光刻
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光刻的四条技术路线
1. 接触式光刻(Contact Lithography):此技术路线将掩模直接与光刻胶接触,通过紫外光照射来传导图案。
接触式光刻具有高分辨率和高精度的特点,但会产生掩模和光刻胶之间的化学反应。
2. 脱接触式光刻(Proximity Lithography):在脱接触式光刻中,光刻胶和掩模之间仅存在微小的距离,而不接触彼此。
当紫外光照射时,通过距离短暂拉近并拉开来传递图案。
脱接触式光刻比接触式光刻更容易控制化学反应,但相对于接触式光刻的分辨率和精度较低。
3. 投影式光刻(Projection Lithography):这是最常用的光刻技术路线之一。
先通过光学方式将掩模上的图案投射到光刻胶的表面上。
投影式光刻的特点是具有高分辨率和高通量,但需要复杂的光学系统。
4. 电子束光刻(Electron Beam Lithography,EBL):电子束光刻是一种高分辨率光刻技术,利用聚焦的电子束直接写入图案。
电子束光刻具有非常高的分辨率,但速度较慢,适用于制造高级芯片和小批量生产。
这些光刻技术路线在微电子器件制造中起着重要的作用,根据不同的需求和应用领域选择合适的技术路线。
光刻的概念
光刻是一种用于精密制造微电子芯片的关键工艺。
它是将光源通过掩膜形成的图案,映射在光刻胶层上的过程。
光刻是半导体工艺中最重要的步骤之一,常用于制造芯片、平板显示器和其他微加工领域。
光刻的过程主要包括光源、掩膜、光刻机和光刻胶四个部分。
首先,光源产生高能紫外光,并通过光学系统聚焦到掩膜上。
掩膜是一张玻璃板上刻有芯片设计图案的薄膜,它将设计图案投影到光刻胶层上。
当紫外光通过掩膜时,它会被掩膜上的图案部分阻挡,只有透过空白区域的光能够通过。
这样,光刻胶层上的光敏物质会发生化学反应,使得光刻胶在暴露部分变得溶解性,而未暴露的部分保持不变。
下一步是将光刻胶进行显影,即将光刻胶层中溶解的部分去除,只保留需要的图案。
然后,在光刻胶层的图案上进行材料的蚀刻或沉积,从而形成芯片所需的结构。
最后,去除剩余的光刻胶,留下清晰的图案,完成光刻。
光刻技术的精度和分辨率决定了芯片的制造质量。
目前,随着微电子技术的不断发展,光刻技术也得到了不断的改进。
例如,通过使用更高分辨率的掩膜和更强的光源,可以实现更小的芯片特征尺寸,提高芯片的集成度和性能。
总而言之,光刻是微电子制造中至关重要的工艺,它通过将光源的图案映射到光刻胶层上,实现微芯片的精确加工。
它在信息技术、通信、医疗设备等领域都发挥着重要的作用,并为我们带来了丰富的科技创新与发展。
光刻的工作原理光刻技术是一种用于制造集成电路的重要工艺,其工作原理是利用光的作用将图案投射到硅片上,形成微小的电路结构。
本文将从光刻的原理、设备和应用等方面进行详细介绍。
一、光刻的原理光刻技术是利用光的干涉、衍射和透射等特性实现的。
首先,需要将待制作的电路图案转化为光学遮罩,通常使用光刻胶涂覆在硅片上,然后通过光刻机将光学遮罩上的图案投射到光刻胶上。
光刻胶在光的照射下会发生化学反应,形成光刻胶图案。
接下来,通过将光刻胶暴露在特定的化学溶液中,去除未曝光的光刻胶,得到所需的光刻胶图案。
最后,通过将硅片进行化学腐蚀或沉积等工艺步骤,形成微小的电路结构。
二、光刻的设备光刻机是光刻技术中最关键的设备之一。
光刻机主要由光源、光学系统、对准系统和运动控制系统等部分组成。
光源是产生紫外光的装置,通常使用汞灯或氙灯等。
光学系统由透镜、反射镜和光刻胶图案的投射系统等组成,用于将光学遮罩上的图案投射到光刻胶上。
对准系统是用于确保光刻胶图案和硅片之间的对准精度,通常采用显微镜和自动对准算法等。
运动控制系统是用于控制硅片在光刻机中的移动和旋转等。
