2025/6/25光刻與刻蝕工藝(gōngyì)第一頁，共118頁。圖形(túxíng)曝光與刻蝕圖形曝光（lithography，又譯光刻術(shù)）利用掩膜版（mask）上的幾何圖形，通過光化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)，將圖案轉(zhuǎn)移到覆蓋在半導(dǎo)體晶片上的感光薄膜層上（稱為光致抗蝕劑、光刻膠或光阻，resist，簡稱抗蝕劑）的一種工藝步驟這些圖案可用來定義集成電路中各種不同區(qū)域，如離子注入、接觸窗（contactwindow）與壓焊（bonding－pad）區(qū)。第二頁，共118頁?？涛g由圖形曝光所形成的抗蝕劑圖案，并不是電路器件的最終部分，而只是電路圖形的印模。為了產(chǎn)生電路圖形，這些(zhèxiē)抗蝕劑圖案必須再次轉(zhuǎn)移至下層的器件層上。這種圖案轉(zhuǎn)移（patterntransfer）是利用腐蝕（etching）工藝，選擇性地將未被抗蝕劑掩蔽的區(qū)域去除。圖形(túxíng)曝光與刻蝕第三頁，共118頁。ULSI對光刻有哪些(nǎxiē)基本要求？高分辨率在集成電路工藝中，通常把線寬作為光刻水平的標(biāo)志，一般也可以用加工圖形線寬的能力來代表集成電路的工藝水平。高靈敏度的光刻膠光刻膠的靈敏度是指光刻膠的感光速度。產(chǎn)品的產(chǎn)量(chǎnliàng)曝光時(shí)間確保光刻膠各項(xiàng)屬性均為優(yōu)異的前提下，提高光刻膠的靈敏度第四頁，共118頁。ULSI對光刻有哪些基本(jīběn)要求？低缺陷缺陷關(guān)系成品率精密的套刻對準(zhǔn)集成電路芯片的制作需要(xūyào)經(jīng)過多次光刻，在各次曝光圖形之間要相互套準(zhǔn)。ULSI的圖形線寬在1um以下，通常采用自對準(zhǔn)技術(shù)。大尺寸硅片上的加工ULSI的芯片尺寸為1～2cm2提高經(jīng)濟(jì)效益和硅片利用率第五頁，共118頁。潔凈室（1）第六頁，共118頁。潔凈室（2）潔凈室的等級定義方式：（1）英制系統(tǒng)：每立方英尺中直徑大于或等于0.5um的塵埃粒子總數(shù)不準(zhǔn)超過設(shè)計(jì)等級數(shù)值。（2）公制系統(tǒng)每立方米中直徑大于或等于0.5um的塵埃粒子總數(shù)不準(zhǔn)超過設(shè)計(jì)等級數(shù)值（以指數(shù)計(jì)算(jìsuàn)，底數(shù)為10）。第七頁，共118頁。潔凈室（3）例子：（1）等級為100的潔凈室（英制），直徑大于或等于(děngyú)0.5um的塵埃粒子總數(shù)不超過100個(gè)/ft3（2）等級為M3.5的潔凈室（公制），直徑大于或等于(děngyú)0.5um的塵埃粒子總數(shù)不超過103.5（約3500個(gè)/m3)100個(gè)/ft3=3500個(gè)/m3一個(gè)英制等級100的潔凈室相當(dāng)于公制等級M3.5的潔凈室。第八頁，共118頁。潔凈室（4）對一般的IC制造區(qū)域，需要等級100的潔凈室，約比一般室內(nèi)空氣低4個(gè)數(shù)量級。在圖形(túxíng)曝光的工作區(qū)域，則需要等級10或1的潔凈室。第九頁，共118頁。lithographyIntroduction光刻潔凈室工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)光刻機(jī)光刻膠掩膜版第十頁，共118頁。