半导体科学与技术稿件-微光刻纳米加工

，2007.096.，（稿件原稿，供参考，中国微电子陈宝钦124半导体硅材 杨德仁宽禁带半导体光电器件（LEDLD，包括固态照明郑有炓红外半导体材料和器 李爱珍低维半导体材料和器 王占国大功率半导体激光 王立军宽禁带半导体电子器 郝跃光电集 陈弘达电 廖显伯微细加工技 刘明陈宝 建议章节题目改为“微光刻与微纳米加工技术纳米电子 夏建白量子相干和调 李树深半导体表征技 许振嘉 ,光电子器件封装与测 祝宁华半导体自旋电子 葛惟锟科技大微电子 黄如、夏洋 薄膜电子 熊绍珍有机电子 施微纳传感与光机电器件与系统王跃林功率器件功率集成电 李肇微波毫米波单片集成电路（RF）说明根据国际光学(SPEeInterntionlSoietyfrlEnginering),国际半导体设备与材料标准化组织（SmiondutorEquipmntndterialsInterntionl）和国际半导体（ITSIntentionlhnologyforSmiondutor）等国际性组织都已经把我们过去通常提到的“微细加工技术”列人“微光刻技术”和“微-纳米加工技术”的范畴，为了和界接轨，9既是我们和我们的学生们36年来的研究工作总结，也包含国内外的技术和先把稿件发给，我们仍将继续完善她，什么不妥之处，请指正。谢谢powerpoint文件，因为文件比较中国微电子陈宝 第九章微光( §9.1 微光刻与微/纳米加工技术简单(IntroductiontoMicro-lithographyandMicro-nanofabricationTechnologies)§9.1.1(keytechnologyofMicro-§9.1.2中国制版光刻与微/(ThehistoryofMicro-lithographyandNano-fabricationtechnologiesofchina)§9.1.3微光刻与微/纳米加工技术的与需要解决的关键技术问题technology&challengeofMicro-lithographyandMicro-nanofabrication§9.2 微光刻图形设计与数据处理技术的研究(TheMicro-lithographypatterndataprocess)§9.2.1计算机辅助设计技术(CADComputerAidedDesign§9.2.2(TheMicro-lithographypatterndataformattranslationsystem)集成电路计算机辅助设计系统（ICCADsystem）AutoCAD（AutoCADsystem）L-Edit交互式图形编辑系统（L-Edit，LayoutEditor）（EPC-E-beamProximityCorrection复杂图形绘制系统(GraphicsSystemforComplex（Patterndataformattranslation系统（PatterndataFracturing-conversion&InspectionSystemforOptical/E-beam§9.3(OpticalResolutionEnhancement§9.3.1 移相掩模制造技术及应用技术研究（PSMPhase-ShiftingMasksfabricationanditsapplication）§9.3.2 光学邻近效应校正掩模制造技术及应用技术研究（MaskfabricationwithOPCanditsapplication）§ 技术的研究(Electron-Beamlithography§9.4.1模拟与邻近效应校正技术研究（SimulationofelectronbeamlithographyandE-beamProximityCorrection）§ （Match&MixedLithographytechnologybetweenE-BeamLithographysystemandOpticalLithographysystem）光学系统与系统的匹配技术（Optical/E-BeamsystemMatchtechnology）投影光刻和直写系统之间的混合技术（Stepper/E-BeamMixedLithographytechnology）接触式光刻机和直写系统之间混合技术（Contact/E-BeamMixedLithographytechnology）大小束流混合技术或大小光阑混合技术。（Big/SmallelectricbeamcurrentorBig/SmallaperturediaphragmMixedLithographytechnology）与光学系统混合光刻对准标记制作技术（MarkmakingmethodinE-beamsystem/opticalmachineMixedLithographytechnology）§9.5(ResearchofResistProcesses§9.5.1光刻工艺中常用的抗蚀剂(Resist inElectron-BeamLithographyPMMA正性抗蚀剂(PMMApositiveE-beamZEP520和ZEP7000正性抗蚀剂(ZEP520&ZEP7000positiveE-beamresist)PBS正性抗蚀剂(PBSpositiveE-beamEBR-9和OEBR1000EBR-9&OEBR1000positiveE-beamresist)SAL-601负性化学放大抗蚀剂（NegativechemicallyamplifiedE-beamResist）COP高速负性抗蚀剂（COPhighspeedNegativeE-Resist(Newtyperesistfornano-§9.5.2可用于的光致抗蚀剂(PhotoresistofprepusedforE-beamAZ(AZPositivePhotoresist远紫外线抗蚀剂UVIIIUVIIIPositiveDUVPhotoresistsI线远紫外线抗蚀剂(IlinePositiveDUVPhotoresists)§ (Keytechnologyofresist(surfacetreatmentofsubstrate

