工艺-vlsi-04第八章光刻上

1集成电路工艺原仇志邯郸校区物理楼4352大概第一 晶体生第二 硅氧第三 扩第四章离子注入第五章扩散淀积第六章外延第八章光第九章金属化第十章工艺集3光刻的作用和目图形的产生和布4分辨率（分辨率（高光刻的要光刻工

视场（大图形对准精度（高）——13最小特征尺寸产率（houghput）（大）缺陷密度（低图形转移技术组掩膜版/电路设掩膜版制光

光光系光刻5空间图潜在图6掩膜版制CAD设计、模拟、验证后由图形发生器产生数字图×1掩×1掩膜版制接触式、接近式光数字图×4或×4或×5投影刻投影式光7×4或×5投影光刻版制版时容易检查缺直版上缺陷可以修 （散射小热膨胀

光刻reflectioncoating）熔融石英玻璃8掩模版制作过12.9掩膜版的成品率

YeND0D0:单位面积缺陷数， 面积，N:掩膜版层三种硅 模式及系接触 接近 投影 系扫描投影式光刻机原理

系步进投影式光刻步进扫描光刻 5:1 1:1DSW－directstepon系系射接触和接近Fresnel衍射理论适的间隔范围gWWmin最Wming＝10m，＝365nm（i线）时Wmin2投影式——远场爱里d瑞利给出恰可分辨两个物点的判据点物S1的爱里斑中心恰好与另一个点物S2的爱里边缘（第一衍射极小）相重合时，恰可分辨两物点

分辨 可分 恰可分 不可分

两个爱里斑之间的分辨率(瑞利判据

理论计算人眼爱里斑分辨率：100 n(2fsin)nsin数值孔径：收集衍光的能力。nRRk1k1=0.6-提提高分辨率焦为轴上光线到极限聚焦位置的光程差。根据瑞利判据，/4，很小

/4[1(1

/2)]2/sind2DOFDOFk 2(NA)2NA，焦深焦焦焦焦平光光刻IC技术中，焦深只有1m，甚至更所需的光能量正IC主

负烃基高分子材正胶分辨率高于负抗蚀性：刻蚀和离子注灯436nm(g线)和365nm(i线),光刻胶的组（正胶－positivephotoresist,基底：树脂是一种低分子量(novolac,a本身溶于显影液，溶解速率为15nm/s光敏材料（PAC－photoactive二氮(diazoquinoneDQ不溶于显影液，光刻胶在显影液中的溶解速率为1－2光照后，DQ（TMAH四甲基氢氧化铵——典型显影液光照后，光刻胶在显影液中的溶解速度为溶剂是醋酸丁脂、二甲苯、乙酸溶纤剂的混合物，用于调节光前烘后膜上树脂:(NegativeOptical当VLSI电路需分辨率达2m之前，基本上是采用负性光刻胶。负胶在显影时线条会变粗，使其分辨率不能达到很高。但在分辨率要求不太高的情况，负胶也有其优点对衬底表面粘附抗刻蚀能力时间短，产工艺宽容度较高（显影液稀释度、温度等价格较低（约正胶的三分之一负胶的组成部分基底：合成环化橡胶树(cyclizedsyntheticrubber

负胶显影对光照不敏感，但 如甲苯和二甲苯中溶解很光敏材PAC：双芳化(bis-当光照后，产生影液中具有不溶性溶剂：芳香族化合物DUV深紫外光刻传统DNQ胶的问题1、对于<i线波长的光强烈吸

化学增强光刻2、灯在DUV波段输出光强不如i线和g线，因此灵敏度不3、量子效率提高有限（最大为1，一般PAG(photo-acid原理：入射光子与PAG分子反应烘烤过程中，酸分子起催化剂作用， 区域光刻胶改总量子效率>>1，因此DUV胶的灵敏度有很大提高g线、i线光刻胶灵敏度为100mJ/cm-2，DUV胶为20－40mJ/cm-DUV胶化学增强的基本原聚合物长 聚合物长INSOLINSOL聚合物长

INSOL （光后）聚合物长 要求对于环境和温度控制在几分之一度光刻胶的表征参数1、对比度：胶区对比

Df即灵敏 ln(Df/D0 DUV胶不是。DUV胶一旦反应开始，则会在催化作用 一般，g线和i线胶的对比度在2～3，而DUV胶的对度为5～10依赖于工艺参数，如：显影液、前烘时间 后坚膜的温度，光源波长和硅片的表面形貌光刻胶的一些问1、由于硅片表面高低起伏，可能造 不足或 线条宽度改变2、下层反射造成驻波，下层散射降低图像分辨