工藝-vlsi-04第八章光刻上

1集成電路工藝原仇志邯鄲校區(qū)物理樓4352大概第一 晶體生第二 硅氧第三 擴(kuò)第四章離子注入第五章擴(kuò)散淀積第六章外延第八章光第九章金屬化第十章工藝集3光刻的作用和目圖形的產(chǎn)生和布4分辨率（分辨率（高光刻的要光刻工

視場（大圖形對準(zhǔn)精度（高）——13最小特征尺寸產(chǎn)率（houghput）（大）缺陷密度（低圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)組掩膜版/電路設(shè)掩膜版制光

光光系光刻5空間圖潛在圖6掩膜版制CAD設(shè)計(jì)、模擬、驗(yàn)證后由圖形發(fā)生器產(chǎn)生數(shù)字圖×1掩×1掩膜版制接觸式、接近式光數(shù)字圖×4或×4或×5投影刻投影式光7×4或×5投影光刻版制版時容易檢查缺直版上缺陷可以修 （散射小熱膨脹

光刻reflectioncoating）熔融石英玻璃8掩模版制作過12.9掩膜版的成品率

YeND0D0:單位面積缺陷數(shù)， 面積，N:掩膜版層三種硅 模式及系接觸 接近 投影 系掃描投影式光刻機(jī)原理

系步進(jìn)投影式光刻步進(jìn)掃描光刻 5:1 1:1DSW－directstepon系系射接觸和接近Fresnel衍射理論適的間隔范圍gWWmin最Wming＝10m，＝365nm（i線）時Wmin2投影式——遠(yuǎn)場愛里d瑞利給出恰可分辨兩個物點(diǎn)的判據(jù)點(diǎn)物S1的愛里斑中心恰好與另一個點(diǎn)物S2的愛里邊緣（第一衍射極?。┫嘀睾蠒r，恰可分辨兩物點(diǎn)

分辨 可分 恰可分 不可分

兩個愛里斑之間的分辨率(瑞利判據(jù)

理論計(jì)算人眼愛里斑分辨率：100 n(2fsin)nsin數(shù)值孔徑：收集衍光的能力。nRRk1k1=0.6-提提高分辨率焦為軸上光線到極限聚焦位置的光程差。根據(jù)瑞利判據(jù)，/4，很小

/4[1(1

/2)]2/sind2DOFDOFk 2(NA)2NA，焦深焦焦焦焦平光光刻IC技術(shù)中，焦深只有1m，甚至更所需的光能量正IC主

負(fù)烴基高分子材正膠分辨率高于負(fù)抗蝕性：刻蝕和離子注燈436nm(g線)和365nm(i線),光刻膠的組（正膠－positivephotoresist,基底：樹脂是一種低分子量(novolac,a本身溶于顯影液，溶解速率為15nm/s光敏材料（PAC－photoactive二氮(diazoquinoneDQ不溶于顯影液，光刻膠在顯影液中的溶解速率為1－2光照后，DQ（TMAH四甲基氫氧化銨——典型顯影液光照后，光刻膠在顯影液中的溶解速度為溶劑是醋酸丁脂、二甲苯、乙酸溶纖劑的混合物，用于調(diào)節(jié)光前烘后膜上樹脂:(NegativeOptical當(dāng)VLSI電路需分辨率達(dá)2m之前，基本上是采用負(fù)性光刻膠。負(fù)膠在顯影時線條會變粗，使其分辨率不能達(dá)到很高。但在分辨率要求不太高的情況，負(fù)膠也有其優(yōu)點(diǎn)對襯底表面粘附抗刻蝕能力時間短，產(chǎn)工藝寬容度較高（顯影液稀釋度、溫度等價格較低（約正膠的三分之一負(fù)膠的組成部分基底：合成環(huán)化橡膠樹(cyclizedsyntheticrubber

負(fù)膠顯影對光照不敏感，但 如甲苯和二甲苯中溶解很光敏材PAC：雙芳化(bis-當(dāng)光照后，產(chǎn)生影液中具有不溶性溶劑：芳香族化合物DUV深紫外光刻傳統(tǒng)DNQ膠的問題1、對于<i線波長的光強(qiáng)烈吸

化學(xué)增強(qiáng)光刻2、燈在DUV波段輸出光強(qiáng)不如i線和g線，因此靈敏度不3、量子效率提高有限（最大為1，一般PAG(photo-acid原理：入射光子與PAG分子反應(yīng)烘烤過程中，酸分子起催化劑作用， 區(qū)域光刻膠改總量子效率>>1，因此DUV膠的靈敏度有很大提高g線、i線光刻膠靈敏度為100mJ/cm-2，DUV膠為20－40mJ/cm-DUV膠化學(xué)增強(qiáng)的基本原聚合物長 聚合物長INSOLINSOL聚合物長

INSOL （光后）聚合物長 要求對于環(huán)境和溫度控制在幾分之一度光刻膠的表征參數(shù)1、對比度：膠區(qū)對比

Df即靈敏 ln(Df/D0 DUV膠不是。DUV膠一旦反應(yīng)開始，則會在催化作用 一般，g線和i線膠的對比度在2～3，而DUV膠的對度為5～10依賴于工藝參數(shù)，如：顯影液、前烘時間 后堅(jiān)膜的溫度，光源波長和硅片的表面形貌光刻膠的一些問1、由于硅片表面高低起伏，可能造 不足或 線條寬度改變2、下層反射造成駐波，下層散射降低圖像分辨