光刻基本工艺
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光刻工艺流程图步骤1、前处理2、匀胶3、前烘4、光刻5、显影6、坚膜7、腐蚀8、去胶一前处理(OAP)通常在150~200℃对基片进行烘考以去除表面水份,以增强光刻胶与硅片的粘附性。
(亲水表面与光刻胶的粘附性差,SI的亲水性最小,其次SIO2,最后PSI玻璃和BSI玻璃)OAP的主要成分为六甲基二硅烷,在提升光刻胶的粘附性工艺中,它起到的作用不是增粘剂,而是改变SiO2的界面结构,变亲水表面为疏水表面。
OAP通常采用蒸汽涂布的方式,简单评价粘附性的好坏,可在前处理过的硅片上滴一滴水,通过测量水与硅片的接触角,角度越大,SI二、匀胶光刻胶通常采用旋涂方式,在硅片上得到一层厚度均匀的胶层。
影响胶厚的最主要因素:光刻胶的粘度及旋转速度。
次要因素:排风;回吸;胶泵压力;胶盘;温度。
胶厚的简单算法:光刻胶理论的最小胶厚的平方乘以理论的转速=目标光刻胶的胶厚的平方乘以目标转速例如:光刻胶理论厚度1微米需要转速3000转/分,那需要光刻胶厚度1.15微米时转速应为12 *3000/1.152三、前烘前烘的目的是为了驱除胶膜中残余的溶剂,消除胶膜的机械应力。
前烘的作用: 1)增强胶层的沾附能力;2)在接触式曝光中可以提高胶层与掩模板接触时的耐磨性能;3)可以提高和稳定胶层的感光灵敏度。
前烘是热处理过程,前烘通常的温度和时间:烘箱90~115℃ 30分钟热板90~120℃ 60~90秒四、光刻光刻胶经过前烘后,原来液态光刻胶在硅片表面上固化。
光刻的目的就是将掩膜版上的图形转移到硅片上。
曝光的设备分类接触式、接近式、投影式、步进式/扫描式、电子束曝光、软X射线曝光。
五、显影经过显影,正胶的曝光区域和负胶的非曝光区域被溶解,正胶的非曝光区域和负胶的曝光区域被保留下来,从而完成图形的转移工作。
正胶曝光区域经过曝光后,生成羧酸与碱性的显影液中和反应从而被溶解。
负胶的曝光区域经过曝光后产生胶联现象,不被显影液溶解。
而未曝光的区域则被显影液溶解掉。
半导体光刻工艺介绍
半导体光刻工艺是半导体制造中最为重要的工序之一。
主要作用是将图形信息从掩模版(也称掩膜版)上保真传输、转印到半导体材料衬底上。
以下是光刻工艺的主要步骤:
硅片清洗烘干:湿法清洗+去离子水冲洗+脱水烘焙(热板150~250℃,1~2分钟,氮气保护)。
涂底:气相成底膜的热板涂底。
旋转涂胶:静态涂胶(Static)。
软烘:真空热板,85~120℃,30~60秒。
对准并曝光:光刻机通常采用步进式 (Stepper)或扫描式 (Scanner)等,通过近紫外光 (Near Ultra-Violet,NUV)、中紫外光 (Mid UV,MUV)、深紫外光(Deep UV,DUV)、真空紫外光 (Vacuum UV,VUV)、极短紫外光 (Extreme UV,EUV)、X-光 (X-Ray)等光源对光刻胶进行曝光,使得晶圆内产生电路图案。
后烘:PEB,Post Exposure Baking。
显影:Development。
硬烘:Hard Baking。
光刻工艺的基本原理是利用涂敷在衬底表面的光刻胶的光化学反应作用,记录掩模版上的器件图形,从而实现将集成器件图形从设计转印到衬底的目的。
光刻工艺的主要步骤嘿,朋友们!今天咱就来唠唠光刻工艺的那些主要步骤,这可真是个神奇又精细的活儿呢!你想想看,光刻就像是在一个微小的世界里画画,得特别小心、特别仔细。
第一步呢,就是涂光刻胶,这就好比给要画画的地方先铺上一层特殊的画布。
这层胶可重要了,得均匀得不能再均匀,不能有一点儿气泡或者瑕疵,不然画出来的东西可就走样啦!接下来,就是曝光啦!这就好像是用一束神奇的光,把我们想要的图案照到那层胶上。
这束光可得特别准,不能偏了一点儿,要不然图案就不完整啦。
这曝光的过程啊,就像是舞台上的聚光灯,一下子把主角给照亮了,让它展现在大家面前。
然后呢,就是显影啦!这一步就像是把隐藏在胶里的图案给洗出来一样。
经过这一步,我们想要的图案就慢慢浮现出来啦,是不是很神奇?这感觉就像是魔术师从帽子里变出兔子一样,让人惊喜!再之后就是蚀刻啦,这就像是拿着小刻刀,沿着显影出来的图案把不需要的部分给去掉。