(problemofadhesiveness&cracks前烘也叫软烘（forebake/soft熟化和后烘（aging&PostExposure§ 刻蚀技术研究（Etching§9.6.1湿法腐蚀技术（WetEtching§9.6.2干法刻蚀技术（DryEtching§9.6.3反应离子刻蚀技术（RIEreactiveion§9.6.4感应耦合等离子刻蚀技术（ICPInductivelycoupled§9.7 (NGL-NextGenerationLithographyTechnologyandmaskmanufacturetechnology)§9.7.1X§9.7.2极紫外投影光刻技术及掩模制造技术（EUV-ExtremeUltraVioletLithographyTechnologyandmaskmanufacturetechnology）§9.7.3散射角限制的投影技术及掩模制造技术(SCALPEL,ScatteringwithAngularLimitationProjectionElectron-beamLithographyandmaskmanufacturetechnology)§9.7.4可变轴浸没透镜投影微缩技术(PREVAIL-ProjegtionReductionExposurewithVariableAxisImmerssionLenses)§9.7.5(FIB-FocusedIon聚焦离子束（FIB）扫描显微镜图像技术(FIBimage聚焦离子束（FIB）(FIB（FIB§9.8(processingofnanodevice&nanostructure)§ 亚50纳米CMOS(Researchofsub-50nmCMOS§ 纳米压印光刻技术研究(Nanoimprint软压印技术（Soft热压雕版压印法（HotEmbossingLithography,orNano-步进－紫外压印法（StepandFlashImprint§ 微光刻标准化技术研究(StandardizationtechnologyofMicro-lithography§9.9.1半导体设备与材料标准化技术(SemiconductorEquipmentandMaterialsStandardtechnology)§9.9.2微光刻标准体系(StandardizationsystemofMicro-lithography§ 参考文献第九章微光陈宝钦刘§9.1微光刻与微/§9.1.1自从1958年德克萨斯公司试制了世界上出现第一块平面集成电路开始算起，在短短的四十多年中，微电子技术以令世人的速度突飞猛进地发展创造了人间而且仍处在方兴未艾的急速发展之中推动着整个社会各行各业的进步。作为微电子技术工艺基础的微光刻与微纳米加工技术(icro-lithogrphyndicronnofbrictionhnologi)是人类迄今为止所能达到的多技术的飞速发展促进高集成度速频集成电路及器件的研制开发的特征尺寸越来越细，加工尺寸从深亚微米到百纳米以至纳米尺（4倍,0.7倍(61倍)1968年半导体集成电路由工业大生产算起到现在集成度提高了约四百万倍最小微光刻与微/纳米加工技术又是微电子工业中关键技术驱动者，光刻分辨率和套光刻与微/纳米技术成为推动半导体制造业发展的重要技术。在半导体制造产业领域，微光刻与微/纳米加工技术是衡量半导体制造技术发展程度的重要标（特征尺寸）表征了集成电路中的最细线宽来衡量微光刻与微/纳米加工的水平，成为标志加工能力的主要0.35um；025um；0.18um；0.13um；90m；65nm等工艺节点。敏感器件、超大规模集成磁泡器等特种器件；波导器件、二元光学器件等（MEMS并在这基础上不断探索新的纳米加工为不断发生物及微观激励器微动泵微型阀和传感器等典型流体控制元件的生物学微系统制造技术等诸多领域提供强有力的纳米加工技术为我国微电子技术及与微细图形加工技术相关的高科技领域和前沿技术的发展作出了巨大的贡献尤其是火箭飞船遥感测控频踪等航空航天工及与国家安全有关领域所需要的元器件传感器和各种微机电系统都离不开我们自己的微纳加工技术。(MEFMaskErrorFactor)刻分辨率提高技术(RET，ResolutionEnhancementTechnology)的开发和研究，目前应用于生产的光学光刻技术的极限已突破百纳米进入纳米加工时代，90纳65纳米的量产光刻及其他工艺设备也已经开始生产，世界顶级半导体制造公司都在加紧开发65nmCMOS器件和电路以实现2007年特65nm节点的目标，200710亿个晶体管的MPU，202510nm1万亿个晶体管的目标。微/纳米CMOS器件和微/21世纪半导体代光刻技术(NGLNextGenerationLithographyTechnology)纳米制造技术(NanofabricationTechnology)的探索研究。§9.1.2中国制版光刻与微/1965，到2005年是我国集成电路诞生和发展的四十年，也是我国微光刻技术诞生和发半导体材料研发的十年，中国半导体技术教育和科研处在起步阶段，1956年我国制定半导体科技发展规划等五校成立联合半导体专业，中国应用究所（13所，1964和1965年就先后自主成功地研制出硅平面晶体管和硅数字 ，109、130、220、370光装置制造光刻装置也是完全靠人工对准抽真空压紧的方式实现后1～2"也投入大量的人力物力由中国高等院校门的光学和精密仪出一批光掩模制造和光学设备其中包括大型刻绘图机大型导轨式精缩E西方的严格限制和遏制尤其是巴统"对我禁运中先进半导体制术的出口实行严格限制和力图对我保持23代的技术优势我们没有掌握制造业扼杀在襁褓之中。例如70年代，在集成电路关键设备方面对国一直禁运，1981年我国功能比较完善的接近/1982年即向我出售接近/接触式光刻机1984年我国研制出图形发生器同年A公司开始向中国出售3600图形发生器和3696分步重复精缩机；1985年，、电子部鉴定投影光刻机，同年也放宽这类设备的禁运；19854月，700厂平板等离子刻蚀通过鉴定，85年下半年等离子干法刻蚀开禁；1986年，我国64KM研制成功，同年10月对华出口放松微米技术；同样，由于国防科工委，研制就要成功了256K，它、科研的急需国际先进技术、培养人才和打破西方国家的禁运做出了重利用可剥离聚酯红膜的大型刻绘图机、大型照相机和可在超微粒干版上的e线分步重复精缩机，研制成功1K、4K、16KDRAM大规模集成电路，硅片材料的尺寸为2"～3"、制版光刻精度1微米、特征尺寸为十微米，我国也进入大规模集成电路(LSI)时代。