光刻工艺中聚酰亚胺层光阻减量和线宽均匀性分析

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1、第一章：前言图1-2摩尔定律不需要复杂的逻辑推理就可以知道：芯片上元件的几何尺寸总不可能无限制地缩小下去，这就意味着，总有一天，芯片单位面积上可集成的元件数量会达到极限。问题只是这一极限是多少，以及何时达到这一极限。业界已有专家预计，芯片性能的增长速度将在今后几年趋缓。一般认为，摩尔定律能再适用10年左右。其制约的因素一是技术，二是经济。从技术的角度看，随着硅片上线路密度的增加，其复杂性和差错率也将呈指数增长，同时也使全面而彻底的芯片测试几乎成为不可能。一旦芯片上线条的宽度达到纳米数量级时，相当于只有几个分子的大小，这种情况下材料

2、的物理、化学性能将发生质的变化，致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作，摩尔定律也就要走到它的尽头了。从经济的角度看，正如上述摩尔第二定律所述，目前是20—30亿美元建一座芯片厂，线条尺寸缩小到0．1微米时将猛增至100亿美元，比一座核电站投资还大。由于花不起这笔钱，迫使越来越多的公司退出了芯片行业。看来摩尔定律要再维持十年的寿命，也决非易事。随着芯片集成度的提高，对光刻技术提出了越来越高的要求。在80年代，普遍认为光学光刻技术所能达到的极限分辨率为0．5微米，随着一些新技术的应用和发展，包括光源，成像透镜，光致抗蚀剂，分布扫描

3、技术以及光刻分辨率增强技术的发展，使其光刻技术已推进到目前40纳米，Intel公司已经正在进行22纳米技术的光刻。光刻将永远是半导体工艺最大的挑战，众所周知反映半导体工业进步的最典型的特征是芯片的特征尺寸不断地缩小：即便在同样的工艺条件下由于芯片特征尺寸的缩小可使芯片面积减小成品率提高根据权威定律要提高分辨率其中最直接有效的方法就是缩短曝光波长或者增大镜头的数值孔径3第一章：前言(NA)。其中缩短波长最有效国际半导体技术路线图(ITRS)象灯塔一样指引着半导体工业的芯片特征尺寸随时间的推移而不断地缩小。光刻工艺总是在巨大的压力下迎

4、接一次又一次的挑战。在过去的30多年里，以集成电路为核心的微电子技术迅速发展，高密度，高速度和超高频器件不断出现，促进了计算机，网络技术，移动通信技术，多媒体传播等为技术代表的信息技术的发展，尤其是最近十年。光源的划分：汞蒸汽灯：玻璃灯内充满汞蒸汽。产生的几种光强和光波：“g”line：入=436nm“I”line：入=365nm由激光器产生的深紫外光KrF：入=248nmArF：入=193nm丸(ilm)U1n'avioletspectrumVisiblespectrtma4j5。1。。j15f2f。j5。13126157193

5、248＼————————_、，厂————————√Excimerlaser300350,4qo1450500550600650700{365405436o—江MercurylampPhotolithogxaphylidat$0111℃eS图1-3光源波长和分类表1-1光学光刻的发展进程年代NAX入／纳米R／微米曝光面积DOF／微f米纳米木纳米1990O．50．736550020*201．51995O．60．624825020*221．01999O．7O．5024818026*34#O．62002O．7O．45248／193150／

6、13026*34#O．520050．750．40248／193130／10026*34##O．44第一章：前言20080．800．35193／15780／7026*34##O．320120．80O．3515750O．3注：#为1维扫描；##为2维扫描。光刻成像系统相质评价的几个重要指标(1)分辨率R=K入／NA，表示能分辨的最小线宽，能分辨的线宽越小，分辨率较高。(2)焦深DOF-K入／(NA)2，表示一定工艺条件下，能刻出最小线宽时像面偏离理想脚面的范围。焦深越大，对图形的制作越有利。(3)对比度CON=(Imax—Imin)／

7、(Imax+Imin)，是评价成像图形质量的重要指标。对比度越高，光刻度越高，光刻出来的微细图形越好。(4)光学投影光刻的一个发展趋势是混合匹配曝光技术，将365nm，248nm以及193nm投影光刻机进行匹配曝光，由高档的步进机完成图形cD层曝光，用低档次的步进机完成其他层曝光，从而达到既降低生产费用，提高生产效率，又实现对超微图形曝光的目的。1．3论文工作的主要内容1．为降低生产的成本在聚酰亚胺层涂胶工艺上不断改进，工艺每片硅片所需光刻胶的用量从传统的4．09递减到3．39，由于聚酰亚胺光刻胶的价格昂贵一瓶一加仑的聚酰亚胺光刻

8、胶需3000多美元，采用新的程式工艺后将大量节约成本(节俭17．5％)。每片产品的成本减少约0．6美金。通过对光阻喷涂的程式参数优化，达到光阻减量的目的。2．由于涂胶工艺必须通过最终的光刻结果来验证其可靠性，因此希望通过对影响光刻均匀性的多方面因素