集成电路制造工艺 课件 3.3 光刻工艺的基本流程

集成电路制造工艺

--光刻工艺的基本流程单位：江苏信息职业技术学院微电子教研室光刻胶第三章光刻工艺光刻的工艺流程本章要点先进光刻工艺介绍光刻工艺的基本原理光刻胶第三章光刻工艺光刻的工艺流程本章要点先进光刻工艺介绍光刻工艺的基本原理§3.3光刻的工艺流程后烘、刻蚀去胶对位曝光光源涂胶、前烘显影负胶正胶整个图形制备的工艺流程核心：涂胶前烘曝光显影后烘一、光刻工艺流程1.涂胶前的预处理：检查硅片表面的清洁度检查硅片表面的性质----接触角检查硅片的平面度高温烘焙增粘剂处理六甲基二硅胺烷（HMDS)增粘剂—蒸汽法涂布θ

邻氨基酚（OAP）增粘剂-蒸汽法涂布二、涂胶2.涂胶的方法-----旋涂法片架到片架的涂胶法送片未涂胶片架传感器感知有无硅片滴胶涂布前烘有无送片送片真空泵（1）将硅片上覆盖的光刻胶溶剂去除（2）增强光刻胶的粘附性以便在显影时光刻胶可以很好地粘附（3）缓和在旋转过程中光刻胶膜内产生的应力三、前烘（软烘）1.前烘的目的：2.前烘的方法烘箱：设备简单，操作方便，但溶剂挥发不够充分，且设备易对操作人员造成伤害红外光：利用硅片对红外光透明的原理，光线从底部照射，有利于溶剂的充分挥发热板：从硅片底部开始加热，有利于溶剂挥发，且设备简单，是普遍采用的方法烘胶台3.前烘的质量控制溶剂挥发不充分，影响光化学反应的发生前烘不足发生热交联、胶膜翘曲、胶膜碳化前烘过度前烘时关键控制好前烘的温度和时间一般工艺条件：60-100°C,时间1-2min(1)对准是什么？1.对准：四、对准和曝光对准就是确定硅片上图形的位置、方向和变形的过程，利用这些数据与掩膜图形建立起正确的关系。为什么要对准？通过对准，把掩膜版的图形准确地通过紫外光投影到硅片表面的光刻胶上，是集成电路具有相应功能的必要前提。（3）对准的指标：套准精度，测量对准系统把版图套准到硅片上图形的能力。具体是指要形成的图形层与前层的最大相对位移。一般而言大约是关键尺寸的三分之一。套准容差+Y-Y+X-X+Y-Y+X-X完美的套准精度套准偏移-Y2.曝光光源：常规光学光刻所用的光源为紫外光，目前主要有汞灯和准分子激光来产生紫外光UV光波长(nm)描述符CD分辨率(μm)436g0.5405h0.4365i0.35248深紫外0.253.曝光方式：接触式曝光光源掩膜版硅片光刻胶透镜特点：由于掩膜版与光刻胶紧密接触，无衍射效应，分辨率高，但有尘埃粒子会造成硅片与掩膜版的损伤光刻胶透镜接近式曝光光源掩膜版硅片特点：由于掩膜版浮在圆片表面，不存在任何接触，掩膜版寿命长，但由于有间隙，分辨率下降。既有接触式光刻的分辨率，又不会产生缺陷。投影曝光：扫描投影曝光步进（step)投影曝光步进扫描投影曝光特点：4.曝光控制：曝光过程中要严格控制曝光量。分辨率能精确转移到晶片表面抗蚀剂上图案的最小尺寸套准精度后续掩膜版与先前掩膜版刻在硅片上的图形互相对准的程度产率对一给定的掩膜，每小时能曝光完成的晶片的数量曝光后的光刻胶结构重新排列，使驻波的影响减轻。烘焙温度：110℃到130℃烘焙时间：1到2分钟五、曝光后的烘焙显影液负胶：二甲苯溶剂正胶：四甲基氢氧化铵（TMAH)有机溶剂使有机的光刻胶易产生溶涨现象

水性显影液不会使光刻胶产生溶涨现象，仅需去离子水冲洗显影方式连续喷雾显影旋覆浸没式显影六、显影目的：利用化学显影液把通过曝光后可溶性光刻胶溶解掉，从而把掩膜版的图形准确复制到光刻胶中。显影参数显影温度：15℃到25℃显影时间：在线溶解率检测（DRM)显影液量：显影不足或清洗不适当硅片

表面就会有光刻胶残膜负胶的漂洗：在显影时有溶胀现象,在漂洗时能够使图形收缩,有助于提高图形质量。通常采用醋酸丁酯或专用漂洗液进行漂