光刻原理培训

1、光刻原理培训主讲：无名氏培训流程培训流程l光刻工艺的简介光刻工艺的简介l光刻工艺的主要工艺过程光刻工艺的主要工艺过程l光刻胶光刻胶l4 4、6 6寸曝光寸曝光l光刻的意义光刻的意义光刻工艺的简介光刻工艺的简介光刻：通过紫外线曝光的方式使均匀涂在硅片表面光刻：通过紫外线曝光的方式使均匀涂在硅片表面 的的感光胶层感光胶层上复印出上复印出掩模版掩模版上的图形。上的图形。 光刻工艺的简介光刻工艺的简介硅片截面光刻工艺的简介光刻工艺的简介硅片截面表面生长氧化层氧化层的生长在扩散班，图中为扩散炉光刻工艺的简介光刻工艺的简介硅片截面表面生长氧化层光刻班进行加工的片子，都必须经过的步骤-匀胶。上图中为2道匀胶

2、机均匀胶层（正胶）光刻工艺的简介光刻工艺的简介硅片截面表面生长氧化层图中为光刻班的核心加工设备-光刻机。经过上版上版、版对准版对准、上片上片、片片对准对准后执行后执行曝光曝光。将掩膜图形复印到硅片表面的胶层上均匀胶层（正胶）紫 外 线 曝 光 灯光刻工艺的简介光刻工艺的简介硅片截面表面生长氧化层曝光完成后，因为掩膜图形遮挡的原因，只有部分胶膜被紫外光充分照射，化学性质发生了改变（图中橘黄色所示位置被曝光）。 紫 外 线 曝 光 灯光刻工艺的简介光刻工艺的简介硅片截面表面生长氧化层曝光完成，接下来的工艺是显影，通过浸泡显影液，被曝光的正性光刻胶或未曝光的负性光刻胶会被溶除。从而实现将掩膜上的图形

3、复印到胶层。上图为显影机，构造与匀胶机类似光刻工艺的简介光刻工艺的简介至此，光刻工艺简介告一段落，经过显影后的QC检验后即可送往下步工序。光刻的下步工序为：湿法腐蚀、干法刻蚀、离子注入硅片截面表面生长氧化层下图是以湿法腐蚀为例：光刻工艺的简介光刻工艺的简介通过湿法腐蚀，主要用于去除掉没有光刻胶保护部分的氧化硅层或铝层。利用光刻胶的抗蚀性和阻隔离子的能力，有选择的保护硅片表面的氧化层、氮化硅层、铝层等等，就是光刻工艺的意义。硅片截面表面生长氧化层光刻胶光刻胶光刻胶：是一种具有感光成像功能的混合物，光刻胶：是一种具有感光成像功能的混合物，其其溶质溶质为有用成分，具有抗蚀能力。使用时，为有用成分，具

4、有抗蚀能力。使用时，用匀胶机均匀的涂在硅片的表面。胶层在经过用匀胶机均匀的涂在硅片的表面。胶层在经过紫外线照射时会发生化学性质的改变，经过显紫外线照射时会发生化学性质的改变，经过显影后部分胶层被溶解，这样就承载了影后部分胶层被溶解，这样就承载了掩膜版掩膜版上上的图形。的图形。光刻胶光刻胶根据光刻胶溶质感光性的差异，将光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶，以下简称正胶和负胶。正胶：本身是难溶于正胶显影液的物质。而被紫外线照射 过的胶层会变为易溶，经正胶显影液显影后，会被 溶解去除。负胶：与正胶相反，本身就是易溶于负胶显影液的物质。 而被紫外线照射后的胶层会变为难溶，能够抵抗负 胶显影液的显影。未曝光

5、的胶层会被溶解去除。光刻胶光刻胶假设如下情景： 紫外线光源掩膜（不透光）匀过负胶的硅片光刻胶光刻胶结果：结果：阴影部分未经曝光，显阴影部分未经曝光，显影后，为感光的负胶层影后，为感光的负胶层被显影液溶除。因此阴被显影液溶除。因此阴影处不留胶。影处不留胶。若起始匀的为正胶则刚若起始匀的为正胶则刚好相反，阴影部分的胶好相反，阴影部分的胶层会留下。层会留下。此片经显影后，判断阴影部分是否有胶？若起始匀的为正胶此片经显影后，判断阴影部分是否有胶？若起始匀的为正胶结果如何？结果如何？光刻胶光刻胶匀胶工艺：匀胶工艺：l涂膜：在匀胶前的片子表面涂一层增粘剂（HMDS），以增强胶层的粘附力。l匀胶：利用匀胶机

6、匀出均匀胶层。需要注意匀胶的种类，以及选择不同的匀胶程序来得到不同厚度的胶层。l前烘：通过提高温度使光刻胶中的溶剂充分挥发，以增强胶层的粘附力。4、6寸曝光寸曝光曝光的目的就是要在感光胶层上复印出掩膜图形，目前燕东4、6寸生产线在曝光方式上存在比较大的差异。l4寸：接触式一次曝光接触式一次曝光 掩膜板直接与光刻胶层接触。曝光出来的图形与掩膜板上的图形分辨率相当，设备简单。l6寸：投影式多次步进曝光投影式多次步进曝光 在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集实现曝光。掩膜板的尺寸以所需图形的5倍制做。引用自：百度百科-光刻 4、6寸曝光寸曝光l4寸：接触式一次曝光接触式一次曝光主要由人工对准，手动进行曝

7、光。主要由人工对准，手动进行曝光。需要经过版的对准、上片、标记需要经过版的对准、上片、标记对准、曝光、下片几步。对准、曝光、下片几步。优点：设备简单、曝光快优点：设备简单、曝光快缺点：缺点：1、人工操作，人为因素的影响较、人工操作，人为因素的影响较大。大。2、接触式曝光对掩膜版的磨损沾、接触式曝光对掩膜版的磨损沾污很严重，既影响曝光质量，又污很严重，既影响曝光质量，又导致版的寿命很短。导致版的寿命很短。4、6寸曝光寸曝光l4寸：接触式一次曝光接触式一次曝光图中为图中为4寸掩膜版寸掩膜版紫 外 线 曝 光 灯上上版版-上片上片-对准和顶紧对准和顶紧-曝光曝光-下片下片4、6寸曝光寸曝光l4寸：接

8、触式一次曝光接触式一次曝光只对一次版即可连续只对一次版即可连续地完成多片曝光地完成多片曝光紫 外 线 曝 光 灯对准和顶紧对准和顶紧 -曝光曝光-下片下片4寸掩膜版寸掩膜版4、6寸曝光寸曝光6寸：投影式多次步进曝光投影式多次步进曝光紫 外 线 曝 光 灯6寸掩膜版寸掩膜版上上版版- 上片上片 - 步进曝光步进曝光4、6寸曝光寸曝光6寸：投影式多次步进曝光投影式多次步进曝光每个小方框都表示一个每个小方框都表示一个曝光场区，即一次曝光曝光场区，即一次曝光形成一个小方框。形成一个小方框。步进：机械控制每次移步进：机械控制每次移动固定距离，按照动固定距离，按照“S”形，多次曝光，遍布整形，多次曝光，遍布整个片子。个片子。4、6寸曝光寸曝光6寸曝光机的套刻对准系统6寸曝光机的激光寸曝光机的激光对准系统对准系统保证保证每次光刻都以相同每次光刻都以相同位置为基准。机械位置为基准。机械系统和电脑的控制系统和电脑的控制大大提高了对准的大大提高了对准的精度。精度。xyyx光刻的意义光刻的意义光刻是半导体芯片加工中的关键工序！l光刻确定了