光刻原理(yuánlǐ)（1）掩膜版圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠在光刻過程中，光刻膠受到光輻射之后發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，其內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在顯影液中光刻膠感光部分與未感光部分的溶解(róngjiě)速度相差非常大。利用光刻膠的這種特性，就可以在硅片的表面涂上光刻膠薄層，通過掩膜版對光刻膠輻照，從而使某些區(qū)域的光刻膠感光之后，再經(jīng)過顯影就可以在光刻膠上留下掩膜版的圖形。第十一頁，共118頁。光刻膠圖形轉(zhuǎn)移到硅表面的薄膜在集成電路制作中，利用這層剩余的光刻膠圖形作為保護(hù)膜，可以對硅表面沒有被光刻膠覆蓋的區(qū)域進(jìn)行(jìnxíng)刻蝕，或者對這些區(qū)域進(jìn)行(jìnxíng)離子注入，從而把光刻膠上的圖形轉(zhuǎn)移到硅表面的薄膜上去，由此形成各種器件和電路的結(jié)構(gòu)，或者對未保護(hù)區(qū)進(jìn)行(jìnxíng)摻雜。光刻原理(yuánlǐ)（2）第十二頁，共118頁。光刻原理(yuánlǐ)（3）光刻三要素：光刻膠、掩膜版和光刻機(jī)光刻膠又叫光致抗蝕劑，它是由光敏化合物、基體樹脂和有機(jī)溶劑等混合而成的膠狀液體光刻膠受到特定波長光線的作用后，導(dǎo)致其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使光刻膠在某種特定溶液中的溶解特性改變光刻過程的主要步驟(bùzhòu)：曝光、顯影、刻蝕第十三頁，共118頁。Resistcoat(wafertrack)etch(ionimplantation)Develop(wafertrack)Expose(illuminationtool)resiststrippositivetonenegativetonemaskresistsubstrateProcessflowopticallitho第十四頁，共118頁。光刻工藝(gōngyì)過程涂膠coating前烘prebaking曝光(bàoguāng)exposure顯影development堅(jiān)膜postbake刻蝕etch去膠strip檢驗(yàn)inspection第十五頁，共118頁。1、涂膠第十六頁，共118頁。1、涂膠涂膠目的在硅片表面形成厚度均勻、附著性強(qiáng)、并且沒有(méiyǒu)缺陷的光刻膠薄膜。怎樣才能讓光刻膠粘的牢一些？第十七頁，共118頁?？梢?kěyǐ)開始涂膠了……怎么涂？旋轉(zhuǎn)涂膠法：把膠滴在硅片，然后使硅片高速旋轉(zhuǎn)，液態(tài)膠在旋轉(zhuǎn)中因離心力作用(zuòyòng)由軸心沿徑向（移動(dòng)）飛濺出去，但粘附在硅表面的膠受粘附力的作用(zuòyòng)而留下。在旋轉(zhuǎn)過程中膠所含的溶劑不斷揮發(fā)，故可得到一層均勻的膠膜怎樣才算涂的好？膜厚均勻，正膠<2%，負(fù)膠<5%第十八頁，共118頁。涂膠-----轉(zhuǎn)速(zhuànsù)Vs膜厚轉(zhuǎn)速Vs膜厚其中(qízhōng)：T表示膜厚，S表示轉(zhuǎn)速；從上式可以看出，光刻膠的膜厚與旋轉(zhuǎn)速度的平方根成反比。