八十年代世界上集成电路制造进入自动化大生产的十GCA3600F36961.25微米，以计算机辅助设计制版为主，中国的光掩模制造业形成了规模，从1986年中国64KDRAM研制成功开始标志着中国也进入超大规模集成电路(VLSI)和微米、1.25刻机和以东芝及JEOLJBX6AII为代表的制版系统极限特征尺寸近0.50.1微米，中国也逐渐进入以研究，结合i线投影光刻机与JEOLJBX5000LS直写光刻系统匹配和混合光刻技术，使我们的加工推进到深亚微米、几十纳米乃至纳米级。200312月中国微电子得到应用材料公司捐赠的ETECMEBES4700S，近来沈阳东北半导体所和无锡华晶也相继引进了MEBES4500系193nm光源技术光刻技术和等离子刻蚀技术的设备研制、开发工90nm，65nm50nm30nm单位组成的技术服务网凸版光掩模公（原杜邦具有较齐全的以III制版系统和A激光系统为代表的光掩模制造设备和完善的质量控制系统，其主要市场将是东南亚市场和国内大生产市场。（）光罩具有EL0制版系统和先进的光掩模制造设备和质量控制系统。此外，另一家国际性光掩模制造公司福尼克斯（Phtronics）成像技术（上海也正在建设中清溢精密光（是我国首家具有以Skrite800800mmDPI液晶显示和印刷业等超大面积特种掩模版。无锡微电子公司掩模制造中心，（正在引进JBX6AII制版系统为代表的光掩模制造设备和较完善的质三角洲集成电路生产的光掩模制造的中国微电子光掩模米级束斑的JBX5000LS光刻系统MEBES4700S和JBX6AII制研院所、高等院校及国内中小企业用户。石家庄13所也拥有纳米级束斑的LeicaVB5光刻系统和光学制版设备55所也拥有纳米级束斑的光47所目前也正在安装MEBES4500系统这些光掩模生产点互为补充基本上和一定规模生产能力的单位，如西安771所、重庆24所、26所、机械部自动化所和878厂等单位组成了一个覆盖主要大中城市和电子工业发达地区理所、半导体所、大学也引进了扫描电子显微镜改造的Raith150纳米级，引进较先进的JEOLJBX6300和VB6纳米级系统，将进一步加强我系统和激光图形发生器为主，并配备齐全的质量控制系统，如A自动掩模缺陷检查系统和ntronix的DS 自动激光掩模修补系统，及自动坐标检测系统、全自动掩模系统和掩模保护模(Pllicl)安装装置等一系列掩模质量保证体系而国内大部分掩模生产单位因为国力有限无法添置价格昂贵的质量控制系统只有靠人工进行缺陷检查修版等的相比之下我国台湾省的新竹市就有光罩公司为代表的多家大型光掩模制造厂和微细加工实验室拥有二十几部系统和相当齐全的质量控制系统是内地任何单位所望尘末及的，它们对省集成电路生产和电脑产业的腾飞起着重要作用此外，2003年成立的由首钢控股的卓越掩模技术公司（TCmarkblekThnologyompanyimitd）拥有ica350 系统和icronicga6600E激光系统和齐全质量控制系统，可以提供0.13um到90nm节点工艺用的移相掩模和光学邻近效应校正掩模等先进掩模制造技术服务。§9.1.3微光刻与微/纳米加工技术的与需要解决的关键技术问1026～1027m10-35m，也就域，或者说从天体物理、地球物理、经典物理、介观物理、原子/能粒子物理的人类广阔的物理学研究对象的空间尺度达60多个长度尺寸的100nm65nm以下继续发展。研究表明，占据ICCMOS器件至少可35nm特征尺寸，CMOS工艺仍然有着非常广阔的发展前景。，为协调世界各大公司和研究机构ICIC工艺技术水平发展的需要半导体工业（SIA）从1992年开始研究并发布半导体技术发展路线(RoadMAP)IC15年按照摩尔定对于微电子装备的技术发展趋势具有重要的参考价值。表，年半导体工业和国际半导体（ITSInterntionlhnologyforSmiondutors（ithogrphyExpoureolPotentialSolutions；50m工艺节点前的光刻技术难点（ithogrphyfigulthllngs；各工艺节点对光刻工艺技术要求（ithogrphyhnologyquirment（itquirment（eitSnitiviti；各工艺节点对光学光刻/极紫外光刻/投影光刻掩模的要求（l/E/EPLkquirments其中50nm工艺节点前的光刻技术难点包括如何制造带分辨率增强功能和光学掩模的制造技术问题光刻工艺过程的控制问题193nm光源抗蚀剂和浸没透镜光学抗蚀剂的问题和由浸没光学环境导致的缺陷控制技术的问题。表----：SIA和ITRS公布的世界IC工艺技术发展(特征尺寸SIA94SIA97SIA99目前，传统的Stepper（步进式嚗光机）技术已经完全成熟，而且随着光学分辨率增强技术（RET如PSM、OPC等）的使用，不断向更高分辨率延伸。0.25~0.13μm248nm氟化氪(KrF)（扫描）193nm氟化氩(ArF)准分子激光器步进扫描式嚗光机也已经推出了商业化样机，结合RET将作为90nm工艺的主流光刻设备；随着浸没透镜（Immersion）光刻技术的突破，以及基于光刻可制造性的版图设计规则（F-ithogrphyfriendlydignrule（PEProximityletronlithogrphy）193nm65nm点。但是，由于更短的激光（157nm光源）光学透镜透射材料将遇到很大的传统光学光刻将在不久的将来到达其技术终点因此国际各大公司均纷纷投入巨资研发下一代光刻（如投影光刻（EP极紫光刻机（E）及无掩模光刻技术（2）等后光学光刻技术，这些光刻技术65nm45nm以至更高分辨率，因而这些光刻技术将成为光刻机未来的发展方向；32nm、22nm16nm工艺技术节点上可能采（Imprint（InnovtivetehnologyEPL虽然由于空间电荷效应、嚗光区域小需进行图形拼接等的影响，生产效率分辨率都略逊于E但是由于其采用偏转技术可大为降低工件台的超精密运动定位要求，技术较少，可能将先于EL研发成功，而率先进入生产线。2-3代的条件下开展研究工作需要着重开展光学分辨率增强技术直写技术应用的研究、§ §9.2.1计算机辅助设计(CAD)自动化（ElectronicDesignAutomation-EDA）2070年EDA设计工具，即用于集成电路版图设计的计算机辅助设计（ComputerAidedDesign-CAD）形编辑及设计规则检查等功能。