第5章半导体器件工艺学之光刻.pptVIP

第五章光刻;§5-1光刻材料;光刻使用光敏光刻胶材料和受控制的曝光形成三维图形 光刻是IC制造中关键步骤 1/3成本、40%—50%生产时间、决定CD 多次光刻 光刻材料：光刻胶 掩膜版;二、光刻胶（PR）;2.光刻胶的组成树脂 感光剂 溶剂 另外还有添加剂;负性光刻胶;正性光刻胶;对比：正、负光刻胶;3.光刻胶发展;4.光刻胶的特性;对比度：光刻胶上从曝光区到非曝光区过渡的陡度 敏感度：产生一个良好图形所需的最低能量 粘滞度：液体光刻胶的流动特性的定量指标 粘附性：光刻胶粘着衬底的强度 抗蚀性：在后面的加工工艺中保持化学稳定性;三、掩膜版;两个基本部分：基板（石英版）+不透光材料 基板要求：低温度膨胀、高光学透射、耐腐蚀、材料表面和内部没有缺陷 超微粒干版：AgBr（卤化银） 铬版：Cr（铬）+氧化铬 氧化铁版：Fe2O3（氧化铁） ;投影掩模板 采用电子束光刻直写式 投影掩模板的损伤： 掉铬、表面擦伤、静电放电、灰尘颗粒 投影掩模板的保护膜： ;§5-2光刻工艺;正性光刻;光刻的基本步骤;基本步骤;目的：增强硅片与光刻胶的黏附性 底膜处理的步骤 1.硅片清洗 不良的表面沾污会造成： 光刻胶与硅片的黏附性差，可能会浮胶、钻蚀 颗粒沾污会造成不平坦的涂布，光刻胶针孔 2.脱水烘焙 使硅片表面呈干燥疏水性 3.底膜处理 HMDS作用：影响硅片表面形成疏水表面 增强硅片与胶的结合力 成底膜技术：旋转法和气相法 ;硅片清洗;脱水烘焙与气相成底膜;二、旋转涂胶;旋转涂胶4个基本步骤;匀胶机;三、前烘（软烘）;烘箱与热板;四、对准和曝光;1.曝光方式和设备： 接触式/接近式光刻机 光学 扫描投影光刻机 步进扫描光刻机 电子束光刻机 非光学 X射线光刻机 离子束光刻机 ;接触式光刻机;接触式光刻机;接近式光刻机;接近式光刻机;接近式光刻机上的边缘衍射和表面反射;接触和接近式光刻机;扫描投影式光刻机;扫描投影式光刻机;步进扫描式光刻机;步进扫描光刻机;步进投影式光刻机;非光学曝光;电子束曝光机;2.曝光光源： 最常用的两种紫外光源：汞灯 准分子激光 汞灯：发出240nm—500nm之间的辐射 准分子激光：248nm氟化氪激光器（常用） 193nm氟化氩激光器（下一代技术） 157nm波长的激光器（潜在的0.15μmCD的光源） 先进和特殊用途的光源：X射线 电子束 离子束;3.光学光刻特性;①光谱 DUV（248nm—193nm）VUV（157nm）EUV（13nm） 光刻区域：黄灯;②透镜的数值孔径;③分辨率;④焦深;焦深（DOF）;分辨率和焦深的对应关系;四、曝光质量;光反射引起的光刻胶反射切口;驻波本身降低光刻胶成像的分辨率;抗反射涂层;五、曝光后烘焙;曝光后烘焙降低驻波的影响;六、显影;显影问题;显影技术;连续喷雾光刻胶显影;旋覆浸没显影;显影参数;七、坚膜烘焙;高温下变软的光刻胶流动;八、显影检查;显影检查的返工流程