8第八节光刻与刻蚀工艺经典案例.ppt

8.3 光刻胶的 基本属性 1.类型：正胶和负胶 ①正胶：显影时，感光部分 溶解，未感光部分不溶解； ②负胶：显影时，感光部分 不溶解，不感光部分溶解。 8.3 光刻胶的基本属性 2. 组份：基体（树脂）材料、感光材料、溶剂； 例如：聚乙烯醇肉桂酸脂系（负胶） ①基体、感光剂－ 聚乙烯醇肉桂酸脂 浓度：5-10% ②溶剂－环己酮 浓度：90－95％ ③增感剂－5-硝基苊 浓度：0.5-1% 8.3 光刻胶的基本属性 8.3.1 对比度γ 表征曝光量与光刻胶留膜率的关系； 以正胶为例 临界曝光量D0：使胶膜开始溶解所需最小曝光量； 阈值曝光量D100：使胶膜完全溶解所需最小曝光量； 8.3.1 对比度γ 直线斜率（对比度）： 对负胶 γ越大，光刻胶线条边缘越陡。 8.3 光刻胶的基本属性 8.3.3 光敏度S 完成所需图形的最小曝光量； 表征： S=n/E， E-曝光量（lx·s，勒克斯·秒）；n-比例系数； 光敏度S是光刻胶对光的敏感程度的表征； 正胶的S大于负胶 8.3 光刻胶的基本属性 8.3.4 抗蚀能力 表征光刻胶耐酸碱（或等离子体）腐蚀的程度。 对湿法腐蚀：抗蚀能力较强； 干法腐蚀：抗蚀能力较差。 负胶抗蚀能力大于正胶； 抗蚀性与分辨率的矛盾：分辨率越高，抗蚀性越差； 8.3 光刻胶的基本属性 8.3.5 黏着力 表征光刻胶与衬底间粘附的牢固程度。 评价方法：光刻后的钻蚀程度，即 钻蚀量越小，粘附性越好。 增强黏着力的方法： ①涂胶前的脱水； ②HMDS； ③提高坚膜的温度。 8.6 紫外光曝光 光源： 紫外（UV）、深紫外（DUV）； 方法：接触式、接近式、投影式； 8.6.1 水银弧光灯（高压汞灯） 波长：UV，300－450nm， used for 0.5，0.35μm； g线：λ=436nm， i线：λ=365nm。 8.6.4 接近式曝光 8.6.4 接近式曝光 硅片与光刻版保持5－50μm间距。 优点：光刻版寿命长。 缺点：光衍射效应严重--分辨率低（线宽3μm）。 8.6.5 接触式曝光 硅片与光刻版紧密接触。 优点：光衍射效应小， 分辨率高。 缺点：对准困难， 掩膜图形易损伤， 成品率低。 8.6.6 投影式曝光 利用光学系统，将光刻版的图形投影在硅片上。 8.6.6 投影式曝光 优点：光刻版不受损伤， 对准精度高。 缺点：光学系统复杂， 对物镜成像要求高。 用于3μm以下光刻。 8.6.6 投影式曝光 传统式：n=1(空气），NA(最大）=0.93， 最小分辨率-52nm. 浸入式：n1(水），λ=193nm, NA(最大）=1.2， 最小分辨率-40nm. 第八章 光刻与刻蚀工艺 2007.4.17 第八章 光刻与刻蚀工艺 光刻：通过光化学反应，将光刻版（mask）上的图形转 移到光刻胶上。 刻蚀：通过腐蚀，将光刻胶上图形完整地转移到Si片上 光刻三要素： ①光刻机 ②光刻版（掩膜版） ③光刻胶 ULSI对光刻的要求： 高分辨率；高灵敏的光刻胶； 低缺陷；精密的套刻对准； 第八章 光刻与刻蚀工艺 掩模版 掩膜版的质量要求 若每块掩膜版上图形成品率＝90％，则 6块光刻版，其管芯图形成品率＝（90％）6＝53％； 10块光刻版，其管芯图形成品率＝（90％）10＝35％； 15块光刻版，其管芯图形成品率＝（90％）15＝21％； 最后的管芯成品率当然比其图形成品率还要低。 8.1 光刻工艺流程 主要步骤：曝光、显影、刻蚀 8.1 光刻工艺流程 8.1.1 涂胶 1.涂胶前的Si片处理--SiO2光刻 SiO2:亲水性；光刻胶：疏水性； ①脱水烘焙:去除水分 ②HMDS：增强附着力 HMDS：六甲基乙硅氮烷，(CH3)6Si2NH 作用：去掉S