三、光刻的应用光刻技术在集成电路制造中有着广泛的应用。
首先,光刻技术是制造集成电路中最关键的工艺之一,可以实现微米甚至纳米级别的电路结构。
其次,光刻技术还可以制作光学元件,如光纤、激光器等。
此外,光刻技术还被应用于平面显示器、传感器、光学存储器等领域。
四、光刻技术的发展趋势随着集成电路制造工艺的不断发展,光刻技术也在不断进步和改进。
首先,光刻机的分辨率越来越高,可以实现更小尺寸的电路结构。
其次,光刻胶的性能也在不断提高,可以实现更高的对比度和较低的残留污染。
此外,光刻技术还在朝着多层光刻、次波长光刻和非接触式光刻等方向发展。
光刻技术是一种利用光的特性制造微小电路结构的重要工艺。
光刻技术的原理是利用光的干涉、衍射和透射等特性实现的,通过光刻机将光学遮罩上的图案投射到光刻胶上,最终形成所需的电路结构。
光刻的应用领域
1. 半导体芯片制造:光刻技术是制造集成电路(IC)的关键步骤之一。
通过将芯片设计投影到硅片上,利用光刻技术进行图形转移,形成微米级的电路结构和器件。
2. 平面显示器制造:光刻技术用于制造液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)等平面显示器。
通过光刻技术,在基板上制造导线、电极、像素点等微细结构。
3. 光子学:光刻技术被广泛应用于制造光学器件和光纤通信设备。
通过光刻技术制造微光学结构,如分光器、光栅、微透镜等。
4. 生物芯片制造:光刻技术可用于制造生物芯片和实验室微芯片。
通过光刻技术制造微细通道、微阀门等微流控结构,实现对微小液滴和生物分子的控制和分析。
5. 微机电系统(MEMS)制造:光刻技术在MEMS制造中起到关键作用。
通过光刻技术制造微米级的机械结构、传感器和执行器,实现微小机械和电子的集成。
6. 光刻制造设备:光刻技术的应用也推动了光刻设备的发展。
光刻机是一种关键的制造设备,能够将光刻胶的图形转移到硅片或其他基板上,并具备高分辨率、高精度和高速度等特性。
光刻及刻蚀方法
光刻及刻蚀方法如下:
1.光刻:光刻的主要环节包括涂胶、曝光与显影。
涂胶是指通过旋转晶圆的方式在晶圆上形成一层光刻胶;曝光是指先将光掩模上的图形与晶圆上的图形对准,然后用特定的光照射,光能激活光刻胶中的光敏成分,从而将光掩模上的电路图形转移到光刻胶上;显影是用显影液溶解曝光后光刻胶中的可溶解部分,将光掩模上的图形准确地用晶圆上的光刻胶图形显现出来。
2.刻蚀:刻蚀主要分为干法刻蚀和湿法刻蚀,指未被光刻胶覆盖的材料被选择性去除的过程。
干法刻蚀主要利用等离子体对特定物质进行刻蚀;湿法刻蚀主要通过液态化学品对特定物质进行刻蚀。
光刻实验报告范文光刻技术是一种利用光的照射和反应来制作微纳米结构的制造技术。
光刻技术是微电子技术中最关键的技术之一,广泛应用于集成电路制造、光学元器件制造以及微纳米器件制造等领域。
本文主要介绍了光刻实验的目的、原理、实验步骤、结果与分析,并总结了实验过程中的问题和改进措施。
一、实验目的1.了解光刻技术的原理和应用。
2.学习掌握光刻胶的制备与涂覆技术。
3.熟悉光刻曝光机的操作方法及曝光参数的设置。
4.掌握光刻显影技术并获得良好的光刻图案。
二、实验原理光刻技术的基本原理是利用光敏感的光刻胶对光的照射产生化学或物理反应,然后通过显影处理使得被照射的区域得到显影和蚀刻,形成所需的微纳米结构。
三、实验步骤1.光刻胶的制备与涂覆准备好二甲苯、光刻胶、旋涂机等材料和设备,按照实验要求准备光刻胶溶液并进行涂覆。
2.光刻曝光将涂有光刻胶的硅片放入光刻曝光机中,设置好曝光参数,并进行曝光。
3.显影处理将曝光后的硅片放入显影液中,根据所需的蚀刻深度和图案要求控制显影时间。
4.蚀刻将显影后的硅片放入蚀刻机中,使用特定的蚀刻液对显影后的图案进行蚀刻,形成所需的微纳米结构。
