第八章--光刻
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第八章光刻与刻蚀工艺模板光刻与刻蚀工艺是现代集成电路制造中的重要工艺环节之一、光刻技术用于在硅片上制作电路图形,而刻蚀技术则用于去除不需要的材料,以形成所需的电路结构。
本章将介绍光刻与刻蚀工艺的基本原理及常见的工艺模板。
一、光刻工艺模板在光刻工艺中,需要使用光刻胶作为图形保护层,以及光罩作为图形的模板。
光刻模板通常由硅片或光刻胶制成,可以通过不同的工艺步骤来实现具体的图形需求。
1.硅片模板硅片模板是一种常见的光刻工艺模板,它的制作过程相对简单。
首先,将一块纯净的硅片进行氧化处理,形成硅的氧化层。
然后,在氧化层上通过光刻技术制作所需的图形。
最后,使用化学刻蚀方法去除不需要的硅的氧化层,就可以得到所需的硅片模板。
硅片模板具有较好的精度和可靠性,能够满足微纳加工的要求。
然而,硅片模板制作过程复杂,成本较高。
2.光刻胶模板光刻胶模板是利用光刻胶作为模板材料的一种工艺模板。
光刻胶是一种感光性的聚合物材料,可以在光照的作用下发生化学反应。
在光刻工艺中,首先将光刻胶涂覆在硅片上,然后通过光刻曝光将所需的图形转移到光刻胶上。
接下来,使用化学方法或溶剂去除不需要的光刻胶,就可以得到所需的光刻胶模板。
光刻胶模板制作过程简单,成本较低。
同时,光刻胶模板的精度较高,可以满足微纳加工的要求。
然而,光刻胶模板的使用寿命较短,通常只能使用几次。
在刻蚀工艺中,需要使用刻蚀胶作为图形保护层,以及刻蚀模板作为图形的模板。
刻蚀模板通常由硅片或光刻胶制成,可以通过不同的工艺步骤来实现具体的图形需求。
1.硅片模板硅片模板在刻蚀工艺中的制作方法与光刻工艺类似。
首先,在硅片上通过光刻技术制作所需的图形,然后使用化学刻蚀方法去除不需要的硅材料,就可以得到所需的刻蚀模板。
硅片模板具有较高的精度和可靠性,可以满足微纳加工的要求。
然而,硅片模板制作过程复杂,成本较高。
2.光刻胶模板光刻胶模板在刻蚀工艺中的制作方法与光刻工艺类似。
首先,将光刻胶涂覆在硅片上,然后通过光刻曝光将所需的图形转移到光刻胶上。
第八章基本光刻工艺流程-表面准备到曝光概述最重要的光刻工艺是在晶圆表面建立图形。
这一章是从解释基本光刻工艺十步法和讨论光刻胶的化学性质开始的。
我们会按照顺序来介绍前四步(表面准备到对准和曝光)的目的和执行方法。
目的完成本章后您将能够:1.勾画出基本的光刻工艺十步法制程的晶圆截面。
2.解释正胶和负胶对光的反应。
3.解释在晶圆表面建立空穴和凸起所需要的正确的光刻胶和掩膜版的极性。
4.列出基本光刻十步法每一步的主要工艺选项。
5.从目的4的列表中选出恰当的工艺来建立微米和亚微米的图形。
6.解释双重光刻,多层光刻胶工艺和平整化技术的工艺需求。
7.描述在小尺寸图形光刻过程中,防反射涂胶工艺和对比增强工艺的应用。
8.列出用于对准和曝光的光学方法和非光学方法。
9.比较每一种对准和曝光设备的优点。
介绍光刻工艺是一种用来去掉晶圆表面层上的所规定的特定区域的基本操作(图8.1)。
Photolithography是用来定义这个基本操作的术语。
还有其它术语为Photomasking, Masking, Oxide或者Metal Removal (OR,MR)和Microlithography。
光刻工艺是半导体工艺过程中非常重要的一道工序,它是用来在不同的器件和电路表面上建立图形(水平的)工艺过程。
这个工艺过程的目标有两个。
首先是在晶圆表面建立尽可能接近设计规则中所要求尺寸的图形。
这个目标被称为晶圆的分辨率(resolution)。
图形尺寸被称为电路的特征图形尺寸(feature size)或是图像尺寸(image size)。
第二个目标是在晶圆表面正确定位图形(称为Alignment或者Registration)。
整个电路图形必须被正确地定位于晶圆表面,电路图形上单独的每一部分之间的相对位置也必须是正确的(图8.2)。
请记住,最终的图形是用多个掩膜版按照特定的顺序在晶圆表面一层一层叠加建立起来的。
图形定位的的要求就好像是一幢建筑物每一层之间所要求的正确的对准。