第十九頁，共118頁。2、前烘（softbake）－－再次(zàicì)改善光刻膠粘附性目的去除膠內(nèi)的溶劑，提高(tígāo)膠的粘附力提高(tígāo)膠的抗機(jī)械摩擦的能力減小高速旋轉(zhuǎn)形成的薄膜應(yīng)力條件:溫度：90to120℃時(shí)間：60sto120s第二十頁，共118頁。2、前烘（softbake）－－再次改善(gǎishàn)光刻膠粘附性前烘不足光刻膠與硅片黏附性變差因光刻膠中溶劑含量過高致使曝光(bàoguāng)的精確度下降前烘過量延長時(shí)間，產(chǎn)量降低過高的溫度使光刻膠層的粘附性會因光刻膠變脆而降低過高的溫度會使光刻膠中的感光劑發(fā)生反應(yīng)，使光刻膠在曝光(bàoguāng)時(shí)的敏感度變差第二十一頁，共118頁。3、曝光(bàoguāng)（Exposure）第二十二頁，共118頁。3、曝光(bàoguāng)（Exposure）曝光光通過掩模版照射，使照射到的光刻膠起光化學(xué)反應(yīng)感光與未感光的光刻膠對堿性溶液的溶解度不同(bùtónɡ)掩模版上的圖案，完整地傳遞(Transfer)到晶片表面的光阻上目的：確定圖案的精確形狀和尺寸完成順序兩次光刻圖案的準(zhǔn)確套制第二十三頁，共118頁。曝光(bàoguāng)后烘焙（PEB）駐波效應(yīng)定義(dìngyì)：入射光與反射光間的相長和相消干涉造成的效應(yīng)影響：曝光過程中，在曝光區(qū)與非曝光區(qū)邊界將會出現(xiàn)駐波效應(yīng)，影響顯影后所形成的圖形尺寸和分辨率改善措施：曝光后烘焙第二十四頁，共118頁。4、顯影(xiǎnyǐng)（Development）第二十五頁，共118頁。4、顯影(xiǎnyǐng)（Development）原理顯影(xiǎnyǐng)時(shí)曝光區(qū)與非曝光區(qū)的光刻膠不同程度的溶解顯影(xiǎnyǐng)過程把已曝光的硅晶片浸入顯影(xiǎnyǐng)液中，通過溶解部分光刻膠的方法使膠膜中的潛影顯現(xiàn)出來的過程顯影(xiǎnyǐng)留下的光刻膠圖形將在后續(xù)的刻蝕和離子注入工藝中作為掩膜第二十六頁，共118頁。4、顯影(xiǎnyǐng)（Development）顯影(xiǎnyǐng)方式：浸漬顯影(xiǎnyǐng)；旋轉(zhuǎn)噴霧顯影(xiǎnyǐng)影響顯影(xiǎnyǐng)效果的因素：a.曝光時(shí)間；b.前烘的溫度和時(shí)間；c.光刻膠的厚度；d.顯影(xiǎnyǐng)液的濃度；e.顯影(xiǎnyǐng)液的溫度；f.顯影(xiǎnyǐng)液的攪拌情況第二十七頁，共118頁。4、顯影(xiǎnyǐng)（Development）第二十八頁，共118頁。4、顯影(xiǎnyǐng)（Development）顯影之后的檢查掩膜版選用是否正確光刻膠的質(zhì)量是否滿足要求（污染、劃痕、氣泡和條紋）圖形的質(zhì)量（有好的邊界，圖形尺寸和線寬滿足要求）套準(zhǔn)精度是否滿足要求光刻是唯一(wéiyī)可以返工的工藝步驟第二十九頁，共118頁。5、堅(jiān)膜

—顯影后必須進(jìn)一步增強(qiáng)(zēngqiáng)光刻膠粘附力堅(jiān)膜在光刻顯影后，再經(jīng)過(jīngguò)一次烘烤，進(jìn)一步將膠內(nèi)殘留的溶劑含量由蒸發(fā)降到最低，使其硬化堅(jiān)膜的目的去除光刻膠中剩余的溶劑，增強(qiáng)光刻膠對硅片表面的附著力提高光刻膠在刻蝕和離子注入過程中的抗蝕性和保護(hù)能力第三十頁，共118頁。5、堅(jiān)膜