5.清洗与检验清洗蚀刻后的硅片,去除掉多余的光刻胶和蚀刻液,并使用显微镜或扫描电子显微镜对微纳米结构进行检验。
四、实验结果与分析在光刻实验中,我们制备了硅片上的微纳米结构,并根据实验要求进行了显影处理和蚀刻。
最终得到的微纳米结构清晰可见,形状规整,大小符合设计要求。
通过显微镜观察,我们可以看到各个结构之间的间隔很小,达到了高分辨率的要求。
五、实验中遇到的问题与改进措施在实验过程中,我们遇到了涂覆光刻胶时出现的气泡和划痕等问题,可能是由于操作不当或设备问题导致。
为了解决这些问题,我们可以在涂覆前进行适当的气泡去除和清洗工作,确保涂覆的光刻胶均匀无气泡。
另外,我们也应该注意加强设备的维护和保养,确保设备的正常运行。
光刻技术是一种高精度、高分辨率的微纳米结构制造技术。
光刻工艺的三要素
1. 光源:光刻工艺需要使用一定波长的紫外线光源来照射光刻胶。
常用的光源包括汞灯、氘灯和氙灯等。
光源的稳定性和强度直接影响着光刻胶的曝光结果。
2. 掩膜:掩膜是用于制作芯片器件图案的模具,通过掩膜上的透明区域将光源发出的光线投射到光刻胶上形成图案。
掩膜的制作需要使用高分辨率的光刻技术,并且透明区域需要具备良好的精确度和对比度。
3. 光刻胶:光刻胶是光刻工艺中的关键材料,它在曝光后会发生化学反应,形成特定的图案。
光刻胶的光敏剂和增感剂决定了其对特定波长光的敏感程度和曝光速度,而胶厚度、粘度和耐化学性等属性则对图案的质量和光刻的可重复性产生影响。
通过光源的照射,掩膜上的图案在光刻胶上形成,然后通过显影、蚀刻等步骤,制作出所需的芯片器件结构。
这三要素的优化和控制是确保光刻过程准确、稳定和高效的关键因素。
简述光刻的原理及应用原理解析光刻是一种微影技术,通过光源照射光线,通过掩膜、投影镜头等装置进行光束的控制,将光进行精确的刻画。
光刻技术主要应用于集成电路的制造过程中,用于制作芯片上的微小结构。
其原理主要包括以下几个步骤:1.制作掩膜:掩膜是光刻技术中的关键部件,其上的图案决定了最后形成的微小结构。
制作掩膜通常采用光刻层叠法,先采用电子束或者激光进行图形刻画,再采用化学腐蚀或电子束蚀刻等方法进行图形转换。
2.对光源进行准直和聚光:光源释放出的光线经过准直系统的处理,使其成为平行光线或者具有特定角度的光束。
然后通过聚光系统将光线集中到一个小的区域。
3.将光线加工成所需的形状:通过使用光学元件,如凸透镜、衍射光栅等,对光进行处理和转换,将光束的形状从平行光线变换为所需的图形。
这样处理后的光线将通过掩膜传递到光敏材料上。
4.光敏材料的感光作用:光刻胶或光致变色剂等光敏材料能够感受到通过掩膜传递来的光线,其中的感光物质会发生化学变化,例如溶解或固化。
通过光源加工后的光线图案将在光敏材料上形成相应的图案。
5.开发和清洗:在光敏材料上形成的图案需要进行开发处理,将未曝光或者曝光程度不够的部分去除。
然后进行清洗处理,保证所形成的结构图案的质量。
应用领域光刻技术在当前工业生产和科学研究中扮演着重要的角色。
下面列举了光刻技术的几个重要应用领域:1.集成电路制造:光刻技术是集成电路制造过程中必不可少的一环,用于制作芯片上的微小结构。
通过光刻技术,可以将图形准确地转移到芯片表面,实现微电子元器件的制造。
2.光学组件制造:光学器件的制造也是光刻技术的一个重要应用领域。
通过光刻技术,可以制作出光学器件的微小结构,如光栅、透镜等。
这些微小结构对于光的传输和调控起着重要的作用。
3.纳米加工:随着纳米科技的发展,纳米加工成为了一个热门的研究领域。
光刻技术在纳米加工中发挥着重要作用,可以制造出纳米级的结构,用于研究纳米材料的性质和制造纳米器件。
光刻的工艺
光刻工艺是一种重要的微细加工技术,通常用于制造集成电路和微纳米器件。
下面是光刻工艺的一般步骤:
