微电子工艺之光刻技术共57页
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光刻机的技术原理光刻技术是一种常用于微电子制造的重要工艺。
它主要用于将电子器件的图形或芯片上的图案转移到光刻胶或光刻膜上,然后通过化学蚀刻等工艺步骤将所需的微小结构转移到芯片表面,从而完成电子器件的制造。
下面,我将详细介绍光刻技术的工作原理和主要步骤。
光刻技术的主要原理是利用光的透射和反射来形成期望的图案。
它主要包括以下几个基本步骤:光源辐射、掩膜制作、曝光、开发和蚀刻。
首先,光刻机中的光源会产生紫外光或可见光的光辐射。
这些光线经过光学投影系统的透镜等光学元件的聚焦,形成一束高能量的并具有特定波长的光线。
在整个光刻过程中,这束光线是非常重要的。
接下来,准备好的掩膜会被放置在光刻机上。
掩膜是一种透光性好的玻璃或石英板,上面的透光区域和不透光区域按照所需的图案进行了刻蚀处理。
光刻机的光学系统使得掩膜上的图案被放大并投射到光刻胶或光刻膜上。
在曝光阶段,将掩膜和芯片的表面(涂有光刻胶或光刻膜)与光学系统的接触式接头对准,并启动光刻机进行曝光。
透过掩膜上的透明区域,通过特定波长的光线照射芯片表面,将图案的影像投射到光刻胶或光刻膜上。
在曝光的过程中,光刻胶或光刻膜上的化学和物理特性发生了变化,从而使图案在曝光区域产生显影作用。
然后,光刻胶或光刻膜需要进行显影。
显影是利用显影液将未曝光区域的光刻胶或光刻膜溶解掉的过程。
因为曝光区域的光刻胶或光刻膜已被特定波长的光线照射,使其化学结构发生了变化,从而形成了想要的图案。
而未曝光区域的光刻胶或光刻膜保持原来的状态,因此通过浸泡在显影液中,未曝光区域的物质会被显影液迅速溶解。
最后一步是蚀刻,也称为刻蚀。
刻蚀是将光刻胶或光刻膜已经形成的图案转移到芯片表面的过程。
光刻胶或光刻膜的蚀刻一般通过化学蚀刻或物理蚀刻来完成。
化学蚀刻使用蚀刻溶液对芯片进行蚀刻,而物理蚀刻则通过向芯片表面投射离子束或激光束来完成。
综上所述,光刻机的技术原理主要是通过光的透射和反射将电子器件的图案转移到光刻胶或光刻膜上,然后通过显影和蚀刻等工艺步骤将所需的微小结构转移到芯片表面上。
光刻胶的深入学习与新型光刻胶张智楠电科111 信电学院山东工商学院 264000摘要:首先,本文从光刻中的光刻胶、光刻胶的分类、光刻胶的技术指标(物理特性)这几个方面对光刻工艺中的光刻胶进行了详细的深入学习;其次,介绍了当代几种应用广泛的光刻胶以及新型光刻胶;最后,对光刻胶的发展趋势进行了简单的分析。
关键词:光刻、光刻胶、紫外负型光刻胶、紫外正型光刻胶、远紫外光刻胶。
光刻(photoetching)工艺可以称得上是微电子工艺中最为关键的技术,决定着制造工艺的先进程度。
光刻就是,在超净环境中,将掩膜上的几何图形转移到半导体晶体表面的敏光薄材料上的工艺过程。
而此处的敏光薄材料就是指光刻胶(photoresist)。
光刻胶又称光致抗蚀剂、光阻或光阻剂,由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。
感光树脂经光照后,在曝光区能很快地发生光固化反应,使得这种材料的物理性能,特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。
经适当的溶剂处理,溶去可溶性部分,得到所需图像。
光刻胶的技术复杂,品种较多。
对此探讨以下两种分类方法: 1、光刻胶根据在显影过程中曝光区域的去除或保留可分为两种——正性光刻胶(positive photoresist)和负性光刻胶(negative photoresist)。
正性光刻胶之曝光部分发生光化学反应会溶于显影液,而未曝光部份不溶于显影液,仍然保留在衬底上,将与掩膜上相同的图形复制到衬底上。
负性光刻胶之曝光部分因交联固化而不溶于阻显影液,而未曝光部分溶于显影液,将与掩膜上相反的图形复制到衬底上。
正胶的优点是分辨率比较高,缺点是粘附性不好,阻挡性弱。
与之相反,负胶的粘附性好,阻挡性强,但是分辨率不高。
2、基于感光树脂的化学结构,光刻胶可以分为三种类型。
一是光聚合型,采用烯类单体,在光作用下生成自由基,自由基再进一步引发单体聚合,最后生成聚合物,具有形成正像的特点。
二是光分解型,采用含有叠氮醌类化合物的材料,经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性,可以制成正性胶。
0.35um光刻工艺1. 光刻工艺概述,光刻工艺是微电子制造过程中的一项关键技术,通过将光刻胶涂覆在硅片上,然后使用光刻机将图形投射到光刻胶上,最后通过化学腐蚀等步骤来转移图形到硅片上。
0.35um光刻工艺是指在这个过程中所使用的光刻胶的分辨率为0.35微米。
2. 分辨率,分辨率是光刻工艺中一个重要的指标,它决定了工艺可以实现多细小的结构。
0.35um的分辨率意味着该工艺可以制造出最小线宽为0.35微米的结构。