—顯影后必須(bìxū)進(jìn)一步增強(qiáng)光刻膠粘附力第三十一頁，共118頁。第三十二頁，共118頁。6、去膠第三十三頁，共118頁。6、去膠經(jīng)過刻蝕或離子注入后，將光刻膠從表面除去去膠方法濕法去膠有機(jī)溶液去膠不腐蝕金屬，去除Al上的光刻膠需用有機(jī)溶劑無機(jī)溶液去膠干法去膠等離子體將光刻膠剝除刻蝕效果好，但有反應(yīng)殘留物玷污(diànwū)問題，故與濕法腐蝕搭配使用第三十四頁，共118頁。

lithographyIntroduction光刻潔凈室工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)光刻機(jī)分辨率－曝光光源套準(zhǔn)光刻膠第三十五頁，共118頁。光刻機(jī)光刻機(jī)的性能(xìngnéng)可由下面三個(gè)參數(shù)來判別分辨率第三十六頁，共118頁。光刻機(jī)的性能可由下面三個(gè)參數(shù)來判別套準(zhǔn)精度產(chǎn)率對一給定(ɡěidìnɡ)的掩膜版，每小時(shí)能曝光完成的晶片數(shù)量光刻機(jī)第三十七頁，共118頁。光刻機(jī)發(fā)展為兩大類型，即光學(xué)光刻機(jī)和非光學(xué)光刻機(jī)，如圖所示。光學(xué)光刻機(jī)采用紫外線作為光源(guāngyuán)，而非光學(xué)光刻機(jī)的光源(guāngyuán)則來自電磁光譜的其他成分。曝光(bàoguāng)光源第三十八頁，共118頁。曝光(bàoguāng)光源普通光源光的波長(bōcháng)范圍大，圖形邊緣衍射現(xiàn)象嚴(yán)重，滿足不了特征尺寸的要求。晶圓生產(chǎn)用的曝光光源第三十九頁，共118頁。晶圓生產(chǎn)用的曝光光源最廣泛使用的曝光光源是高壓(gāoyā)汞燈產(chǎn)生的光為紫外光（UV）三條發(fā)射線I線(365nm)H線(405nm)G線(436nm)(0.35um工藝)曝光(bàoguāng)光源第四十頁，共118頁。晶圓生產(chǎn)用的曝光光源產(chǎn)生的光為深紫外光（DUV）氟化氪KrF（248nm）（0.35um,0.25um,0.18CMOS技術(shù)）氟化氬ArF（193nm）(0.2um以下(yǐxià)工藝）曝光(bàoguāng)光源第四十一頁，共118頁。曝光(bàoguāng)光源超細(xì)線條光刻技術(shù)甚遠(yuǎn)紫外線(EUV)（13.4nm)電子束光刻(波粒二相性，更多顯示粒子(lìzǐ)性）以上兩種曝光光源比較有前景，可以對亞100nm，亞50nm的特征尺寸進(jìn)行光刻X射線離子束光刻第四十二頁，共118頁。光學(xué)(guāngxué)曝光方法第四十三頁，共118頁。光學(xué)(guāngxué)曝光方法遮蔽式曝光接觸式曝光提供(tígōng)約1um的分辨率對掩膜版造成損傷接近式曝光可以減小掩膜版損傷間隙會在掩膜版圖案邊緣造成光學(xué)衍射分辨率降低至2um～5um第四十四頁，共118頁。光學(xué)(guāngxué)曝光方法第四十五頁，共118頁。光學(xué)曝光(bàoguāng)方法投影式曝光利用(lìyòng)投影的方法，將掩膜版上圖案投影至相距好幾厘米的晶片上。（a）晶片整片掃描(sǎomiáo)（b）1：1步進(jìn)重復(fù)第四十六頁，共118頁。