这可得小心又小心,不能多刻一点儿,也不能少刻一点儿,不然整个图案就毁了呀!最后一步就是去胶啦,把完成使命的光刻胶去掉,留下我们精心制作出来的图案。
这就像是打扫战场一样,把用过的东西清理掉,只留下最精彩的部分。
你说这光刻工艺神奇不神奇?每一步都得小心翼翼,就像走钢丝一样,稍有偏差就前功尽弃啦!但正是因为有了这么精细的工艺,我们才能有那些厉害的芯片,让我们的电子设备变得越来越强大。
这就好像是搭积木,一块一块小心地堆起来,最后建成一座漂亮的城堡。
所以啊,可别小看了这光刻工艺的主要步骤,它们可都是至关重要的呢!没有它们,哪来我们现在这么方便快捷的科技生活呀!这就像是一场精彩的演出,每一个环节都不能出错,才能给观众带来最棒的体验。
咱得好好感谢那些在背后默默努力的科学家和工程师们,是他们让这一切成为可能啊!怎么样,现在是不是对光刻工艺的主要步骤有了更深刻的认识啦?。
光刻工艺流程
光刻工艺是在半导体制造中至关重要的一个工艺,它是制造芯片必不可少的环节。
本文将介绍光刻工艺流程及其每个步骤的作用和方法。
首先,要准备好硅片和光刻胶。
硅片上会先涂上一层光刻胶,然后通过光刻机对其进行曝光、显影和烘干的操作。
其次,进行光刻胶的涂布。
首先,将准备好的硅片放到光刻机的微小旋转台上,然后,使用光刻胶涂布机器对硅片进行涂布,将光刻胶均匀地涂抹在硅片上。
这个工作是十分重要的,因为如果光刻胶的涂布不均匀,将会影响后续制程的成果。
接着,进行曝光。
将涂好光刻胶的硅片放入光刻机的曝光台中,加入掩模版后,开启光刻机器的曝光光源,使镀有光刻胶的硅片根据掩膜图案将辐射能量吸收。
曝光时间的长短取决于掩膜的复杂程度以及所用的光刻胶类型。
进行显影。
曝光后,将硅片放入显影液中,在显影液中加持一定时间使没有经过曝光的光刻胶部分被清除,从而满足标准掩膜的设计要求。
要注意控制显影液的温度,时间和浓度,否则就会对芯片的制造产生影响。
最后进行烘干。
显影后的光刻胶薄层需要进行烘干,通过烘干将液体显影液中多余的水分挥发掉,光刻胶薄层变得坚硬。
需要注意的是,烘干的温度和时间要正确,不要过度或不足,以确保质量的稳定性。
总之,光刻工艺流程是一个非常精细的制程,非常需要注意每个步骤的细节,更需要操作人员的技术经验和操作规范。
只有这样,我们才能在制造芯片过程中保证产品的一致性和稳定性。
详解半导体的光刻工艺全过程光刻工艺过程一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。
1、硅片清洗烘干(Cleaning and Pre-Baking)方法:湿法清洗+去离子水冲洗+脱水烘焙(热板150~2500C,1~2分钟,氮气保护)目的:a、除去表面的污染物(颗粒、有机物、工艺残余、可动离子);b、除去水蒸气,是基底表面由亲水性变为憎水性,增强表面的黏附性(对光刻胶或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷)。
2、涂底(Priming)方法:a、气相成底膜的热板涂底。
HMDS蒸气淀积,200~2500C,30秒钟;优点:涂底均匀、避免颗粒污染;b、旋转涂底。
缺点:颗粒污染、涂底不均匀、HMDS用量大。
目的:使表面具有疏水性,增强基底表面与光刻胶的黏附性。
3、旋转涂胶(Spin-on PR Coating)方法:a、静态涂胶(Static)。
硅片静止时,滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂(原光刻胶的溶剂约占65~85%,旋涂后约占10~20%);b、动态(Dynamic)。
低速旋转(500rpm_rotation per minute)、滴胶、加速旋转(3000rpm)、甩胶、挥发溶剂。
决定光刻胶涂胶厚度的关键参数:光刻胶的黏度(Viscosity),黏度越低,光刻胶的厚度越薄;旋转速度,速度越快,厚度越薄;影响光刻胶厚度均运性的参数:旋转加速度,加速越快越均匀;与旋转加速的时间点有关。
一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关(因为不同级别的曝光波长对应不同的光刻胶种类和分辨率):I-line最厚,约0.7~3μm;KrF的厚度约0.4~0.9μm;ArF的厚度约0.2~0.5μm。
