第二章光学曝光技术课件.pptVIP

X射线衍射与光电子散射效应； 同步辐射光源（硬X射线）的发散效应; 吸收层图形的非陡直边壁效应; 掩模畸变效应; 衬底材料的二次电子效应。 影响X射线LIGA图形精度的因素 准LIGA技术 1.UV-LIGA——紫外光源对光刻胶曝光, 光源来自于汞灯, 所用的掩膜板是简单的铬掩膜板。其原理步骤如图所示。对于UV-LIGA适用光刻胶较多的是SU-8胶。 掩模板 SU-8胶 基底 SU-8胶 紫外光 IBM公司研发的SU-8胶是一种负性胶, 即曝光时, 胶中含有的少量光催化剂( PAG) 发生化学反应, 产生一种强酸, 能使SU-8胶发生热交联。SU-8胶具有高的热稳定性、化学稳定性和良好的力学性能, 在近紫外光范围内光吸收度低, 整个光刻胶层可获得均匀一致的曝光量。 SU-8胶 优点：形成图形结构复杂、深宽比大、侧壁陡峭的微结构。SU-8胶在X光辐照下无膨胀、龟裂等现象，对X光的灵敏度比PMMA高几百倍。 缺点：是存在张应力,以及烘烤量大时在工艺的后段难以除去。 烘烤温度和时间取决于光刻胶的厚度。但是为了获得无龟裂的光刻胶,其温度一般不能超过120℃ 紫外光曝光SU-8胶得到的光刻胶图形照片 2. M2LIGA技术 为了控制微结构的侧壁倾斜度，便于形成具有不同倾斜度的斜面、锯齿、圆锥或圆台等微结构,日本科研人员在 1999年提了M2LIGA技术。该技术用移动掩模X光深度光刻代替了常规的静止掩模X光深度光刻。 在光刻时X光掩模不是固定不动,而是沿着与光刻胶基片平行的方向移动或转动。 改变掩模图形、掩模运动轨迹和速度，就可以形成各种不同的微结构。 M2LIGA技术实验结果图 3. 多次曝光技术 可以产生复杂的3-D结构 (采用 +/- 胶) 厚胶UV光刻工艺（UV-LIGA）模拟技术 Initial conditions and process parameters UV lithography Simulator Final development profiles output and visualization Module management Aerial image simulation Exposure simulation Post-exposure bake simulation Development simulation Simulation modules 光强计算模型 厚胶UV光刻工艺（UV-LIGA）模拟技术 厚胶UV光刻工艺（UV-LIGA）模拟技术 研讨题目 东南大学 · 南京 MEMS 教育部重点实验室 UV-LIGA工艺跟IC薄胶光刻工艺相比，有哪些特点？ UV厚胶光刻工艺中光刻版与衬底之间存在的空隙对光可结果可能产生什么影响？你有消除和减小这些影响的方法吗？ * * * * * * * * * EE141 * 第二章 光学曝光技术 光学曝光的工艺过程 光学曝光的方式和原理 光刻胶的特性 光学掩膜的设计与制造 短波长曝光技术 大数值孔径与浸没式曝光技术 光学曝光分辨率增强技术 光学曝光的计算机模拟技术 其它光学曝光技术 厚胶曝光技术 LIGA技术 东南大学 · 南京 MEMS 教育部重点实验室 光刻工艺模拟的作用 最大限度提高半导体制造商 对现有曝光机的利用率，实 现对光刻工艺战略的快速定 义并认证，从而缩短进入市 场的时间； 缩短量产化进程 ，对光刻结 果提供可靠的预测能够对光 刻过程，结构设计及掩模进 行校正； 提高生产率和增加收益 ，减 少暇疵提高，缩小IC设计与 成品之间的差距。 光刻工艺模拟技术简介 部分相干光成像理论——对于大数值孔径的光学曝光系统，需考 虑光波的矢量效应，通过求解三维完全电磁方程的方法来计算曝。有些软件以标量衍射理论计算投影式曝光的光强分布。 以Dill方程计算光刻胶的曝光过程，以Dill模型或Mack模型来计算光刻胶的显影过程。 SIGMA-C（SOLID-C） PROLITH（ KLA-Tencor） SAMPLE（Berkeley） 光刻过程及其模拟模型 曝光质量比较 模拟的目的是找出最佳的工艺条件和曝光条件，找出最佳的掩模设计方案。 光学曝光质量的比较的标准—Ⅰ：比较光学像;Ⅱ:比较显影后的光刻胶图形。 Ⅰ：比较光学像—光学像的比较主要是比较像分布的对比度和焦深。比较光学像可 排除光刻胶及具体工艺条件的影响，直接对光学系统和掩模系统进行评价。是一种 定性的评价。 Ⅱ:比较显影后的光刻胶图形—对某一种光刻胶比较曝光剂量和散焦对图形关键尺寸 CD的影响。 （1） 驻波效应； （2） CD随散焦