到了80年代，人们为了进一步满足电子技术和二代EDA设计工具、同时开发了计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing-CAM）、计算机辅助测试（ComputerAidedTest-CAT）和计算机CAT并具有逻辑综合和模拟、验证功能和自动布局布线功能。进入90年代后，出现了以高级语言描述的系统级仿真、综合及高度自动化技术为特征的第三代EDA计算机（PC机）的性能飞速发展，由于目前的微机的性能无论从运算速度还是EDA设计工具有它的优势和发展前景，为微光刻与微纳米加工图形编辑创造了有利条件。其中有代表性的是TannerResearch,Inc.开发的一种很优秀的集成电路设计工具(TannerICDesignTools)软件，最大的特点是可用于任何个人计算机(PC机)、它不仅具有强大的集成电PC-DOSMS-DOS操作系统的IBMPC及其兼容机的交互式集成电路版图设计，1988-2002TannerEDA版本，其强大的EDA功能不比SUN工作站上运行CadenceIC设计，但它却能够运行于任何微机上的Windows98/WindowsME/WindowsNT/WindowsindowsP等系统平台上，为设计软件的普及、推广、应用创造了非常有利的条件。以具有代表性的nnrEAools版本为例，整个设计工具大体上可以归纳为两大部分即以SEdit为的集成电路设计模拟验证模块和以LEdit为的集成电路版图编辑与自动布图布线模块前者包括电路图编辑器SEditSpice和高级模型软件、波形编辑器EdittrnteSimShmib、SpiceSEdit可以把设计的电路图转换成SPIEEIFTPREditS等模块，Edit本身又嵌入I、标准版图单元库及自动布图布线SP、器件剖面观察器rossStionier、版图的SPIE网表和版图参数提取器Extrt(PE)SEdit生成的SPCSEdtSPC网表进行比较实现版图检查、对照分析。Edit除了拥有自己的中间图形数据格式（T格式（IFSII格式图形数据文件或把图形数据文件传递给光掩模制造系统。§9.2.2（ICCAD）以SUNMicrosystems公司开发的集成电路计算机辅助设计(CAD)系统为例SUN工作站上运行的SPARC(ScalableProcessorARChitecture)系列和SynopsysEDA系统为代表的传统集成电路设计软件，主要用于大规模集成电用其它PC机电子设计自动化EDA(ElectronicDesignAutomation)软件的绘图功能进行CAD设计，如Viewlogic公司开发的Workview软件在MS-DOS环境下生成的设计文件都与SUNSPARCStation上UNIX环境下生成的文件相兼容。还有OrCADSystems公司开发的EDA软件，如由绘图软件包OrCAD/SDT等组成的ESP集成设计环境，具有和其它设计软件的接口，OrCAD/SDT还应用在Tanner计软件MicroWaveOffice;集成光学模拟设计软件BeamPROP。以Autodesk公司开发的PC机图形辅助设计绘图软件AutoCAD2000为代表AutoCAD设计的图形设计功能离集成电路版图设计的绘制。同时，AutoCAD还向用户提供强大的二次开发接口，如VisualLisp、VBA和C/C++编程环境ObjectARX开发软件包，为用户利用面向对象的C++语言对AutoCAD进行二次开发创造了有利条件，因此为适应不业的特殊需AutoCAD的基础上开发了许多专业图形设计软件，例如液晶显示辅助设计软件LCDCAD等。AutoCAD的图纸输出的图形文件格式.DWG实际上已经成为工业标准，而AutoCAD的另一种图形文件格式是DXF（DrawingInterhangeFile），标准的DXF格式是以ASCII文件格式存取的，便于阅读或修改，AutoCADDXF文件，随着AutoCADL-Edit交互式图形编辑系统（Layout在国内已具有很名度的集成电路版图编辑器Edit是掩模版图布局编辑,nnr集成电路设计工具软件就是在1988Edit的基础上逐渐发展、完善起来的。首先是经过以.00到.00系列为代表的纯S版本软件，后来开发了以.00S版本，可在indows下调用，进而又开发了以.00为代表的IX版本，随着微软的各种indowsTnnrrh也相继推出了.00和.00.502000年的30和2002年的.50.00系列。Edit.50indowSP和及TT的按钮，而且还提供了为图形编辑器进行二次开发的用户编辑界面I，用户可以自行开发更加复杂的图形编辑功能，极大地扩展了Edit的能力和灵活性。Edit.30版本又突破以往只有256色的限制，实现了真彩色表现的能力，上下层图形可以实现透Edit.50用的图形运算工具Tool和B（被图形挖去由于在抗蚀剂和基片中的散射与背散射电子的作用区的抗蚀剂应校正以Sigma-C公司开发的CAPROX为代表的邻近效应校正和数据后处理软件是应用于深亚微米及纳米结构图 中很重要的应用软件邻近效应校正在同一个显影条件下达到最佳效果。CAPROX软件包括:数据输入模块(主要是接受GDSII格式的数据，另外根据需要还可增加CIF及DXF等输入格式);图形形态处理模块(最重要的一种功能是非常方便的消除搭接和图形黑白反转处理， 图形布尔运算模块(可以实现两个文件的图形相加或相减的运算， 邻近效应校正模块(根据基片材 数据输出模块(可根据需要输出各种类型的GDSII、TXL格式及手编格式JEOL01等数据文件，更重要的是该软件也例如以VisualC++6.0为代表的C语言是目前最常用的编程工具(包括BorlandC++5.0;C++Builder5.0等很好的编程工具)，还有以Fortran90编程语言为基础的可视化程序开发工具Developer (MSDEV)及Hex编辑器和汇编语言等编程软件，再结合处理数学公式和函数图形很强的数学工具软件（如MathCAD、、Mathmatica、Maple和Origin中国微电子利用TannerEDATools提供的用户二次开发编能，包括图形任意角度的旋转、旋转拷贝功能;图形和回字图形挖空并加辅助线功能;位图格式图形轮廓化处理功能及图形切割切块功能等。