4、软烘(Soft Baking)方法:真空热板,85~120℃,30~60秒;目的:除去溶剂(4~7%);增强黏附性;释放光刻胶膜内的应力;防止光刻胶玷污设备;边缘光刻胶的去除(EBR,Edge Bead Removal)。
光刻工艺步骤介绍光刻工艺是半导体芯片制造中不可或缺的一步,其目的是将芯片设计图案转移到光刻胶上,然后通过化学腐蚀或蚀刻的方式将这些图案转移到芯片表层。
下面是一个光刻工艺的详细步骤介绍:1.准备工作:首先需要清洗芯片表面,以去除表面的杂质和污染物。
清洗可以使用化学溶液或离子束清洗仪等设备。
同时,需要准备好用于光刻的基板,这通常是由硅或其他半导体材料制成的。
2.底层涂覆:将光刻胶涂覆在基板表面,胶层的厚度通常在几微米到几十微米之间。
胶液通常是由聚合物和其他添加剂组成的,可以通过旋涂、喷涂或浸涂等方法进行涂覆。
3.烘烤和预烘烤:将涂覆好的光刻胶进行烘烤和预烘烤。
这一步的目的是除去胶液中的溶剂和挥发物,使胶层更加均匀和稳定。
烘烤的温度和时间可以根据不同的胶液和工艺要求来确定。
4.掩膜对位:将掩膜和基板进行对位。
掩膜是一个透明的玻璃或石英板,上面有芯片设计的图案。
对位过程可以通过显微镜或光刻机上的对位系统来进行。
5.曝光:将掩膜下的图案通过光源进行曝光。
光源通常是由紫外线灯或激光器组成的。
曝光时间和光照强度的选择是根据胶层的特性和所需的图案分辨率来确定的。
6.感光剂固化:曝光后,光刻胶中的感光剂会发生化学反应,使胶层中的暴露部分固化。
这一步被称为光刻胶的显影,可以通过浸泡在显影剂中或使用喷雾设备来进行。
7.显影:在光刻胶上进行显影,即移去显影剂无法固化的胶层。
显影的时间和温度可以根据胶层的特性和图案的要求来确定。
显影过程通常伴随着机械搅动或超声波搅拌,以帮助显影剂的渗透和清洗。
8.硬化:为了提高图案的耐久性和稳定性,可以对显影后的芯片进行硬化处理。
硬化可以通过烘烤、紫外线照射或热处理等方法来实现。
9.检查和修复:在完成光刻工艺后,需要对光刻图案进行检查。
如果发现图案存在缺陷或错误,可以使用激光修复系统或电子束工作站等设备进行修复。
10.后处理:最后,需要对光刻胶进行去除,以准备进行下一步的制造工艺。
去除光刻胶的方法可以采用化学溶剂、等离子体蚀刻或机械刮伤等。
光刻工艺介绍一、定义与简介光刻是所有四个基本工艺中最关键的,也就是被称为大家熟知的photo,lithography,photomasking, masking, 或microlithography。
在晶圆的制造过程中,晶体三极管、二极管、电容、电阻和金属层的各种物理部件在晶圆表面或表层内构成,这些部件是预先做在一块或者数块光罩上,并且结合生成薄膜,通过光刻工艺过程,去除特定部分,最终在晶圆上保留特征图形的部分。
光刻其实就是高科技版本的照相术,只不过是在难以置信的微小尺寸下完成,现在先进的硅12英寸生产线已经做到22nm,我们这条线的目标6英寸砷化镓片上做到0.11um。
光刻生产的目标是根据电路设计的要求,生成尺寸精确的特征图形,并且在晶圆表面的位置正确且与其它部件的关联正确。
二、光刻工艺流程介绍光刻与照相类似,其工艺流程也类似:实际上,普通光刻工艺流程包括下面的流程:1)Substrate Pretreatment 即预处理,目的是改变晶圆表面的性质,使其能和光刻胶(PR)粘连牢固。
主要方法就是涂HMDS,在密闭腔体内晶圆下面加热到120℃,上面用喷入氮气加压的雾状HMDS,使得HMDS和晶圆表面的-OH健发生反应已除去水汽和亲水健结构,反应充分后在23℃冷板上降温。
该方法效果远比传统的热板加热除湿好。
2)Spin coat即旋转涂光刻胶,用旋转涂布法能提高光刻胶薄膜的均匀性与稳定性。
光刻胶中主要物质有树脂、溶剂、感光剂和其它添加剂,感光剂在光照下会迅速反应。
一般设备的稳定工作最高转速不超过4000rpm,而最好的工作转速在2000~3000rpm。
3)Soft Bake(Pre-bake)即软烘,目的是除去光刻胶中溶剂。
一般是在90℃的热板中完成。
4)Exposure即曝光,这也是光刻工艺中最为重要的一步,就是用紫外线把光罩上的图形成像到晶圆表面,从而把光罩上面的图形转移到晶圆表面上的光刻胶中。