基本组分: 感光剂、增感剂和溶剂 3。感光原理 1)负胶: 典型:KPR(聚乙烯醇肉桂酸脂) 聚合硬化:线性——网状 2)正胶: 典型:DNQ(重氮萘醌) 光分解 光刻的基本流程 前处理 1.脱水:片架式坚膜烘箱 200℃ 2.OAP(HMDS) 两类:高温 低温 作用:增加黏附力 正胶与负胶的区别 原理: 有机氯硅烷 六甲基二硅胺烷(HMDS) 涂胶 目的:在硅片表面获得一定厚度且均匀的光刻 胶。 方法:旋转涂胶 涂胶参数 滴胶量:与光刻胶的黏度有关 厚度:与转速及胶粘度有关 均匀性:高的旋转加速度变化斜率及滴胶 位置 前烘(软烘) 目的:通过加热去处光刻胶中的溶剂,改进其于 硅片表面的粘附性及缓和光刻胶内部应力。 方法 曝光 目的:对光刻胶进行选择性光化学反应,将掩膜 版图形转移到光刻胶。 方法: 1。接触式(PLA501) 设备简单 70年代中前期 掩膜版和硅片直接接触, 掩膜版寿命短 图形缺陷多,颗粒沾污大 分辨率:〉5um 应用:分立器件,SSI 2。接近式曝光 距硅片表面2~10um 无直接接触,无损伤, 沾污少,更长的掩膜寿 命 分辨率>3um 应用:分立器件, SSI,MSI 3。(扫描)投影式 (MPA500/600) 利用透镜把掩膜版上的 图形1:1的投影到硅片 上 减少了对操作者依赖, 沾污少,无边缘衍射 分辨率:>1um 4。步进重复式(STEPPER) 将掩膜版上的图形缩小4X,5X,10X倍后投 影到硅片表面的光刻胶上。 掩膜图形更精确和易制作,实现更小图形 采用投影式掩膜版(1或几个芯片图形)以 步进方式多次重复曝光 分辨率:大约0.35um 曝光后烘(PEB) PEB的作用 提高黏附性并减少驻波 PEB与软烘的关系 显影 目的:显现图形 方法:浸没式、喷淋式、PUDDLE 浸没-正胶显影台 喷淋-ETN6000、SSI超声波、AIO PUDDLE-SVG series、AIO 显影参数 温度:23±0.1℃ 时间 液量 浓度:正胶2.38% 清洗 排风 PUDDLE显影 PUDDLE显影方式的注意点: 液温 浸润 背面吹氮 背清 冲水甩干 坚膜(后烘、 Hard Bake ) 目的: 1)蒸发光刻胶中的溶液,固化和稳定光 刻胶性质; 2)提高光刻胶的抗蚀能力和抗注入能 力; 3)提高光刻胶与硅片表面的粘附性; 方法:同前烘,通常热板烘烤,温度略高 于前烘。(正胶:120℃;负胶:160℃) 显影检查 检查的内容:对准精度、关键尺寸 (CD)、图形缺陷等 不合格的硅片将去胶重新返工: 光刻胶上的图形式临时的; 方法:聚光灯检查、显微镜检查 五点检查 光刻的关键问题 1。衍射 光的波粒二象性 Lmin>λ/2,波长越短,分辨 率越高 2。数值孔径(NA) 反应透镜收聚衍射光的能力 3。焦深(DOF) 成像时得到最好分辨率的焦 距 4。硅片表面起伏对分辨率的 限制 下一代光刻技术 极紫外光(EUV )λ=10~14nm 电子束光刻 λ=0.04nm 离子束光刻 λ=0.0001nm X-射线 λ=4nm 谢 谢 ! 结 束 光刻工艺培训 设备 原理 工艺 1、生产线的分布及组成部分 4 寸 线 5 寸 线 前 处 理 匀 胶 曝 光 显 影 检 查 2、工艺分类 负胶光刻工艺 正胶光刻工艺 正胶、负胶工艺的选择 2.1 CD变化差 负胶光刻图形变化差 0.8~1.0um 正胶光刻图形变化差 0um 2.1区别 作业流程-前处理1 氧化膜的三种类型 作业流程-前处理2 前处理:片架式坚膜烘箱 OAP(HMDS) 两类:高温 低温 作用:增加黏附力 原理: 有机氯硅烷 六甲苯二硅氧烷 作业流程-匀胶1 涂布原理:离心力作用 涂布结构: C O A T E R 上 料 架 Soft bake 下 料 架 作业流程-匀胶2 45/60 ETN6000 SVG88series结构区 别及影响 涂布因素 转速 加速度 滴胶状态 回吸 排风 EBR(T&B) CUPRINSE 因素的影响 作业流程-匀胶3 曝光前烘 作用:溶剂挥发、胶膜干燥 温度与时间的选择 作业流程-曝光1 光学曝光方法分类 光 学 曝 光 方 式 接 触 式 硬接触 软接触 1:1DSW 1:1投影曝光 缩小投影曝光 透镜光学系统 反射镜光学系统 1/2 1/5 1/10 真空压紧 喷气压紧 投 影 式 作业流程-曝光2 接触式曝光:PLA501 曝光的氮气氛围,保持较高的留膜率 优点: 缺点:均匀性 光刻版 作业圆片图形 不适合正胶作业 分辨率 作业流程-曝光3 1:1投影式曝光:MPA500/600 负胶留膜受氧的影响降低 缺点:负胶光刻胶厚 分辨率低 优点:正胶分辨率高 节省光刻版 均匀性 圆片表面 最佳套刻精度 作业流程-曝光4 5:1步进式曝光:ASML STEPPER 最佳套刻精度 作业流程-显影1 显影原理: 4-甲基氢氧化铵 2.38% 显影结构: 上 料 架 P E B D E V E L O P Hard Bake 23±0.1℃ 下 料 架 作业流程-显影2 显影方式: 浸没-正胶显影台 喷淋-ETN6000、SSI超声波 PUDDLE-SVG series 作业流程-显影3 PUDDLE显影方式的注意点: 液温 浸润 背面吹氮 背清 冲水甩干 PEB的作用 消除驻波效应 Soft Bake 与PEB的关系 Hard Bake 作业流程-聚酰亚胺 作用:电介质隔离 平坦化 材料:光敏性-HTR100、HTR50 非光敏性-PI (K60) 显影检查 5点检查规则 表面状态 图形情况 曝光图形线宽控制 检查的作用