该系统可以方便地和集成电路掩模版版图编辑工具软件L-EDIT连接，极大地提高了目前集成光刻各个领域的复杂图形设计，是一种实用性很强的软件模块。同时该系统还AutoCAD输出的DXF文件转换成GDSII格式文件，把手编CIF格式文件转换成GDSII格式文件等。交互式图形编辑软件L-EDIT和邻近效应校正软件CAPROX本身于是一种很好的图形数据格式转换软件灵活应用它们之间关系，会给我们带来很大方便。此外，由Bay-Technology公司开发的自动文件编辑软件LinkCAD，是个非常方便的数据格式转换工具，可输入DXF、GDSII、CIF、IE3DRelease7(Electromagnetic Simulator)、LASI passLayoutFiles和ASCIIdelimiteddata等7种格式，可输出DXF、GDSII、CIF、IE3DRelease7 Simulator)、LASITLC、AdobePostScript和GerberRS-274X等7种格式界面友好转换速度快。AutoCAD输出的DXF文件可以通过LinkCAD图形数据格式转换软件很方便地生成最常用的集成电路版图数据中介格式CIF和GDSII格式。是一种绝好的AutoCAD和 L-EDIT沟通桥梁。光学掩模和系统图形数据切割系统及图形显示检查系生成CIF格式数据，再用LI1.exe软件转换成ASCII由于各个厂家的系统所要求的的格式均不一样通常都要使用换成ASCII码的选项。采用LCIF程序把ASCII码的3600格式(或L格式)数据转换成CIF格式数据，可用L-EDIT软件检查3600格式数据图形是否有图形丢失等错误。JEOL51数据采用PCHK6软件显示切割后的图形并且可以同时检查多层图、国际上很著名的大型数据格式转换软件计算机辅助(数据格式)转换系统TS（omputrdrnriptionSytem）是一种专业的数据格式切割/转换系统可以把计算机辅助设计()的图形数据转换成用于光掩模制造设备可识别的数据格（ForrnribingdigndtaintomanufturingdtaTS软件的主要模块有图形切割系统（TSFrturingSytem，可以运行于:/VS oprtingytemsSNSprcytem (nindow)Synopys(inNT)、IMS6000rktations、rixECtation、ttPkrd9000ries700等操作系统上。另外一个主要模块是基本绘图系统（CTS icrphicsSytem，包括：EES系统的作业校验结果观测模块（EESobdkieing）和作业验编辑修正模块（EESobdkEditing。TS的输入、输出格式非常丰富，几乎囊括世界上所有的光掩模制造刻制图绘图自动掩模缺陷检查修补设备所需要的数据格式其中标准的输入格（StandrdInputFormats有nDFIF、TStfileFormatmbridgeEletromakSIIStrmhiE、ptonMnn3600/3000EESPhiliprinF等主要输出格（EbmFrturing）有 图形切割数据：EES TMofPrkinElmr、n、EL、tahi、rrianF、icaEPE/F、Philips、mbridge等；激光图形发生器数据TEQE；光学图形切割数据、（OpticalPGandElectromask）GCApatterngeneratorsMann3600/3000或EMOutputIIGDS-IIStreamOutput§9.3微光刻技术和微纳米加工技术主要包括图形设计(CAD)、掩模(制版)、图形形成(光刻)、图形转移(刻蚀)等方面。在集成电路制造和其它微图源的波长从g线(436nm)和i线(365nm)的灯光源发展到深紫外(DUV)的KrF(248nm)ArF(193nm)VUV的F2(157nm)Ar2(126nm)，而移相掩模技术(PSM)、光学邻近效应校正技术(OPC)、离轴照明移相光源(OAI)、空间滤的分辨率极限0.5微米左右推进到百纳米甚至亚50纳米In公司于2003年5月23日宣布放弃157nm光刻机的开发，确实在半导体业界引起反响。从半一步挖掘潜力，总是很成功地一次又一次突破人们预想的技术极限。In决定193nm技术资源,90nm节65nm45nm节点，尤其强分辨率增强技术进一步的开发，无论从157nm光刻，EUV光刻还是其他下一代光刻（NGL）都还没有一种技术已经成熟到可以取代193nm技术成为主流光刻技过126nmAr2激光光刻、全息光刻、成像光刻及原子光刻等等看来十分遥远为充分利用廉价而且业已成传统光学技术（ConventionalOptical工程为代表的分辨率增强技术起到重要的作用，包括:移相掩模(PSM-Phase-ShiftingMasks)技术；光学邻近效应校正（OPC-OpticalProximityCorrection）技术；离轴照明(OAI-Off-AxisIllumination)技术；光瞳空间滤波(PF-PupilSpatialFiltering，)技术；驻波效应校正(SWC-StandingWaveCorrection)技术；离焦迭加增强(FocusLatitudeEnhancementExposure)技术；表面成像Top-SurfaceImaging)(Multi-LevelResistProcesing技§ 移相掩模制造技术及应用技术研究（PSMfabricationanditsAlternatingPhaseShiftMask（AttenuatedPhase-ShiftingMask（SubeolutionRim，SelfMask（交替移相全透明移相衰减移相二元铬掩模交替型和全透明移相掩模对分辨率改善最显著，为实现亚波长光刻创造了有利条为提高传统的光学系统的分辨能力我国的科技工作者也利用目前拥有的光学系统和系统进行移相掩模的研制工作，取得良好的效果针对193nm光源的光学常规掩模和移相掩模设计研究工作利用SynopysProteus光学邻近效应校正软件对光学常规掩模和移相掩模进行光学邻近效应校正研究，并利用光学光刻模拟进行193nm光学常规掩模和移相掩模的版图设计研究，为解决100nm交替式移相掩模版图设计的关键问题提供。