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1、会计学1基本基本(jbn)光刻工艺光刻工艺第一页，共42页。第1页/共41页第二页，共42页。工艺步骤目的在掩膜版和图形在晶圆上的精确对准和光刻胶的曝光。负胶是聚合物对准和曝光显影 除非聚合的光刻胶去掩膜图形/光刻胶氧化层晶圆晶圆光刻胶氧化层第2页/共41页第三页，共42页。 艺步骤工目的刻蚀将晶圆顶层通过光刻胶的开口去除光刻胶去除 从晶圆上去除光刻胶层光刻胶氧化层氧化层晶圆晶圆第3页/共41页第四页，共42页。亮场暗场第4页/共41页第五页，共42页。掩膜版极性亮场暗场负正空穴凸起凸起空穴光刻胶极性第5页/共41页第六页，共42页。工艺步骤目的对准和曝光掩膜版和图形在晶圆上的精确对准和光刻胶
2、的曝光。正胶被光溶解掩膜版图形/晶圆晶圆晶圆晶圆光刻胶氧化层光刻胶氧化层显影去除非聚合光刻胶刻蚀表层去除光刻胶去除光刻胶去除第6页/共41页第七页，共42页。第7页/共41页第八页，共42页。成分功能聚合物当被对准机光源曝光时，聚合物结构由可溶变成聚合（或反之）溶剂稀化光刻胶，通过旋转形成薄膜感光剂在曝光过程中控制和或/调节光刻胶的化学反应添加剂各种添加的化学成分实现工艺效果，例如染色第8页/共41页第九页，共42页。双键未聚合的聚合的能量CHCHCHCH(a)(b) 第9页/共41页第十页，共42页。邻位（和）26间位（和）34间甲酚甲醛对位（）4第10页/共41页第十一页，共42页。光刻胶
3、聚合物极性感光性(Coul/cm )曝光光源正性酚醛树脂（间甲酚甲醛）紫外负性聚异戊二烯紫外聚甲基丙烯酸酯电子束聚甲基异丙烯基酮电子束 /深紫外聚丁烯砜1电子束电子束聚三氟乙烷基氯丙烯酸酯电子束X线射共聚物（氰乙基丙烯酸，aa基乙烷基丙烯酸酯）氨聚甲基戊烯砜1电子束PMMAPMIPKPBSTFECACOP(PCA)PMPS+-+3-510510110210810510210第11页/共41页第十二页，共42页。第12页/共41页第十三页，共42页。第13页/共41页第十四页，共42页。第14页/共41页第十五页，共42页。名称伽马射线X线射紫外线（VU）可见光红外线（RI）短无线电波广播无线电
4、波波长（mc）10101010101010第15页/共41页第十六页，共42页。第16页/共41页第十七页，共42页。硅晶片台阶硅晶片再氧化之前再氧化之后(a)(b)第17页/共41页第十八页，共42页。第18页/共41页第十九页，共42页。晶圆晶圆非聚合光刻胶聚合光刻胶(a)(b)第19页/共41页第二十页，共42页。曝光铬污垢玻璃裂纹负胶氧化物晶圆(a)(b)第20页/共41页第二十一页，共42页。参数负胶正胶纵横比（分辨力）更高黏结力更好曝光速度更快针孔数量更少阶梯覆盖度更好成本更高显影液有机溶剂水溶性溶剂光刻胶去除剂氧化工步酸酸金属工步氯化溶剂化合物普通酸溶剂第21页/共41页第二十二
5、页，共42页。第22页/共41页第二十三页，共42页。高压氮气吹除化学湿法清洗旋转刷刷洗高压水流第23页/共41页第二十四页，共42页。亲水性表面憎水性表面第24页/共41页第二十五页，共42页。第25页/共41页第二十六页，共42页。第26页/共41页第二十七页，共42页。涂胶铺展旋转真空高转速第27页/共41页第二十八页，共42页。光刻胶浇注不充分覆盖完整光刻胶覆盖过多光刻胶旋转后第28页/共41页第二十九页，共42页。低转速真空高转速第29页/共41页第三十页，共42页。自动晶圆装载通向排气N O除吹旋转电机真空捕获杯底胶器光刻胶传送到晶圆盒或软烘焙N第30页/共41页第三十一页，共42
6、页。第31页/共41页第三十二页，共42页。方法烘焙时间（分钟）温度控制生产率 型类速度Waf/Hr排队热板对流烘箱真空烘箱移动带式红外烘箱导热移动带微波好一般（好）差（一般）差（一般）一般差（一般）单片（小批量）批量批量单片单片单片是是是否否否515303057570.2560400200909060第32页/共41页第三十三页，共42页。第33页/共41页第三十四页，共42页。对准机选择标准分辨力分辨极限/对准精度污染等级可靠性产率总体所有权成本 (COO) 第34页/共41页第三十五页，共42页。光刻机的种类光学接触式非光学X线射电子束接近式投影式步进式第35页/共41页第三十六页，共4
7、2页。第36页/共41页第三十七页，共42页。晶圆掩膜版平边第37页/共41页第三十八页，共42页。第38页/共41页第三十九页，共42页。第39页/共41页第四十页，共42页。光刻机系统全局掩膜版掩膜版曝光光源分辨力（mm）产量150 mm,(waf/hr) 接触式接近式/ 扫描投影式 分步重复式 分步扫描式 X线式射 电子束式 汞 汞 汞ExL/化氪深紫外/氟/ 汞ExL/化氪深紫外/氟/ X线射 电子束 X X X 直写 X X X X0.250.50 0.91.25 0.350.80 0.250.40 0.10 0.2530120 30100 6590 50* 20+ 2-10第40页/共41页第四十一页，共42页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第41页/共41页第四十二页，共42页。
基本光刻工艺学习教案
