集成電路制造工藝

--先進(jìn)的光刻工藝單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室光刻膠第三章光刻工藝光刻的工藝流程本章要點(diǎn)先進(jìn)光刻工藝介紹光刻工藝的基本原理光刻膠第三章光刻工藝光刻的工藝流程本章要點(diǎn)先進(jìn)光刻工藝介紹光刻工藝的基本原理判斷光刻工藝是否具有生命力的三個標(biāo)準(zhǔn)：分辨率、套準(zhǔn)精度、產(chǎn)出率，其中分辨率是關(guān)鍵圖形最小線寬與曝光光源波長、間距之間的關(guān)系:Wmin為最小線寬K是取決于光刻工藝條件的的一個常數(shù)是入射光的波長g是掩膜版與硅片之間的間隙從公式看出，要使Wmin減小，可以減小k、λ或g,但k的典型值接近1，g如果減小，會增加接觸的風(fēng)險(xiǎn)，更有吸引力的方法是減小波長λ§3.4先進(jìn)光刻工藝介紹遠(yuǎn)紫外線光刻是建立在光學(xué)光刻技術(shù)基礎(chǔ)上，使用激光產(chǎn)生等離子源，產(chǎn)生約13nm的紫外波長，這種光源工作在真空環(huán)境下以產(chǎn)生極外射線，由光學(xué)聚焦成光束經(jīng)投影掩膜版反射掃描硅片。目前光刻圖形的精度可達(dá)到30nm.EUV掩膜示意圖一、極紫外線EUV曝光紫外光譜圖目前深紫外線光刻采用１９３nm和２４８nm的譜線1.電子束曝光的原理與種類電子束掃描曝光電子束投影曝光矢量掃描曝光光柵掃描曝光種類

(a)矢量掃描系統(tǒng)(b)光柵掃描系統(tǒng)電子束掃描原理：利用電子槍發(fā)射具有一定能量的電子并聚焦成電子束，打在光刻膠上，使光刻膠發(fā)生反應(yīng)，改變?nèi)芙舛?，完成曝光。二、電子束光?.電子束光刻膠PMMA系列，ZEP系列，HSQ系列，SAL系列2.X射線光源：1.X射線曝光的原理X射線曝光系統(tǒng)圖陰極靶電子束X射線真空室s真空窗口掩模版襯底薄膜光刻膠靶：鈀（Pd）X射線作為光源，透過X射線掩膜，X射線抗蝕劑上，抗蝕劑吸收X射線后,逐出二次電子,二次電子使得抗蝕劑鏈斷裂(正性)或交聯(lián)(負(fù)性)，從而實(shí)現(xiàn)光刻。420A即軟X射線區(qū)，利用高能電子束轟擊靶。三、X射線光刻3.X射線掩膜版基體材料：必須對X射線透明，用SiC掩模材料：必須對X射線很好地吸收，一般用Au

X射線掩膜版基體材料掩模材料4.X射線光刻膠電子束抗蝕劑1.利用透鏡減少衍射k1表示系統(tǒng)常數(shù)，λ是光的波長，NA=2r0/D是數(shù)值孔徑，表示透鏡聚集折射光的能力。D是光刻版與透鏡間的距離，2r0表示透鏡的直徑四、分辨率增強(qiáng)技術(shù)2.移相掩膜技術(shù)移相掩膜的光強(qiáng)分布

在光掩膜的某些透明圖形上增加或減少一個透明的介質(zhì)層，使光波通過這個介質(zhì)層后產(chǎn)生180的相位差，與鄰近透明區(qū)域透過的光波產(chǎn)生干涉，抵消圖形邊緣的光衍射效應(yīng)，從而提高圖形曝光分辨率。3.鄰近效應(yīng)校正技術(shù)（a）普通掩膜

（b）OPC掩膜

掩膜版單位圖像及其成像圖形將掩膜版圖形依某種規(guī)則進(jìn)行圖形修正，以額外的圖形來補(bǔ)償或削減上述圖形失真之處，這些附加功能稱為光學(xué)鄰近效應(yīng)修正技術(shù)4.離軸照明技術(shù)掩膜版透鏡硅片分辨率掩膜版透鏡硅片分辨率通過使用光圈將入射光以一定的角度入射到光學(xué)系統(tǒng)的透鏡上，可以收集光刻版上光柵的一階衍射，有效降低式中k1因子，從而提高光刻分辨率軸式照明系統(tǒng)與離軸照明系統(tǒng)比較在傳統(tǒng)光刻機(jī)的光學(xué)鏡頭與晶圓之間的介質(zhì)可用水替代空氣，以縮短曝光光源波長和增大鏡頭的數(shù)值孔徑，從而提高分辨率?！肮馀c水”之爭，即采用更短波長（157nm）的光還是在鏡頭與硅片之間充水五、浸入式光刻技術(shù)壓印模光刻膠需刻蝕的薄膜襯底壓印模光刻膠需刻蝕的薄膜襯底壓印模光刻膠需刻蝕的薄膜襯底壓印模光刻膠需刻蝕的薄膜襯底（a）壓膜對準(zhǔn)（b）壓膜（c）脫膜（d）刻蝕

納米壓印技術(shù)圖形化工藝過程納米壓印技術(shù)是通過模