1集成電路工藝原理仇志軍

邯鄲校區(qū)物理樓435室2上節(jié)課主要內(nèi)容基于衍射理論的光刻原理投影式（遠(yuǎn)場(chǎng)衍射）：分辨率、焦深接觸/接近式（近場(chǎng)衍射）:最小尺寸光刻膠：正膠/負(fù)膠光刻膠的組成i線/g線（PAC）DUV（PAG）掩模版制作光刻機(jī)工作模式：接觸式，接近式，投影式（掃描式，步進(jìn)式，步進(jìn)掃描式）3大綱概述第一章晶體生長(zhǎng)第二章硅氧化第三章擴(kuò)散第四章離子注入第五章擴(kuò)散淀積第六章外延第八章光刻第九章金屬化第十章工藝集成4光刻步驟簡(jiǎn)述前烘對(duì)準(zhǔn)及曝光堅(jiān)膜曝光后烘5光刻步驟詳述硅片增粘處理高溫烘培增粘劑處理：六甲基二硅胺烷（HDMS）勻膠機(jī)涂膠：3000～6000rpm，0.5~1mm前烘：10～30min，90～100C熱板去除光刻膠中的溶劑，改善膠與襯底的粘附性，增加抗蝕性，防止顯影時(shí)浮膠和鉆蝕。6硅片對(duì)準(zhǔn)，曝光每個(gè)視場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)曝光強(qiáng)度150mJ/cm2曝光后烘烤（PEB）：10min，100C顯影：30～60s浸泡顯影或噴霧顯影干法顯影AlignmentmarkPreviouspattern7堅(jiān)膜：10～30min，100～140C去除殘余溶劑、顯影時(shí)膠膜所吸收的顯影液和殘留水分，改善光刻膠的粘附性和抗蝕能力顯影檢查：缺陷、玷污、關(guān)鍵尺寸、對(duì)準(zhǔn)精度等，不合格則去膠返工。8Stepper&ScanSystemCanonFPA-4000ES1:248nm,8”wafer×80/hr,fieldview:25mm×33mm,alignment:70nm,NA:0.63,OAI透鏡成本下降、性能提升視場(chǎng)大尺寸控制更好變形小9圖形轉(zhuǎn)移——刻蝕10圖形轉(zhuǎn)移——?jiǎng)冸x（lift-off）11去膠溶劑去膠（strip）：Piranha(H2SO4:H2O2)。正膠：丙酮氧化去膠450CO2+膠CO2+H2O等離子去膠（Oxygenplasmaashing）高頻電場(chǎng)O2電離O－＋O＋

O＋活性基與膠反應(yīng)CO2，

CO，H2O。干法去膠（Ash)12光源NGL:X射線(5?)，電子束(0.62?)，離子束(0.12?)光源波長(zhǎng)(nm)術(shù)語技術(shù)節(jié)點(diǎn)汞燈436g線>0.5mm汞燈365i線0.5/0.35mmKrF(激光)248DUV0.25/0.13mmArF(激光)193193DUV90/65…32nmF2(激光)157VUVCaF2lenses激光激發(fā)Xe等離子體13.5EUVReflectivemirrors1、Usinglightsourcewithshorterl提高分辨率的方法13248nm157nm13.5nm193nm142、Reducingresolutionfactork1PhaseShiftMaskPatterndependent

k1canbereducedbyupto40%NormalMask1.相移掩模技術(shù)PSM(phaseshiftmask)附加材料造成光學(xué)路逕差異，達(dá)到反相15AlternatingPSMAttenuatedPSM……相移技術(shù)提高圖形分辨率選擇性腐蝕石英基板造成光學(xué)路逕差異，達(dá)到反相i~e2162.光學(xué)光刻分辨率增強(qiáng)技術(shù)(RET)

光學(xué)臨近修正OPC(opticalproximitycorrection)在光刻版上進(jìn)行圖形修正，來補(bǔ)償衍射帶來的光刻圖形變形17OPC實(shí)例183、離軸照明技術(shù)OAI(off-axisillumination)

可以減小對(duì)分辨率的限制、增加成像的焦深且提高了MTF19Maskdesignandresistprocessl

[nm]k14360.83650.62480.3-0.41930.3-0.4Resistchemistry436,365nm:ponent(PAC)248,193nm:Photo-Acid-Generator(PAG)Contrast436,365nm:=2-3,(Qf/Q02.5)248,193nm:=5-10(Qf/Q01.3)4、光刻膠對(duì)比度改進(jìn)20Lensfabricationl

[nm]NA4360.15-0.453650.35-0.602480.35-0.821930.60-0.93StateoftheArt:l=193nm,k1=0.3,NA=0.93R60nm=1.36R40nmNumericalAperture:NA=nsinaImmersionLithographyanH2O5、增加數(shù)值孔徑212223EUV24MinimumfeaturesizeProduction20032005200720092011TechnologyNode90nm65nm45nm32nm22nmHalfpitch[nm]110105~80~55~39LG[nm]6042~30~21~16

l=193nm

l=193nmimmersion193nmimmersionwithhighern?pitchLGP.Bai,et.al.,IEDM200525EUV（Extremeultraviolet)26反射式掩模版27NGL（nextgenerationlithography—E-Beam直寫）PMMA光刻膠制作掩模版28電子束光刻問題：1）速度慢！29電子束光刻問題：2）電子散射及二次電子：線條寬>束斑真空下工作焦深大直寫，無掩膜版30電子束源：熱電子發(fā)射場(chǎng)發(fā)射光發(fā)射電子束發(fā)射后,被準(zhǔn)直或聚焦，然后加速到20kV束斑直徑≈100?和離子注入類似31其它可能的下一代光刻技術(shù)納米壓?。∟anoimprint）基于材料和工藝革新的“側(cè)墻轉(zhuǎn)移”技術(shù)（Sidewall/Spacertransferlithography）X射線光刻技術(shù)（XRL）離