光刻技术知识及发展前景讲解.ppt

《光刻技术知识及发展前景讲解.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、Photolithography为什么要“重点”研究光刻？半导体工艺的不断进步由光刻工艺决定为什么要“重点”研究光刻？业界之前所预测的光刻技术发展路线图光刻概述Photolithography临时性地涂覆光刻胶到硅片上转移设计图形到光刻胶上IC制造中最重要的工艺占用40to50%芯片制造时间决定着芯片的最小特征尺寸光刻技术的原理光刻的基本原理:是利用光致抗蚀剂（或称光刻胶）感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模板上的图形刻制到被加工表面上。光刻工序1、清洗硅片WaferClean去除污染物去除颗粒减少针孔和其它缺陷提高光刻胶黏附性基本步骤–化学清洗–漂洗–烘干清洗硅片WaferCl

2、ean化学清洗漂洗烘干预烘和底胶蒸气涂覆3、光刻胶涂覆PhotoresistCoating圆片放置在真空卡盘上高速旋转液态光刻胶滴在圆片中心光刻胶以离心力向外扩展均匀涂覆在圆片表面实验室匀胶机PhotoresistSpinCoaterEBR:Edgebeadremoval边缘修复滴胶光刻胶吸回PhotoresistSpinCoatingEdgeBeadRemovalReadyForSoftBake4、前烘SoftBake蒸发光刻胶中的溶剂溶剂能使涂覆的光刻胶更薄但吸收热量且影响光刻胶的黏附性过多的烘烤使光刻胶聚合，感光灵敏度变差烘烤不够影响黏附性和曝光BakingSystems5、对准A

3、lignment对准方法：a、预对准，通过硅片上的notch或者flat进行激光自动对准b、通过对准标志，位于切割槽上。另外层间对准，即套刻精度,保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准。6、曝光Exposure曝光方法：a、接触式曝光（ContactPrinting）掩膜板直接与光刻胶层接触。b、接近式曝光（ProximityPrinting）掩膜板与光刻胶层的略微分开，大约为10～50μm。c、投影式曝光（ProjectionPrinting）。在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集光实现曝光。d、步进式曝光(Stepper)曝光中最重要的两个参数是：1.曝光能量（Energy）2.焦距（

4、Focus）如果能量和焦距调整不好，就不能得到要求的分辨率和大小的图形。表现为图形的关键尺寸超出要求的范围7、后烘PostExposureBakea、减少驻波效应b、激发化学增强光刻胶的PAG产生的酸与光刻胶上的保护基团发生反应并移除基团使之能溶解于显影液8、显影Development显影液溶剂溶解掉光刻胶中软化部分从掩膜版转移图形到光刻胶上三个基本步骤:–显影–漂洗–干燥DevelopmentProfiles9、坚膜HardBake1.完全蒸发掉光刻胶里面的溶剂2.坚膜，以提高光刻胶在离子注入或刻蚀中保护下表面的能力3.进一步增强光刻胶与硅片表面之间的黏附性4.减少驻波效应（Stand

5、ingWaveEffect)烘烤不足（Underbake）减弱光刻胶的强度（抗刻蚀能力和离子注入中的阻挡能力）；降低针孔填充能力（GapfillCapabilityfortheneedlehole）；降低与基底的黏附能力。烘烤过度（Overbake）引起光刻胶的流动，使图形精度降低，分辨率变差。10、图形检测PatternInspection1.对准问题：重叠和错位，掩膜旋转，圆片旋转，X方向错位，Y方向错位2.临界尺寸3.表面不规则：划痕、针孔、瑕疵和污染物临界尺寸CriticalDimension集成电路工艺所采用的光刻技术主流光刻技术:248nmDUV技术（KrF准分子激光）->0

6、.10um特征尺寸193nmDUV技术（ArF准分子激光）->90nm特征尺寸193nm沉浸式技术（ArF准分子激光）->65nm特征尺寸新一代的替代光刻技术:157nmF2EUV光刻紫外线光刻电子束投影光刻X射线光刻离子束光刻纳米印制光刻当22nm工艺节点来临之时，又将要会采用什么样的光刻工艺呢？为什么22nm节点之后光刻就这么难？由上图可知高频光的能量较高，低频光的能量较低，在工艺尺寸一再减小的基础上，可见光已经不能很好的完成光刻工作了！听听来自工业界的声音！2011年国际固态电路会议(ISSCC2011)上，IBM,台积电等厂商均表示将继续在22/20nm节点制程应用平面结构的体硅

7、晶体管工艺，光刻技术方面，22/20nm节点主要几家芯片厂商也将继续使用基于193nm液浸式光刻系统的双重成像（doublepatterning）技术。不过固态电路协会的另外一位重要成员Intel则继续保持沉默。最为活跃的193nm浸入式光刻浸入式光刻技术与传统光刻技术的比较最为活跃的193nm浸入式光刻在传统的光刻技术中，其镜头与光刻胶之间的介质是空气，而所谓浸入式技术是将空气介质换成液体。实际上，浸入式技术利用光通过液体介质后光