因NA的增加而???减，而且增加DA值比缩短光源波长λ对聚焦深度DOF衰减影响更快；

结论：缩短光源波长是光学图形曝光的必然趋势。;;;集成电路工艺所采用的光刻技术;主流光刻技术:?

248nmDUV技术（KrF准分子激光）-0.10um特征尺寸

193nmDUV技术??（ArF准分子激光）-90nm特征尺寸

193nm沉浸式技术（ArF准分子激光）-65nm特征尺寸

;新一代的替代光刻技术:?

157nmF2?

EUV光刻/紫外线光刻?

电子束投影光刻?

X射线光刻?

离子束光刻?

纳米印制光刻

;更换光源以提高分辨率;一种对辐照敏感的化合物（高分子聚合物）对于入射光子有化学变化，通过显影，从而实现图形转移。

?灵敏度：单位面积的胶曝光所需的光能量：mJ/cm2;在印刷工业中已经有近百年的历史，20世纪20年代的印刷电路板工业

?1950s用于半导体工业

?直到1970s中期，集成电路生产都以负胶为主（由于正胶的附着性差）;?曝光部分变成可溶性的

?在显影工艺中比较容易去除

?所形成的图形与掩膜一致;正胶组成成分：;负胶(NegativeOpticalPhotoresist);?主要缺点：在显影过程中，整个抗蚀剂层因吸收显影液而出现膨胀现象，限制其分辨率。

在分辨率要求不太高的情况，负胶也有其优点：

对衬底表面粘附性好

抗刻蚀能力强

工艺宽容度较高（显影液稀释度、温度等）

价格较低（约正胶的三分之一）;负胶的组成部分;光刻胶主要参数;曝光响应曲线;正胶的灵敏度：感光区变得完全可溶时所需的能量，因此ET对应于灵敏度，是衡量曝光速度的指标（mJ/cm2）；

负胶的灵敏度：曝光区内的原始光刻胶厚度保留50%所需的能量；;对比度;衍射影响;抗刻蚀比;分辨能力;曝光宽容度（exposurelatitude）;其他特性;正负光刻胶的比较;五、光刻的流程是什么?;光刻核心工艺;;;PhotoresistSpinCoater;;;;;;图形检测PatternInspection;;六、光刻现在面临的问题是什么?;由上图可知高频光的能量较高，低频光的能量较低，在工艺尺寸一再减小的基础上，可见光已经不能很好的完成光刻工作了！;听听来自工业界的声音！;最为活跃的193nm浸入式光刻;最为活跃的193nm浸入式光刻;前景光明的EUV极端远紫外光刻;但一切还远没有结束!