光學(xué)曝光(bàoguāng)方法第四十七頁，共118頁。第四十八頁，共118頁。第四十九頁，共118頁。lithographyIntroduction光刻潔凈室工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)光刻機(jī)分辨率－曝光光源套準(zhǔn)光刻膠第五十頁，共118頁。套準(zhǔn)精度(jīnɡdù)對準(zhǔn)把所需圖形在晶園表面上定位或?qū)?zhǔn)。如果說光刻膠是光刻工藝的“材料”核心，那么對準(zhǔn)和曝光(bàoguāng)則是該工藝的“設(shè)備”核心。圖形的準(zhǔn)確對準(zhǔn)是保證器件和電路正常工作的決定性因素之一。第五十一頁，共118頁。對準(zhǔn)(duìzhǔn)法則第一次光刻只是(zhǐshì)把掩膜版上的Y軸與晶園上的平邊成90o，如圖所示。接下來的掩膜版都用對準(zhǔn)標(biāo)記與上一層帶有圖形的掩膜對準(zhǔn)。對準(zhǔn)標(biāo)記是一個(gè)特殊的圖形（見圖），分布在每個(gè)芯片圖形的邊緣。經(jīng)過光刻工藝對準(zhǔn)標(biāo)記就永遠(yuǎn)留在芯片表面，同時(shí)作為下一次對準(zhǔn)使用。第五十二頁，共118頁。對準(zhǔn)(duìzhǔn)標(biāo)記第五十三頁，共118頁。未對準(zhǔn)種類(zhǒnglèi)：(a)X方向(b)轉(zhuǎn)動(dòng)(c)伸出第五十四頁，共118頁。lithographyIntroduction光刻潔凈室工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)光刻機(jī)光刻膠掩膜版第五十五頁，共118頁。光刻膠的基本(jīběn)屬性主要有兩種光刻膠：正膠：曝光(bàoguāng)后顯影時(shí)曝光(bàoguāng)部分被溶解，而沒有曝光(bàoguāng)的部分留下來——鄰疊氮醌類負(fù)膠：曝光(bàoguāng)后顯影時(shí)沒有曝光(bàoguāng)部分被溶解，而曝光(bàoguāng)的部分留下來——聚乙烯醇肉桂酸酯和聚乙烯氧乙基肉桂酸酯第五十六頁，共118頁?；?jīběn)光刻技術(shù)第五十七頁，共118頁。第五十八頁，共118頁。第五十九頁，共118頁。第六十頁，共118頁。*實(shí)際(shíjì)工藝中正膠用的比較多，why?a.分辨率高b.抗干法腐蝕的能力較強(qiáng)c.抗熱處理的能力強(qiáng)d.可用水溶液顯影(xiǎnyǐng)，溶漲現(xiàn)象小e.可涂得較厚(2-3um)不影響分辨率，有較好臺階覆蓋性f.適合1：1及縮小的投影光刻負(fù)膠也有一些優(yōu)點(diǎn)，如:粘附性好，抗?jié)穹ǜg能力強(qiáng)等第六十一頁，共118頁。光刻膠的主要(zhǔyào)成分1.樹脂(高分子聚合物)光照不發(fā)生反應(yīng)，保證光刻膠薄膜的附著性和抗腐蝕性，決定(juédìng)光刻膠薄膜的膜厚、彈性和熱穩(wěn)定性等第六十二頁，共118頁。光刻膠的主要(zhǔyào)成分2.光敏劑（PAC）受光輻照之后會發(fā)生(fāshēng)化學(xué)反應(yīng)第六十三頁，共118頁。光刻膠的主要(zhǔyào)成分3.溶劑 使光刻膠在涂到硅片表面之前保持(bǎochí)為液態(tài)第六十四頁，共118頁。