1. 接收光刻图案设计:根据需要制造的器件,设计图案,并将其转化为数字格式。
2. 芯片表面处理:对芯片表面进行预处理,例如清洗、去除杂质等,以确保光刻的质量。
3. 底片涂覆:将光刻底片(通常为玻璃或石英材料)涂覆在芯片表面,形成光刻胶层。
4. 软对准:使用专用设备将光刻底片和芯片对准,确保图案正确布局。
5. 曝光:使用光刻机器将光刻底片上的图案投射到光刻胶层上。
这通常通过使用紫外线光源,通过掩模和透镜将光照射到芯片的特定区域。
6. 显影:将芯片浸泡在特定的化学液中,将未暴露于光的光刻胶溶解掉,从而形成所需的图案。
这需要控制显影时间和温度以确保正确的图案转移。
7. 清洗:将芯片浸泡在去离子水或其他清洗剂中,去除显影过程中产生的任何
残留物。
8. 检验:检查芯片上的图案是否按照设计要求制造,并进行必要的测量和质量控制。
以上是光刻工艺的一般步骤,具体的工艺参数和步骤可能因应用和芯片制造技术的不同而有所变化。
光刻工艺的优化和控制是集成电路制造中的关键技术之一,对于实现高精度、高性能的微纳米器件具有重要意义。
光刻的八个步骤
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊光刻的那八个神奇步骤。
你想想啊,这光刻就好比是一场精细无比的舞蹈,每一个步骤都是
至关重要的舞步呢!
第一步,就像是舞蹈的开场,得准备好那干净平整的舞台,也就是
晶圆的清洗和预处理。
把晶圆弄得干干净净、妥妥当当的,才能开始
这场精彩表演呀!
第二步,涂光刻胶,这就好像给舞者穿上了一件特别的舞衣,让它
能在接下来的表演中展现独特的魅力。
第三步,曝光!哇哦,这可是关键的一刻,就如同舞台上那束耀眼
的聚光灯打在了舞者身上,让一切都变得清晰可见,图案开始显现啦!
第四步,显影,嘿嘿,这就像是舞者在聚光灯下开始展现出优美的
舞姿,那些隐藏的美丽图案渐渐清晰起来。
第五步,刻蚀,哎呀呀,这可不得了,就像是舞者用灵动的身姿雕
琢出一个个精美绝伦的造型,把不需要的部分给去除掉。
第六步,去光刻胶,好比舞者表演结束后,要把那特别的舞衣脱下来,恢复原本的样子。
第七步,清洗,这是给晶圆来个彻彻底底的大扫除,把一切杂质都
清理干净,为下一次的精彩做好准备。
第八步,检查,这可太重要啦!就像一场舞蹈结束后,要看看整体效果怎么样,有没有哪里还可以改进。
这八个步骤,环环相扣,缺一不可呀!每个步骤都得小心翼翼、精益求精,不然可就出大乱子喽!你说这光刻是不是特别神奇?就像变魔术一样,能在那么小的晶圆上创造出那么多复杂又美妙的图案。
咱可真得佩服那些搞光刻的人,他们就像是技艺高超的魔法师,能让这一切都变得如此不可思议!所以啊,大家可别小瞧了这光刻的八个步骤,它们可是推动科技进步的重要力量呢!。
光刻技术流程各步骤
光刻技术呀,可有趣啦。
光刻技术开始前得有个准备工作呢。
就像做菜得先把食材准备好一样,光刻得先有个硅片,这硅片就像是盖房子的地基。
而且呀,光刻胶也得准备妥当,光刻胶就像是画画用的颜料,不过这可是高科技的“颜料”哦。
接下来就是涂光刻胶这一步啦。
想象一下用刷子把颜料均匀地涂在画布上,不过这里是用专门的设备把光刻胶均匀地涂在硅片上,要涂得特别薄又特别均匀才行,就像给硅片穿上一层薄薄的、超级合身的衣服。
然后就是曝光啦。
这一步就像是拍照一样,不过用的可不是普通的相机。
有个光罩,上面有设计好的图案,光线透过光罩照到涂了光刻胶的硅片上。
光刻胶被光照到的地方和没照到的地方就会发生不一样的变化,就像被魔法棒点了一下似的。
曝光之后就是显影啦。
这就像是冲洗照片一样,把硅片放到特殊的溶液里,被光照过的光刻胶和没被光照过的光刻胶在溶液里的反应不一样,这样就把光罩上的图案在硅片上显示出来啦。
那些该留下的光刻胶就留着,不该留下的就被溶液冲走啦。
再之后就是蚀刻啦。
这一步就像是雕刻师拿着小刻刀在材料上雕刻一样。
