《半导体工艺原理》课程教学课件（PPT讲稿）第6章 光刻工艺

Chapter6光刻工艺 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 1 Chapter 6 光刻工艺

简介 光刻技术 ·光刻胶涂布在晶圆表面 ·转移设计的图案到光刻胶 ·IC制造流程的核心 ·占40%到50%全部的晶圆工艺时间 ·决定最小的图形尺寸 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 2 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 2 简介 光刻技术 • 光刻胶涂布在晶圆表面 • 转移设计的图案到光刻胶 • IC制造流程的核心 • 占40%到50%全部的晶圆工艺时间 • 决定最小的图形尺寸

IC制造的工艺流程图 材料 IC生产厂房 金属化 化学机械 介电质沉 测试 研磨 积 晶圆 加热工艺 注入与光 蚀刻与光 封装 刻胶剥除 刻胶剥除 光罩 最终测试 光刘工艺 IC设计 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 3 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 3 IC制造的工艺流程图 材料 IC设计 光罩 IC生产厂房 测试 封装 最终测试 加热工艺 光刻工艺 蚀刻与光 刻胶剥除 注入与光 刻胶剥除 金属化 化学机械 研磨 介电质沉 积 晶圆

光刻技术的要项 ·高分辨率 ·高感亮度 ·精确的对准性 ·精确的工艺参数控制 ·低的缺陷密度 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 4 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 4 光刻技术的要项 • 高分辨率 • 高感亮度 • 精确的对准性 • 精确的工艺参数控制 • 低的缺陷密度

光刻胶 ·感光材料 ·暂时涂布在晶圆上 ·将设计的图案经由曝光转印到晶圆 表面 ·和照相机的底片的感光材料相似 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 5 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 5 光刻胶 • 感光材料 • 暂时涂布在晶圆上 • 将设计的图案经由曝光转印到晶圆 表面 • 和照相机的底片的感光材料相似

正负光刻胶的比较 负光刻胶 正光刻胶 ·曝光后不可溶解 ·曝光后不可溶解 ·显影之后，未曝光 ·显影之后，曝光的 的部分被显影剂溶 部分被显影剂溶解 解. ·分辨率较好 ·较便宜 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 6 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 6 负光刻胶 • 曝光后不可溶解 • 显影之后，未曝光 的部分被显影剂溶 解. • 较便宜 正光刻胶 • 曝光后不可溶解 • 显影之后，曝光的 部分被显影剂溶解 • 分辨率较好 正负光刻胶的比较

正负光刻胶的图案化工艺 光刻胶 基片 紫外线 光罩/倍缩光罩 光刻胶 曝光 基片 负光刻胶 基片 显影后 正光刻胶 基片 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/ 7 Book.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/ Book.htm 7 光罩/倍缩光罩 曝光 显影后 负光刻胶 紫外线 正光刻胶 基片 基片 基片 光刻胶 基片 光刻胶 正负光刻胶的图案化工艺

光刻胶化学 ·始于印刷电路技术 ·1950年代后为半导体工业采用 ·图案化工艺的关键 ·分为正、负光刻胶两种 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 8 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 8 光刻胶化学 • 始于印刷电路技术 • 1950年代后为半导体工业采用 • 图案化工艺的关键 • 分为正、负光刻胶两种

光刻胶的基本成分 ·聚合体 ·溶剂 ·感光剂 。添加剂 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 9 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 9 光刻胶的基本成分 • 聚合体 • 溶剂 • 感光剂 • 添加剂

聚合体 ·有机固态材料 ·将设计图案转移到晶圆表面 ·由紫外线曝光时的光化学反应改变溶解度 ·正光刻胶：从不可溶到可溶 ·负光刻胶：从可溶到不可溶 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 10 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 10 聚合体 • 有机固态材料 • 将设计图案转移到晶圆表面 • 由紫外线曝光时的光化学反应改变溶解度 • 正光刻胶: 从不可溶到可溶 • 负光刻胶: 从可溶到不可溶