光刻膠的基本(jīběn)屬性光學(xué)性質(zhì)光敏度，折射率力學(xué)和化學(xué)性質(zhì)固溶度、粘滯度、粘著度、抗腐蝕性、熱穩(wěn)定性、流動(dòng)性和對環(huán)境的敏感度其它(qítā)特性純度、金屬含量、可應(yīng)用的范圍、儲存的有效期和燃點(diǎn)第六十五頁，共118頁。對比度對比度會直接影響到曝光(bàoguāng)后光刻膠膜的傾角和線寬。光刻膠的對比度越高，光刻膠層的側(cè)面越陡，線寬描述掩模尺寸的準(zhǔn)確度就越高。且陡峭的光刻膠在干法刻蝕中可以減小刻蝕過程中的鉆蝕效應(yīng)，從而提高分辨率。光刻膠的基本(jīběn)屬性第六十六頁，共118頁。光刻膠的膨脹在顯影(xiǎnyǐng)過程中，若顯影(xiǎnyǐng)液滲透到光刻膠中，光刻膠的體積就會膨脹，這將導(dǎo)致圖形尺寸發(fā)生變化，影響分辨率。正膠不發(fā)生膨脹，負(fù)膠發(fā)生膨脹現(xiàn)象。故正膠分辨率高于負(fù)膠，負(fù)膠可通過減小厚度來提高分辨率在相同的分辨率下，與負(fù)膠相比可以使用較厚的正膠，從而得到更好的平臺覆蓋并能降低缺陷的產(chǎn)生，同時(shí)抗干法刻蝕的能力也更強(qiáng)。光刻膠的基本(jīběn)屬性第六十七頁，共118頁。光刻膠的基本(jīběn)屬性光敏度指光刻膠完成所需圖形曝光的最小曝光劑量曝光劑量（mj/cm2）＝光強(qiáng)（單位面積的功率）×曝光時(shí)間光敏度由曝光效率決定曝光效率：參與光刻膠曝光的光子能量與進(jìn)入(jìnrù)光刻膠中的光子能量的比值正膠比負(fù)膠有更高的曝光效率，故正膠的光敏度大，光敏度大可減小曝光時(shí)間第六十八頁，共118頁。光刻膠的基本(jīběn)屬性抗刻蝕能力圖形轉(zhuǎn)移時(shí)，光刻膠抵抗刻蝕的能力。光刻膠對濕法腐蝕有比較(bǐjiào)好的抗腐蝕能力，對大部分的干法刻蝕，光刻膠的抗刻蝕能力則比較(bǐjiào)差熱穩(wěn)定性通常干法刻蝕的工作溫度比濕法腐蝕要高，所以光刻膠應(yīng)能夠承受200℃以上的工作溫度第六十九頁，共118頁。光刻膠的基本(jīběn)屬性黏著力在刻蝕過程中，如果光刻膠黏附不牢就會發(fā)生鉆蝕和浮膠，這將直接影響光刻的質(zhì)量，甚至使整個(gè)圖形丟失。增強(qiáng)黏附性的方法：1.涂膠前脫水處理2.使用增粘劑（HMDS)3.提高(tígāo)堅(jiān)膜的循環(huán)溫度第七十頁，共118頁。光刻膠的基本(jīběn)屬性光刻膠的溶解度光刻膠是由溶劑溶解了固態(tài)(gùtài)物質(zhì)（如樹脂）所形成的液體，其中溶解的固態(tài)(gùtài)物質(zhì)所占的比重稱為溶解度光刻膠的粘滯度影響甩膠后光刻膠膜厚第七十一頁，共118頁。光刻膠的基本(jīběn)屬性微粒數(shù)量和金屬含量光刻膠的純凈度與光刻膠中的微粒數(shù)量和金屬含量有關(guān)(yǒuguān)。光刻膠的生產(chǎn)過程中需要經(jīng)過嚴(yán)格的過濾和包裝，且需要在使用前過濾。隨存儲時(shí)間的增加，光刻膠中的微粒數(shù)量還會繼續(xù)增加。光刻膠中的金屬含量主要指鈉和鉀的含量，鈉和鉀會帶來污染，降低器件的性能。第七十二頁，共118頁。儲存壽命光刻膠中的成分隨時(shí)間和溫度(wēndù)發(fā)生變化通常正膠的壽命高于負(fù)膠的在存儲期間，由于交叉鏈接的作用，正膠中的高分子成分會增加，感光劑不可溶，結(jié)晶成沉淀物。