3. 应用领域,0.35um光刻工艺在微电子制造中有广泛的应用。
它适用于制造一些较为简单的电子元件和集成电路,例如逻辑门电路、存储器等。
虽然在现代微电子制造中,0.35um光刻工艺已经相对较老,但在一些特定的应用领域仍然具有一定的市场需求。
4. 工艺特点,0.35um光刻工艺具有一些特点。
首先,相对于更高分辨率的工艺,0.35um光刻工艺更容易实现,成本相对较低。
其次,0.35um工艺的制造设备和工艺流程已经相对成熟,稳定性较高,可靠性较好。
然而,由于分辨率相对较低,0.35um工艺无法满足现代微电子制造对更高集成度和更小尺寸的要求。
5. 工艺发展趋势,随着科技的不断进步,微电子制造对更高分辨率的需求不断增加。
因此,0.35um光刻工艺已经逐渐被更先进的工艺所取代,例如0.25um、0.18um、0.13um甚至更小的工艺。
这些更高分辨率的工艺可以实现更小尺寸的结构,提高集成度和性能。
综上所述,0.35um光刻工艺是一种用于微电子制造的工艺,它具有一定的应用领域和特点。
然而,随着技术的进步,更高分辨率的工艺已经逐渐取代了0.35um工艺。
希望以上回答能满足你的需求。
光刻技术-EUV一、EUV技术介绍在微电子技术的发展历程中,人们一直在研究开发新的IC制造技术来缩小线宽和增大芯片的容量。
我们也普遍的把软X射线投影光刻称作极紫外投影光刻。
在光刻技术领域我们的科学家们对极紫外投影光刻EUV技术的研究最为深入也取得了突破性的进展,使极紫外投影光刻技术最有希望被普遍使用到以后的集成电路生产当中。
它支持22nm以及更小线宽的集成电路生产使用。
EUV是目前距实用化最近的一种深亚微米的光刻技术。
波长为157nm的准分子激光光刻技术也将近期投入应用。
如果采用波长为13nm的EUV,则可得到0.1um 的细条。
在1985年左右已经有前辈们就EUV技术进行了理论上的探讨并做了许多相关的实验。
近十年之后微电子行业的发展受到重重阻碍才致人们有了忧患意识。
并且从微电子技术的发展过程能判断出,若不早日推出极紫外光刻技术来对当前的芯片制造方法做出全面的改进,将使整个芯片工业处在岌岌可危的地步。
EUV系统主要由四部分构成:极端紫外光源;反射投影系统;光刻模板(mask);能够用于极端紫外的光刻涂层(photo-resist)。
极端紫外光刻技术所使用的光刻机的对准套刻精度要达到10nm,其研发和制造原理实际上和传统的光学光刻在原理上十分相似。
对光刻机的研究重点是要求定位要极其快速精密以及逐场调平调焦技术,因为光刻机在工作时拼接图形和步进式扫描曝光的次数很多。
不仅如此入射对准光波信号的采集以及处理问题还需要解决。
二、EUV技术发展状况EUV技术的进展还是比较缓慢的,而且将消耗大量的资金。
尽管目前很少厂商将这项技术应用到生产中,但是极紫外光刻技术却一直是近些年来的研究热点,所有厂商对这项技术也都充满了期盼,希望这项技术能有更大的进步,能够早日投入大规模使用。
各家厂商都清楚,半导体工艺向往下刻,使用EUV 技术是必须的。
波长越短,频率越高,光的能量正比于频率,反比于波长。
但是因为频率过高,传统的光溶胶直接就被打穿了。
光刻技术的原理
集成电路制造中利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法,将电路图形传递到单晶表面或介质层上,形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。
随着半导体技术的发展,光刻技术传递图形的尺寸限度缩小了2~3个数量级(从毫米级到亚微米级),已从常规光学技术发展到应用电子束、X射线、微离子束、激光等新技术;使用波长已从4000埃扩展到0.1埃数量级范围。
光刻技术成为一种精密的微细加工技术。
光刻技术是在一片平整的硅片上构建半导体MOS管和电路的基础,这其中包含有很多步骤与流程。
首先要在硅片上涂上一层耐腐蚀的光刻胶,随后让强光通过一块刻有电路图案的镂空掩模板(MASK)照射在硅片上。
被照射到的部分(如源区和漏区)光刻胶会发生变质,而构筑栅区的地方不会被照射到,所以光刻胶会仍旧粘连在上面。
接下来就是用腐蚀性液体清洗硅片,变质的光刻胶被除去,露出下面的硅片,而栅区在光刻胶的保护下不会受到影响。
随后就是粒子沉积、掩膜、刻线等操作,直到最后形成成品晶片(WAFER)。
光刻技术是集成电路制造中利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法,将电路图形传递到单晶表面或介质层上,形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。
随着半导体技术的发展,光刻技术传递图形的尺寸限度缩小了2~3个数量级(从毫米级到亚微米级),已从常规光学技术发展到应用电子束、X射线、微离子束、激光等新技术;使用波长已从4000
埃扩展到0.1埃数量级范围。
光刻技术成为一种精密的微细加工技术。