主要针对交替式移相和无铬移相这两种具有强移相效果的移相掩模技术进行了100nm技术节点的工艺宽容度窗口；提出了利用无铬移相掩模和传统二元铬掩模混合技术及光学图形合成技术效地解决了消除移相掩模后造成多余线条的问题和亚分辨率移相器的制造问题；提出了有效地解决暗场随机图形PSM相位的分层移相技术，并编制了实现图形自动分层处理的程序，该程序可以以宏的形式加载在Edit图----:亮场移相掩模后多余线条的去除方法示意（c）（d）（f）（g）场交替移相掩模；（h）暗场交替移相掩模与负胶配合后无多余线条。图（b）（c）（d）（f）（h）§9.3.2光学邻近效应校正掩模制造技术及应用技术研究（MaskfabricationwithOPCanditsapplication）则的中的重要技术之一——图形拐角点的几何修正和散射条技术进行了深入的研究，并利用光学光刻模拟软件PITH8.0成功地完成了应用于§9.4技术的研技术实际上是一种很传统的技术由于它的束斑尺寸可以从微米级至纳米级实用范围广是条件下进行亚微米至纳米级光刻技术研究开发的理想工具系统从扫描方式上分基本上可以分成三个类型圆形束光栅扫描系统可变矩形束拼接系统和高斯束矢量扫描方式的光刻系统目前国际上制造高精度掩模主要采用曝光系统和激光扫描图形发生器应用于光掩模制造的系统通常采用曝光效率比较高的光栅扫描 系统和可变矩形束 系统。X6AII就是一种比较典型的可变矩形束的系统，由于该系统可变矩形束的束斑可以比较大所以光掩模制造的速度比较快光栅扫描方式和矢量扫描方式一样都是依靠高图形发生器加电磁场扫描偏转控制系统实现图形在衬底上的直写，所以比光学图形发生器更适合产生复杂的图形。与矢量扫描方式相比由于光栅扫描一直因为它在能够保证一定分辨率的同时大大的提高了生产率特别是在掩模版制造技术中光栅扫描系统成为主流机型应用材料公司的ETEC公司生产EES系列系统（例如MEBESII-IV，MEBES4500和MEBES5500MEBES是MEBES4500是升级产品）就是比较典型的光栅扫描系统，该系统采用计算机控制系统。采用MEBES4700S系统制造掩模版中最关键的里也重笔提一下同样是应用材料公司的EEC公司生产A系列激光扫描光掩模系统也是最为成功的掩模制造设备之一虽然它目前还难以做到象子束系统那么高的分辨能力（目前束斑尺寸达到小于2纳米，但于它的速度快效率高在微米级光掩模制造中比制版显得更有优AA364514纳米的激光器的二次谐波可以257A03216个级别，构成光的强度多个灰度变化，这样具有不同强度的光用33.3的缩小透镜，其数值孔径为0.8，可以在掩模版上的最小图形为32高，同时由于采用很小的地址格栅（5纳米，保证了图形的边缘在纳米加工中主要采用矢量扫描方式的光刻系统在硅片上直写实行纳米尺度的加工。60年代初随着半导体平面工艺的发展，人们开始用扫描电子显微镜进行微细图形的尝试。1964年大学A.N.Broers在第六届国研制成功了点扫描装置。到了70年代，法国汤姆逊公司研制了配备有激光仪定位的装置，定位精度达0.1微米、最细线宽0.3微米，这系统得到了迅速发展，在纳米制造中发挥重要的作用。 是几种比较典型写系统表----:几种典型直写系统比较，灯丝用TFE阴极JEOLLeicaLeica585场PC101图----分别为JBX6AII可变矩形束系统；JBX5000LS纳米级束斑高斯束矢量扫描直写系统；MEBES4700S光栅扫描系统。JEOLJBX-5000LSElectronBeamLithographySystem就是比较典型的矢量扫描方式的光刻系统，该系统具有直写功能，可自动识别金标记(凸出台面)或硅片标记(凹槽)，在晶片上直接描绘图形，实现光刻，最细束斑可达8纳米，极限线条为30纳米。光刻系统虽然具有很高的电子扫描成像精度但是光刻技术要应用于纳米尺度微小结构的加工和集成电、问题。实践证明邻近效应校正技术与光学系统的匹配和、§9.4.1模拟与邻近效应校正技术研束系统进行纳米尺度的结构图形加工仍然是十分的所涉及入研究。我们采用蒙特卡罗（MonteCarlo）模拟技术模拟图---为在抗蚀剂和衬底中的电子散射和背散射的轨迹模拟图，左边为不同加速电压的散射情况。右边为不同衬底材料中的散射情况。邻近效应校正措施主要有两种法是通过优化—显影工艺条件和采取各种修正措施主要通过波前工程实施几何图形尺寸调整或实施剂量调用补偿邻近效应影响的措施如线技术和对邻近效应敏感部位进行补偿要采用以Sigma-CCAPROX为代表的邻近效应校正软件实施剂量调制的方CAPROX-PD测算双高斯邻近函数表征参数（α、β、η等Sigma-CCAPROX为代表的邻近效应校正和数据后处理软件是应用于深亚微米及纳米结构图形中很重要的应用软件。邻近效应校正方法主要有两种，一种掩模制用于直写或者激光图形发生器直写，通常根据图形密度、图形尺寸、图形位置不同给以不同的剂量目的是使整个图形在同一个显影条件下达到最佳形密度、图形特征尺寸及其相对位置等图形结构因素的影响，并且受到—显系统状态（LaB6灯丝老化的程度直接影响束斑大小）等。只有在优化图----为邻近效应校正前后结果的比较电子显微镜§ 光学光刻系统和光刻系统之间的匹配与混合光刻技术的研（Match&MixedLithographytechnologybetweenE-BeamLithographysystemandOpticalLithographysystem）机或接触式，超精细图形和套刻精度要求特别高的图形层采用光学系统与系统的匹配技术（Optical/E-BeamsystemMatch可变矩形束系统、MEBES4700S光栅扫描系统和投影光刻和直写系统之间的混合技术（Stepper/E-BeamMixedLithographytechnology）以JBX-5000LS光刻系统为例，该技术主要应用于硅材料大圆片电研制与开发关键技术是投影光刻和光刻系统之间对准标记的设计技术，需要在硅片上供投影光刻机用的对准标记W和5倍JBX-5000LS直写硅片对准识别标记PQRS和逐对准识别标记M1、M2、M3。如果两道工序，建议首先由JBX-5000LS光刻系统上述所接触式光刻机和直写系统之间混合技术（Contact/E-BeamMixedLithographytechnology） 记制造与实际工艺兼容根据工艺流程设计采用剥离技术金标记可以与源漏工艺同时形成(如金锗镍标记)(如钛铂金标记)且需要同时制造接触式光刻人工对准标记4。