光刻膠的基本(jīběn)屬性第七十三頁，共118頁。lithographyIntroduction光刻潔凈室工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)光刻機(jī)光刻膠掩膜版第七十四頁，共118頁。掩膜版掩膜版上的圖形代表一層IC設(shè)計(jì)，將綜合的布局(bùjú)圖按照IC工藝分成各層掩膜版，如隔離區(qū)為一層、柵極區(qū)為另一層等，這些掩膜版的組合就是一組IC工藝流程。第七十五頁，共118頁。掩膜板的制造(zhìzào)傳統(tǒng)掩膜版是在石英板上淀積薄的鉻(ge)層，在鉻層上形成圖形。掩膜版是由電子束或者激光束直接刻寫在鉻層上的。通常，制作(zhìzuò)一個(gè)完整的ULSI芯片需要20到25塊不同的掩膜。第七十六頁，共118頁。掩膜版的構(gòu)成石英玻璃板鉻層鉻的氮化物或氧化物+鉻+抗反射層掩膜版的保護(hù)膜：密封掩膜版，防止空氣中的微粒以及其它形式(xíngshì)的污染掩膜板的制造(zhìzào)第七十七頁，共118頁。掩膜板的制造(zhìzào)掩膜版好壞的關(guān)鍵因素：缺陷密度缺陷的產(chǎn)生原因制造掩膜版時(shí)產(chǎn)生圖形曝光時(shí)產(chǎn)生缺陷密度對IC成品率的影響其中：D為每單位面積(miànjī)致命缺陷的平均數(shù)，A為IC芯片的面積(miànjī)，N為掩膜版的層數(shù)第七十八頁，共118頁。要提高大面積芯片的成品率，掩膜版的檢查(jiǎnchá)與清洗是非常重要的。第七十九頁，共118頁。分辨率增強(qiáng)(zēngqiáng)技術(shù)－移相掩膜移相掩膜（phase-shiftingmask,PSM)在IC工藝(gōngyì)中，光學(xué)圖形曝光系統(tǒng)追求較佳的分辨率、較深的聚焦深度與較廣的曝光寬容度基本原理是在掩膜版的某些透明圖形上增加或減少一個(gè)透明的介質(zhì)層，稱為移相器，使光波通過這個(gè)介質(zhì)層后產(chǎn)生180度的相位差，與鄰近透明區(qū)域透過的光波產(chǎn)生干涉，從而抵消圖形邊緣的光衍射效應(yīng)，提高曝光的分辨率。第八十頁，共118頁。第八十一頁，共118頁。lithographyIntroduction光刻刻蝕濕法刻蝕干法刻蝕第八十二頁，共118頁。什么(shénme)叫刻蝕？刻蝕——把進(jìn)行光刻前所沉積的薄膜中沒有被光刻膠覆蓋及保護(hù)的部分，以化學(xué)反應(yīng)或是物理作用的方式(fāngshì)加以去除，以完成轉(zhuǎn)移掩膜圖案到薄膜上面的目的?？涛g分類濕法刻蝕（WETETCHING）：利用液態(tài)化學(xué)試劑或溶液通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行刻蝕的方法干法刻蝕（DRYETCHING）：主要指利用低壓放電產(chǎn)生的等離子體中的離子或游離基(處于激發(fā)態(tài)的分子、原子及各種原子基團(tuán)等)與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或通過轟擊等物理作用而達(dá)到刻蝕的目的第八十三頁，共118頁。刻蝕術(shù)語(shùyǔ)BIAS（偏差）腐蝕(fǔshí)后的圖形與版圖的水平偏差。TOLERANCE（容差）各批圖形間的偏差。