不过这里是用化学或者物理的方法把硅片上不需要的部分去掉,只留下有光刻胶保护的部分,这样就把想要的图案刻在硅片上啦。
最后就是把光刻胶去掉啦,硅片上就留下了我们想要的图案。
整个光刻技术流程就像是一场神奇的魔术表演,每个步骤都很关键,少了哪一步都不行呢。
这光刻技术可是现代高科技产品制造的大功臣呀。
光刻一、概述:光刻工艺是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一。
主要作用是将掩膜板上的图形复制到硅片上,为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。
光刻的成本约为整个硅片制造工艺的1/3,耗费时间约占整个硅片工艺的40~60%。
光刻机是生产线上最贵的机台,5~15百万美元/台。
主要是贵在成像系统(由15~20个直径为200~300mm的透镜组成)和定位系统(定位精度小于10nm)。
其折旧速度非常快,大约3~9万人民币/天,所以也称之为印钞机。
光刻部分的主要机台包括两部分:轨道机(Tracker),用于涂胶显影;扫描曝光机(Scanning)。
光刻工艺的要求:光刻工具具有高的分辨率;光刻胶具有高的光学敏感性;准确地对准;大尺寸硅片的制造;低的缺陷密度。
二、光学基础:光的反射(reflection)。
光射到任何表面的时候都会发生反射,并且符合反射定律:入射角等于反射角。
在曝光的时候,光刻胶往往会在硅片表面或者金属层发生反射,使不希望被曝光的光刻胶被曝光,从而造成图形复制的偏差。
常常需要用抗反射涂层(ARC,Anti-Reflective Coating)来改善因反射造成的缺陷。
光的折射(refraction)。
光通过一种透明介质进入到另一种透明介质的时候,发生方向的改变。
主要是因为在两种介质中光的传播速度不同(λ=v/f)。
直观来说是两种介质中光的入射角发生改变。
所以我们在90nm工艺中利用高折射率的水为介质(空气的折射率为1.0,而水的折射率为1.47),采用浸入式光刻技术,从而提高了分辨率。
而且这种技术有可能将被沿用至45nm工艺节点。
光的衍射或者绕射(diffraction)。
光在传播过程中遇到障碍物(小孔或者轮廓分明的边缘)时,会发生光传播路线的改变。
曝光的时候,掩膜板上有尺寸很小的图形而且间距很窄。
衍射会使光部分发散,导致光刻胶上不需要曝光的区域被曝光。
衍射现象会造成分辨率的下降。
光的干涉(interference)。
波的本质是正弦曲线。
任何形式的正弦波只要具有相同的频率就能相互干涉,即相长相消:相位相同,彼此相长;相位不同,彼此相消。
在曝光的过程中,反射光与折射光往往会发生干涉,从而降低了图形特征复制的分辨率。
调制传输函数(MTF, Modulation Transfer Function)。
用于定义明暗对比度的参数。
即分辨掩膜板上明暗图形的能力,与光线的衍射效应密切相关。
MTF=(Imax-Imin)/(Imax+Imin),好的调制传输函数,就会得到更加陡直的光刻胶显影图形,即有高的分辨率。
临界调制传输函数(CMTF,Critical Modulation Transfer Function)。
主要表征光刻胶本身曝光对比度的参数。
即光刻胶分辨透射光线明暗的能力。
一般来说光路系统的调制传输函数必须大于光刻胶的临界调制传输函数,即MTF>CMTF。
数值孔径(NA, Numerical Aperture)。
透镜收集衍射光(聚光)的能力。
NA=n*sinθ=n*(透镜半径/透镜焦长)。
一般来说NA大小为0.5~0.85。
提高数值孔径的方法:1、提高介质折射率n,采用水代替空气;2、增大透镜的半径;分辨率(Resolution)。
区分临近最小尺寸图形的能力。