关键是保证标记剥离质量，标记质量不好标记识别系统不能判读轻则不能保证套刻精度重则前工尽大小束流混合技术或大小光阑混合技术。（Big/SmallelectricbeamcurrentorBig/SmallaperturediaphragmMixedLithographytechnology）孔径进行小束流结束后不要退架把小孔径光阑换成大孔（2#与光学系统混合光刻对准标记制作技术（MarkmakingmethodinE-beamsystem/opticalmachineMixedLithographytechnology）。于小小的对准标记通不过检测，而造成整个光刻工艺前功尽弃直写中标。光刻系统，或者全部由光学光刻系统。如果需要进行多次光刻需要在中间的各道工序中有效地保护直写标记由于集成电路工艺十分复SiO2保护技术，实践证明SiO2SiO2薄膜对探测信号衰减不大；标记探测区域掩模保护技术标记扫描位置调整术和对准标记分配术及参数补偿技术等为了便于光刻系统采用探测二次电子或背散射电子的方法识别也可以就是基片材料本身。对于砷化镓器件研制比较理想的标记材料是u标记通常采用剥离技术对于体硅工艺由于金是硅集成电路忌讳材料而Si槽标记，为保证检测信号有足够高的声噪31.5金属铬是一种理想的光学接触式和直写混合光刻及移相掩模制造的标记材料，可以采用非常成光掩模制造技术的工艺非常简单快捷地制造标记。子束与光学系统的匹配和混合光刻技术§9.5，目前根据不同需要研制的抗蚀剂品种相当多，俗称为感光胶，同时，各种光刻设备的光源也不一样，不同波长的光源需要对相应波长敏感的抗蚀剂，例如主要用于光学系统或光学光刻工艺用的光致抗蚀剂紫外（I线抗蚀剂远紫（抗蚀剂用于的电子抗蚀剂还有极紫抗蚀剂和由于光致抗蚀剂的工艺多为有机聚合物当用具有一定能量的对这些聚合物进行辐照（电子发生非弹性散射所损失的能量被聚合物吸收会发由于光刻技术采用高质量电子源和电子光学系统被聚焦后束斑直径可以达到10nm以下通过与高分辨率、光刻目前已经成为纳米加工的重要电子抗蚀剂在光刻技术中占有很重要地位对抗蚀剂在精细纳米图形制作的直写工艺方面的详细的实验研究是十分必要的在微光刻工艺中为了能够使用先进的技术制作出百纳米以下精细的图形人们都在寻求使用性能优良和处理方便的抗蚀剂光刻是一个复杂工艺过程基本上可以分解为几个步骤：衬底材料表面处理、涂胶、前烘也叫软烘、、熟化和后烘、，§9.5.1光刻工艺中常用的抗蚀， 系统的应，、光不敏感操作方便长比较用的电子抗蚀剂有PAZEP520等正性抗蚀剂以及S601lixrneQ而且还必须具有良好的抗刻蚀能力同时为了减少时间还要抗蚀剂具有较高的灵敏度。下面重点介绍几种典型的可用于的抗蚀剂。、PMMA正性抗蚀PA（polymethylmethrylate是一种非常传统的正性抗蚀剂，其优点是：具有很高的分辨率（极限分辨率为10m）和很高的对比（达2.0是获得高分辨率的重因一加速电压越大分(底切)，有利于剥离技。灵敏度和分辨是一对，高灵敏度的抗蚀剂一P速电压50KV下灵敏度大约需要设定为300~500/cm2。对于器件的直写光刻而PA（小于1:1PA所以目前仍是使用最广泛的抗蚀剂之一甚至在多层抗蚀剂技术压印技术、ES技术、人造光学晶体技术等等都离不开PA。PMMAPMMA的含量不同，PMMA可以分成不同种类的光刻（Chlorobezenewt%=4%PA剂为苯甲醚（Anisole，wt%=6%。PMMA是一种长链聚合物，由H-C-H和CH3-C-COOCH3在高能电子、离子或X射线辐照下发生降解（断链）反应，产生侧基脱离和断比如CH3-C-COOCH3CH3-和-COOCH3，生成容易溶解于显影剂的比较短的分子。工艺中，PMMA160C-180C，如果使用热板，大60-9030分钟。所用的显影剂大多100.16）与异丙醇（IPAIsopropylAlcohlAR.，(CH3)2CHOH，分子量为60.10）的混合溶剂。由于MIBK是强显影剂，如果单独使用，对未区有比为1：3的混合溶剂通常被认为是PMMA的标准显影剂，显影1～2分钟，这作显影液，可大大改善PMMA胶的灵敏度，但对比度稍有下降。纳米级（IAZEP520和ZEP7000正性抗蚀ZEP-520PMMA加苯环的改性胶，抗等离子体刻蚀性能大大C-60NipponZeon公司生产的一种分辨率很高的非化学放大正性断链型抗蚀剂由α-氯甲基丙烯570000.1m10～50nmPMMA正性抗蚀剂一样使用简单、重复性好。与PMMA相比，ZEP520的优点是所需剂量比较低即灵敏度较高其速度要比PMMA快约3～5倍，50KV时灵敏度约为60～120μC/cm2，百纳米级线条抗蚀剂厚度比较厚时灵敏度需要设为180～200μC/cm2，纳米级线条抗蚀剂厚度要比较薄，灵敏度数值需要设得相应小一些，（ZEP-520抗蚀剂开始进行反应所需的最低剂量约为35μC/cm2，后抗蚀剂图形刚好显影充分所需的80μC/cm2PMMA一样，常规剂GaAsHMDS增粘底140～180C3～1030～60分钟。3（显影也可以采用乙酸ZEP-（Xylene）MD-G（MIBK：MEK=20：8040：60，高灵敏度，中等对比度），液（定影）采用ZMD-B（ZMD-B的成分为89%的甲基异丁后很不容易去除，去胶液可以是MEK（methylethylketone）40C5分钟漂1分钟、NMP（N-methyl-2-pyrrolidone，Shipley1165Remover（diethylketone）；DYG（diethyleneglycoldimethylether）；浓硫酸或采用氧等ZEP-7000是具有更高灵敏度正性抗蚀剂，分辨率为0.1m，分子量为340000，50KV时灵敏度约需10μC/cm2，烘烤温度180C，（参考：MEBES10KV8μC/cm2；HitachiJeol50KV30μC/cm2）ZED-MEK=20：80）ZED-500（Diethlketone：Diethylmalonate=50：50），60秒。液为MIBK：IPA=89：11或纯甲基异丁基甲酮（MIBK），10秒。去胶液可以是MEK、DMF、NMP、浓硫酸或采用氧等离子去胶。PBS正性抗蚀PBS分辨率为<0.5m，具有很高的灵敏度：50KV时约为2～3μC/cm2；烘烤温度102°C，（参考：MEBES 1.0～2.4μC/cm2）。