ETCHINGRATE（腐蝕(fǔshí)速率均勻度）=（最高速率-最低速率）/（最高速率+最低速率）*100%第八十四頁，共118頁。OVERETCHING（過腐蝕(fǔshí)）SELECTIVITY（選擇性）SFS=腐蝕(fǔshí)FILM速率/腐蝕(fǔshí)SUBSTRATE速率第八十五頁，共118頁。第八十六頁，共118頁。第八十七頁，共118頁。第八十八頁，共118頁。第八十九頁，共118頁。第九十頁，共118頁。第九十一頁，共118頁。第九十二頁，共118頁。第九十三頁，共118頁。第九十四頁，共118頁。第九十五頁，共118頁。第九十六頁，共118頁。會出現(xiàn)(chūxiàn)光刻膠的鉆蝕---方向性腐蝕(fǔshí)劑會腐蝕(fǔshí)襯底而改變襯底形貌---選擇性第九十七頁，共118頁。第九十八頁，共118頁。第九十九頁，共118頁。第一百頁，共118頁。第一百零一頁，共118頁。第一百零二頁，共118頁。第一百零三頁，共118頁。lithographyIntroduction光刻刻蝕濕法刻蝕干法刻蝕第一百零四頁，共118頁?？涛g濕法腐蝕：濕法化學(xué)刻蝕在半導(dǎo)體工藝中有著廣泛應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)是選擇性好、重復(fù)性好、生產(chǎn)效率高、設(shè)備簡單、成本低缺點(diǎn)是鉆蝕嚴(yán)重、各向同性腐蝕，對圖形的控制性較差在工業(yè)生產(chǎn)中一般(yībān)以3um線寬為界限，小于3um普遍應(yīng)用干法刻蝕技術(shù)。第一百零五頁，共118頁。各向同性(ɡèxiànɡtónɡxìnɡ)和異性假設(shè)hf為下層材料的厚度，l為抗蝕劑底下(dǐxiɑ)的側(cè)面鉆蝕距離，可以定義各向異性的比值A(chǔ)f為：其中：t為時(shí)間，而Rl和Rv則分別為水平方向(fāngxiàng)與垂直方向(fāngxiàng)腐蝕的速率；對各向同性腐蝕而言，Rl＝Rv，Af＝0；對各向異性腐蝕的極限情況而言，Rl＝0，Af＝1；第一百零六頁，共118頁。第一百零七頁，共118頁。濕法刻蝕技術(shù)(jìshù)（1）WetEtchingSilicon（硅刻蝕）腐蝕液成份：HNO3、HF、CH3COOH（水）醋酸比水好，可以抑制HNO3的分解反應(yīng)方程：Si+HNO3+6HFH2SiF6+HNO3+H2+H2O混合液成份不同腐蝕速率(sùlǜ)不同各向同性腐蝕第一百零八頁，共118頁。WetEtchingSiliconDioxide（二氧化硅刻蝕）腐蝕液成份(chéngfèn)：HF、氟化氨（NH4F）水溶液反應(yīng)方程：SiO2+6HFH2+SiF6+2H2O腐蝕液中加入一定的氟化氨作為緩沖劑形成的腐蝕液稱為BHF，又稱作緩沖氧化層腐蝕（buffered-oxide-etch,BOE)濕法刻蝕技術(shù)(jìshù)（2）第一百零九頁，共118頁。濕法刻蝕技術(shù)(jìshù)（3）WetEtchingSi3N4（氮化硅刻蝕）腐蝕液成份(chéngfèn)：180℃濃度為85％的磷酸溶液WetEtchingAl（鋁刻蝕）腐蝕(fǔshí)液成份:第一百一十頁，共118頁。lithographyIntroduction光刻刻蝕濕法腐蝕(fǔshí)干法刻蝕第一百一十一頁，共118頁。濺射與離子束銑（xi）蝕：通過高能(gāonéng)惰性氣體離子的物理轟擊作用刻蝕，各向異性性好，但選擇性較差等離子刻蝕(Plasma