MEMS工艺(3光刻技术).ppt

微立体光刻成型技术 紫外光通过光闸，透镜以及与ZX作台固连的透明玻璃板聚焦到液态紫外聚合物上形成片状单元，随z工作台的移动可固化一层又一层的片状单元，直到形成最终聚合物三维结构。整个加工过程都是由计算机控制的。 三、制版 1．集成电路生产中光刻制版的质量要求 在集成电路(包括微机械)生产过程中，要进行多次光刻。制版工艺就是为光刻提供所需要的多块光刻掩膜版。光刻后图形的成品率对产品的成品宰有很大影响，对光刻掩膜版除要求图形缺陷要少以外，还要求图形准确，无畸变，各层掩膜版之间能互相套准。目前，一般集成电路的套刻精度为1-2um，对要求较高的器件，套刻精度应达到0.25um。 2、制版的工艺过程 制版工艺与照相制版非常相似 光刻掩膜制造 主要过程 版图设计 掩膜原版制造 主掩膜制造 工作掩膜制造 两条工艺路线 放大-精缩制版 直接制版 1）、版图总图绘制 在版图设汁完成后，一般将其放大100—1000倍(通常为500倍)，在坐标纸上画出版图总图。 2）、刻分层图 生产过程中需要几次光刻版，总图上就含有几个层次的图形。 为了分层制出各次光刻版，首先分别在表面贴有红色膜的透明聚脂塑料胶片(称为红膜)的红色薄膜层上刻出各个层次的图形，揭掉不要的部分，形成红膜表示的各层次图形，这一步又称为刻红膜。 3）、初缩 对红膜图形进行第一次缩小，得到大小为最后图形十倍的各层初缩版。其过程与照相完全—样。 4）、精缩与分布重复 一个大圆片硅片上包含有成百上于的管芯，所用的光刻版上当然就应重复排列有成百卜干个相同图形。因此，本部任务有两个： 首先将初缩版的图形进一步缩小为最后的实际大小，并同时进行分布重复，得到可用于光刻的正式掩膜版。 直接由精缩和分步重复得到的叫做母版。 5）、复印 在集成电路生产的光刻过程中，掩膜版会受磨损产生伤痕。使用一定次数后就要换用新掩膜版。因此，同一掩膜工作版都采用精缩得到的母版是很不经济的。因此，在得到母版后要采用复印技术复制多块工作掩膜版供光刻用。 3．计算机辅助制版 随着VLSI规模的增大，图形线条变细。上面介绍的常规制版方法已满足不了要求，为此逐步发展了计算机辅助制版力法。与常规方法相比，主要采用了两项新技术。 1）版图数据处理技术 2）图形发生器子系数 1）版图数据处理技术 采用汁算机版图设计方法，将设计好的版图送入计算机，并分层得到各图形的坐标数据，生成满足一定格式的“数据带”，又称为PG(Pattern Generator)带。 2）图形发生器子系数 按照分层图形数据，图形发生器直接在底版上曝光形成所要的掩膜初缩版。按图形发生器中光源的不同，分为光学图形发生器和电子束图形发生器两种 4．光刻掩膜版的检查 (1)尺寸测量：用光电检测方法将掩膜上的图形变换为电信号，检查图形是否符合设计要求。 (2)套刻精度测量：检查图形重复精度。一般套刻误差应小于最细条宽的十分之一。 (3)缺陷检查：一般用显微镜目检，枚查掩膜图形是否有畸变、透明部分是否有小岛、不透明部分是否有针孔等。 制版问题 正版和负版 干版和铬版 一次版与精缩版 版与版之间的对准 图形的分布和优化 制版软件：LEDIT、Intellisuite、。。。 投影光刻机（Ultra　Ｓｔｅｐ１０００，１１００） 影响曝光质量的主要因素 曝光时间 氮气释放 氧气的影响 驻波的影响 光线平行度的影响 光刻工艺过程 正胶去曝光部分，负胶去未曝光部分 部分光刻胶需要超声显影 显影时间根据光刻胶种类、膜厚、显影液种类、显影温度和操作方法确定。 显影后检查光刻质量，不合格的返工。 （5）显影(Development) 显影台 甩干机 刷版机 显影台 烘箱 光刻工艺过程 除去显影时胶膜吸收的显影液和水分，改善粘附性，增强胶膜抗腐蚀能力。 坚膜的温度和时间要适当 坚膜时间短，抗蚀性差，容易掉胶；坚膜时间过长，掩膜难以去除，或开裂。 腐蚀时间长的可以采取中途多次坚膜 （6）坚膜 光刻工艺过程 用适当的腐蚀剂对显影后暴露的表面进行腐蚀，获得光刻图形 干法腐蚀和湿法腐蚀 SiO2：HF，BHF Al：磷酸（70~90 ?C，加乙醇或超声去气泡）；高锰酸钾（ 40~50 ?C）， 多晶硅：CF4PLASMA，加入2~6%O2 Si3N4：CF4，加入C2H4乙烯或H2 （7）腐蚀 图形转换：刻蚀技术 湿法腐蚀： 湿法化学刻蚀在半导体工艺中有着广泛应用：磨片、抛光、清洗、腐蚀 优点是选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低 缺点是钻蚀严重、对图形的控制性较差 干法刻蚀 溅射与离子束铣蚀：通过高能惰性气体离子的物理轰击作用刻蚀，各向异性性好，但选择性较差 等离子刻蚀(Plasma Etching)：利用放电产生的游离基与材料发生化学