R=kλ/(NA)=0.66/(n*sinθ) 。
提高分辨率的方法:1、减小光源的波长;2、采用高分辨率的光刻胶;3、增大透镜半径;4、采用高折射率的介质,即采用浸入式光刻技术;5、优化光学棱镜系统以提高k(0.4~0.7)值(k是标志工艺水平的参数)。
焦深(DOF,Depth of Focus)。
表示焦点周围的范围,在该范围内图像连续地保持清晰。
焦深是焦点上面和下面的范围,焦深应该穿越整个光刻胶层的上下表面,这样才能够保证光刻胶完全曝光。
DOF=kλ/(NA)2。
增大焦深的方法:1、增大光源的波长;2、采用小的数值孔径;3、利用CMP进行表面平坦化。
由于前两种方法会降低分辨率,而分辨率是芯片制造所努力提升的重要参数,因此我们需要在看上去相互矛盾的两个方面做出某种平衡。
一般在保证基本的焦深要求下不降低分辨率,即以分辨率为主。
所以,现在一般采用CMP平坦化技术保证足够的焦深。
三、掩膜板/光罩(Photo Mask/Reticle)硅片上的电路元件图形都来自于版图,因此掩膜板的质量在光刻工艺中的扮演着非常重要的角色。
1、掩膜板的分类:光掩膜板(Photo Mask)包含了整个硅片的芯片图形特征,进行1:1图形复制。
这种掩膜板用于比较老的接近式光刻和扫描对准投影机中。
投影掩膜板(Reticle)。
只包含硅片上的一部分图形(例如四个芯片),一般为缩小比例(一般为4:1)。
需要步进重复来完成整个硅片的图形复制。
一般掩膜板为6X6inch(152mm)大小,厚度约为0.09”~0.25”(2.28mm~6.35mm)。
投影掩膜板的优点:1、投影掩膜板的特征尺寸较大(4×),掩膜板制造更加容易;2、掩膜板上的缺陷会缩小转移到硅片上,对图形复制的危害减小;3、使曝光的均匀度提高。
2、掩膜板的制造:掩膜板的基材一般为熔融石英(quartz),这种材料对深紫外光(DUV,KrF-248nm,ArF-193nm)具有高的光学透射,而且具有非常低的温度膨胀和低的内部缺陷。
掩膜板的掩蔽层一般为铬(Cr,Chromium)。
在基材上面溅射一层铬,铬层的厚度一般为800~1000埃,在铬层上面需要涂布一层抗反射涂层(ARC,Anti-Reflective Coating)。
制作过程:a、在石英表面溅射一层铬层,在铬层上旋涂一层电子束光刻胶;b、利用电子束(或激光)直写技术将图形转移到电子束光刻胶层上。
电子源产生许多电子,这些电子被加速并聚焦(通过磁方式或者电方式被聚焦)成形投影到电子束光刻胶上,扫描形成所需要的图形;c、曝光、显影;d、湿法或者干法刻蚀(先进的掩膜板生产一般采用干法刻蚀)去掉铬薄层;e、去除电子束光刻胶;d、粘保护膜(Mount Pellicle)。
保护掩膜板杜绝灰尘(Dust)和微小颗粒(Particle)污染。
保护膜被紧绷在一个密封框架上,在掩膜板上方约5~10mm。
保护膜对曝光光能是透明的,厚度约为0.7~12μm(乙酸硝基氯苯为0.7μm;聚酯碳氟化物为12μm)。
3、掩膜板的损伤和污染掩膜板是光刻复制图形的基准和蓝本,掩膜板上的任何缺陷都会对最终图形精度产生严重的影响。
所以掩膜板必须保持“完美”。
使用掩膜板存在许多损伤来源:掩膜板掉铬;表面擦伤,需要轻拿轻放;静电放电(ESD),在掩膜板夹子上需要连一根导线到金属桌面,将产生的静电导出。
另外,不能用手触摸掩膜板;灰尘颗粒,在掩膜板盒打开的情况下,不准进出掩膜板室(Mask Room),在存取掩膜板时室内最多保持2人。
因为掩膜板在整个制造工艺中的地位非常重要。
在生产线上,都会有掩膜板管理系统(RTMS,Reticle Management System)来跟踪掩膜板的历史(History)、现状(Status)、位置(Location)等相关信息,以便于掩膜板的管理。
