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《光刻與刻蝕工藝流程.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、光刻概述Photolithography臨時(shí)性地涂覆光刻膠到硅片上把設(shè)計(jì)圖形最終轉(zhuǎn)移到硅片上IC制造中最重要的工藝占用40to50%芯片制造時(shí)間決定著芯片的最小特征尺寸光刻需要高分辨率HighResolution光刻膠高光敏性HighPRSensitivity精確對(duì)準(zhǔn)PrecisionAlignmentPhotoresist(PR)－光刻膠光敏性材料臨時(shí)性地涂覆在硅片表面通過曝光轉(zhuǎn)移設(shè)計(jì)圖形到光刻膠上類似于照相機(jī)膠片上涂覆的光敏材料Photoresist負(fù)膠的缺點(diǎn)聚合物吸收顯影液中的溶劑由于光刻膠膨脹而使分辨率降低其主溶劑，如二甲苯等會(huì)引起環(huán)境和安全
2、問題正膠PositivePhotoresist曝光部分可以溶解在顯影液中正影（光刻膠圖形與掩膜圖形相同）更高分辨率（無膨脹現(xiàn)象）在IC制造應(yīng)用更為普遍對(duì)光刻膠的要求高分辨率–ThinnerPRfilmhashighertheresolution–ThinnerPRfilm,thelowertheetchingandionimplantationresistance高抗蝕性好黏附性光刻工藝PhotolithographyProcess光刻基本步驟?涂膠Photoresistcoating?對(duì)準(zhǔn)和曝光Alignmentandexposure?顯影Deve
3、lopment光刻工序1、清洗硅片WaferClean2、預(yù)烘和底膜涂覆Pre-bakeandPrimerVapor3、光刻膠涂覆PhotoresistCoating4、前烘SoftBake5、對(duì)準(zhǔn)Alignment6、曝光Exposure7、后烘PostExposureBake8、顯影Development9、堅(jiān)膜HardBake10、圖形檢測(cè)PatternInspection光刻1－硅片清洗目的--去除污染物、顆粒--減少針孔和其它缺陷--提高光刻膠黏附性基本步驟–化學(xué)清洗–漂洗–烘干光刻2－預(yù)烘脫水烘焙--去除圓片表面的潮氣增強(qiáng)光刻膠與表面的黏
4、附性通常大約100°C與底膠涂覆合并進(jìn)行底膠廣泛使用:Hexamethyldisilazane(HMDS，六甲基乙硅氮烷)HMDS的作用：去除SiO2表面的-OH基。光刻3－涂膠SpinCoating硅圓片放置在真空卡盤上高速旋轉(zhuǎn)液態(tài)光刻膠滴在圓片中心光刻膠以離心力向外擴(kuò)展均勻涂覆在圓片表面設(shè)備--光刻膠旋涂機(jī)光刻膠厚度與旋轉(zhuǎn)速率和粘性的關(guān)系滴膠光刻膠吸回PhotoresistSpinCoatingPhotoresistSpinCoating光刻4－前烘①作用：促進(jìn)膠膜內(nèi)溶劑充分揮發(fā)，使膠膜干燥；增加膠膜與SiO2（Al膜等）的粘附性及耐磨性。②影響
5、因素：溫度，時(shí)間。烘焙不足（溫度太低或時(shí)間太短）－顯影時(shí)易浮膠，圖形易變形。烘焙時(shí)間過長(zhǎng)－增感劑揮發(fā)，導(dǎo)致曝光時(shí)間增長(zhǎng)，甚至顯不出圖形。烘焙溫度過高－感光劑反應(yīng)（膠膜硬化），不易溶于顯影液，導(dǎo)致顯影不干凈。5&6、AlignmentandExposureMostcriticalprocessforICfabricationMostexpensivetool(stepper)inanICfab.MostchallengingtechnologyDeterminestheminimumfeaturesizeCurrently0.13μmandpushin
6、gto0.09or0.065μm對(duì)準(zhǔn)和曝光設(shè)備接觸式曝光機(jī)接近式曝光機(jī)投影式曝光機(jī)步進(jìn)式曝光機(jī)（Stepper）接觸式曝光機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單分辨率：可達(dá)亞微米掩膜與圓片直接接觸，掩膜壽命有限微粒污染接觸式曝光機(jī)接觸式曝光接近式曝光機(jī)掩膜與圓片表面有5－50μm間距優(yōu)點(diǎn)：較長(zhǎng)的掩膜壽命缺點(diǎn)：分辨率低（線寬>3um）接近式曝光機(jī)接近式曝光投影式曝光機(jī)類似于投影儀掩膜與晶圓圖形1:1分辨率：～1um投影系統(tǒng)步進(jìn)式曝光機(jī)現(xiàn)代IC制造中最常用的曝光工具通過曝光縮小掩膜圖形以提高分辨率分辨率：0.25μm或更小設(shè)備很昂貴步進(jìn)-&-重復(fù)對(duì)準(zhǔn)/曝光曝光光源短波長(zhǎng)高亮度（高光
7、強(qiáng)）穩(wěn)定高壓汞燈受激準(zhǔn)分子激光器駐波效應(yīng)入射光與反射光干涉周期性過曝光和欠曝光影響光刻分辨率光刻膠中的駐波效應(yīng)光刻7－曝光后烘焙（后烘，PEB）機(jī)理：光刻膠分子發(fā)生熱運(yùn)動(dòng)，過曝光和欠曝光的光刻膠分子發(fā)生重分布；作用：平衡駐波效應(yīng)，提高分辨率。PEB減小駐波效應(yīng)光刻8－顯影(Development)顯影液溶劑溶解掉光刻膠中軟化部分從掩膜版轉(zhuǎn)移圖形到光刻膠上三個(gè)基本步驟:–顯影–漂洗–干燥顯影顯影后剖面正常顯影過顯影不完全顯影欠顯影光刻9－堅(jiān)膜（HardBake）蒸發(fā)PR中所有有機(jī)溶劑提高刻蝕和注入的抵抗力提高光刻膠和表面的黏附性聚合和使得PR更加穩(wěn)定P
8、R流動(dòng)填充針孔光刻膠熱流動(dòng)填充針孔堅(jiān)膜（HardBake）熱板最為常用檢測(cè)后可在烘箱中堅(jiān)膜堅(jiān)膜溫度:100到