四、光刻胶(Photo Resist)光刻胶是一种有机化合物,它受紫外光曝光后,在显影液中的溶解度会发生变化。
一般光刻胶以液态涂覆在硅片表面上,曝光后烘烤成固态。
1、光刻胶的作用:a、将掩膜板上的图形转移到硅片表面的氧化层中;b、在后续工序中,保护下面的材料(刻蚀或离子注入)。
2、光刻胶的物理特性参数:a、分辨率(resolution)。
区别硅片表面相邻图形特征的能力。
一般用关键尺寸(CD,Critical Dimension)来衡量分辨率。
形成的关键尺寸越小,光刻胶的分辨率越好。
b、对比度(Contrast)。
指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度。
对比度越好,形成图形的侧壁越陡峭,分辨率越好。
c、敏感度(Sensitivity)。
光刻胶上产生一个良好的图形所需一定波长光的最小能量值(或最小曝光量)。
单位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2。
光刻胶的敏感性对于波长更短的深紫外光(DUV)、极深紫外光(EUV)等尤为重要。
d、粘滞性/黏度(Viscosity)。
衡量光刻胶流动特性的参数。
粘滞性随着光刻胶中的溶剂的减少而增加;高的粘滞性会产生厚的光刻胶;越小的粘滞性,就有越均匀的光刻胶厚度。
光刻胶的比重(SG,Specific Gravity)是衡量光刻胶的密度的指标。
它与光刻胶中的固体含量有关。
较大的比重意味着光刻胶中含有更多的固体,粘滞性更高、流动性更差。
粘度的单位:泊(poise),光刻胶一般用厘泊(cps,厘泊为1%泊)来度量。
百分泊即厘泊为绝对粘滞率;运动粘滞率定义为:运动粘滞率=绝对粘滞率/比重。
单位:百分斯托克斯(cs)=cps/SG。
e、粘附性(Adherence)。
表征光刻胶粘着于衬底的强度。
光刻胶的粘附性不足会导致硅片表面的图形变形。
光刻胶的粘附性必须经受住后续工艺(刻蚀、离子注入等)。
f、抗蚀性(Anti-etching)。
光刻胶必须保持它的粘附性,在后续的刻蚀工序中保护衬底表面。
耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力。
g 、表面张力(Surface Tension)。
液体中将表面分子拉向液体主体内的分子间吸引力。
光刻胶应该具有比较小的表面张力,使光刻胶具有良好的流动性和覆盖。
h、存储和传送(Storage and Transmission)。
能量(光和热)可以激活光刻胶。
应该存储在密闭、低温、不透光的盒中。
同时必须规定光刻胶的闲置期限和存贮温度环境。
一旦超过存储时间或较高的温度范围,负胶会发生交联,正胶会发生感光延迟。
3、光刻胶的分类a、根据光刻胶按照如何响应紫外光的特性可以分为两类:负性光刻胶和正性光刻胶。
负性光刻胶(Negative Photo Resist)。
最早使用,一直到20世纪70年代。
曝光区域发生交联,难溶于显影液。
特性:良好的粘附能力、良好的阻挡作用、感光速度快;显影时发生变形和膨胀。
所以只能用于2μm的分辨率。
正性光刻胶(Positive Photo Resist)。
20世纪70年代,有负性转用正性。
正性光刻胶的曝光区域更加容易溶解于显影液。
特性:分辨率高、台阶覆盖好、对比度好;粘附性差、抗刻蚀能力差、高成本。
b、根据光刻胶能形成图形的最小光刻尺寸来分:传统光刻胶和化学放大光刻胶。
传统光刻胶。
适用于I线(365nm)、H线(405nm)和G线(436nm),关键尺寸在0.35μm及其以上。
化学放大光刻胶(CAR,Chemical Amplified Resist)。
适用于深紫外线(DUV)波长的光刻胶。
KrF(248nm)和ArF(193nm)。