显影可用:五甲基己酮-2（5-methyl-2-hexanone：戊酮-2（2-pentanone）=3：1，显影约30秒,或直接用MIAK(MethylIsoamylKetone甲基.异戊基(甲)酮，4-甲基-2-己酮)，或10秒或者用MIAK：IPA=40：60漂洗25秒。氮气保护，检查，可反复显影-漂洗直到理想为止。氧等离子去底膜：150W；0.6Torr O2；0.5min，坚膜(baketohardenresist): 烘箱108～120°C;30min;缓慢加热缓慢冷却(heatandcoolslowly)去胶液可以是浸泡(soakinginacetone)或采用氧等离子去胶(RIEinO2);异丙醇漂洗(rinsein EBR-9OEBR1000、EBR-9是丙烯酸盐基类正性抗蚀剂，它具有很高的灵敏度：50KV时、显影时不溶胀等优点，广泛用于掩模板的制造中。但是，EBR-9分辨率却不是很0.2μm。因为显影剂是溶剂，非碱性溶液，显影过程不腐蚀铝，所以是直写0.2～1微米的声表面波器件比较理想抗蚀剂。EBR-9160C-180C3～10分钟。显影剂为甲基（MIBK13显影调整剂为MIBK与IPA的（1：1）混合溶剂,漂洗液为IPA。去胶液可以是浸泡。OEBR100050KV10-12μC/cm2，195C-200C30分MIBK显影，15分钟。此外，TFECA（聚三氟乙烷基氯丙烯酸酯）高灵敏度正性电子束抗蚀剂约为0.8μC/cm2。PMPS（聚甲基戊烯1砜）高灵敏度正性抗0.2μC/cm2SAL-601（MicropositE-beamResist）负性化学放大抗蚀化学放大胶（chemicallyamplifiedresist）由于其灵敏度高和良好的抗干法腐蚀性而引起人们重视。ShipleySAL-601系列化学放大胶是一种优良PMMA高几十倍，50KV8~22C/cm2（50KV下25KV3000~6000转/分钟。由于SAL-601是一种化学放大胶，必须要进行后热板烘烤工艺（PEB，对0.02m/C。烘烤时间要求105C~115C±1C（通常均可为107C），前烘和后烘时间均可为60~120秒（通常107C时烘烤3～3.5分钟；115C时烘烤1.5分钟，而且要求后立即进行热板后烘处理。显影用MicropositDeveloperMF-CD26MF-322，若是铝衬底建议采的主要成分是四甲基氢氧铵（tetramethylammoniumhydroxide（TMAH）C4H13NO2～6分钟(，显影后用去离子水冲洗即可。SAL-601有很好的液。但SAL601抗蚀剂的化学性质不稳定，在大气中一段时间后其性加一点，在真空环境中SAL601抗蚀剂无论与否都可以放置较长的时间。当硅片从真空腔体中取出后必须立即进行后烘处理，然后自然冷却5~6发生。后烘的温度也要求比较严格，烘烤温度变化1C，线宽将变化0.02μm。因的精确控制。其他新型化学放大胶还有AZPF、AZPN、SUCCESS、ARCH、FEP171（positiveCOP高速负性抗蚀烯酸酯的聚合物。它的主要优点是：灵敏度高（10kVC/cm2时易溶胀，这就使它的分辨率受到了限制，剖面轮廓边缘也很粗糙；COP抗干法腐蚀性差，适合铬版湿腐蚀，分辨率为1~2μm。另外，COP后交链过程一种常用的负性抗蚀剂CMS，灵敏度为0.3μC/cm2，分辨率为0.2微米，显影液（MEK：IA=3：1Calixarene是一种新型的高分辨(10nm)灵敏材料，其成分是用时配制成含量为5~10%的溶剂。但与PMMA一样灵敏度较低，以Calix[n]arene（n=4,6,8）为基的抗蚀剂，如MC6AOAc（六甲基－六乙酸基－Calix[6]arene）等。这类抗蚀剂不仅具有极高分辨率(10nm以注然而目前国际上关于与Calixarene的相互作用机理等理论研究和工艺Calixarene在HSQ（FOX12；HydrogenSisequioxane）是DowCorning公司的一种新型的高分辨(10nm)灵敏材料，灵敏度很低，需要1000～2500μoxide，700060nm，1000050nm。热板前烘：150°C2ACROSORGANICS公司生产TMAH（TetramethylammoniumhydroxideC4H13NO40-热水浴显影，1分钟；去离子水定影。§9.5.2可用于的光致抗蚀AZ的感光灵敏度和分辨率是否适用。实验表明，AZ，应用于如AZ1350AZ1450AZ1518或S1400(MicropositSeriesPhotoResist)0.5m以上光掩模制造和晶片直写。AZ系列光成光学工艺特别是AZ系列光致抗蚀剂显影和去胶液均为水溶性碱性溶液，但是这种抗蚀剂的分辨率却不（＞0.5m）灵敏度不太高，50KV30~60C/cm2，而且显影时减薄现象严重，有时出现难显AZ5214是一种较为实用的正性抗蚀剂，可用于图象反转（imagereversal）。，UVIIIPositiveDUVPhotoResists t-丁基丙烯酸盐的共聚物，主要由以下部分薄胶的厚度，稀释液为乙基乳酸盐。UVIII图形显净的临界灵敏度为18μC/cm2，实际中根据不同的条件灵敏度可以选择为16～24μC/cm2（光学线条图形灵敏度15.0~20.0mJ/cm2，方孔图形灵敏度<40.0mJ/cm2）,0.22m。由于也是一种典型的正性化学放大光致抗MicropositDeveloperMF-CD26，21C/20～90秒。某些场合，显影剂也和PMMA一样使用甲基异丁基甲酮（MIBK）与异丙醇（IPA）的混合溶剂，比例人们是在研究DQNPAGPAGDUV248nm或更短CAR。著名的光刻材料公司都推出了自己的化DUV光刻胶，比如ROHM&HAASUVTM193nmEPICTM系列，AZ公司AZDX5系列产品。Ii线远紫外线抗蚀剂也可用于，工艺与g线光致抗蚀剂兼容。其1i线远紫外线抗蚀剂主要为FH6920，作为参考，i线抗蚀剂还有IP3500（positive、IP3600（positive、SG152和SPR500等。传统的II线紫外波长（365nm）的光刻胶，它的特性也同时代表了G线（436nm）H线（405nm）波长所用的光刻胶的基本特性。这种光刻胶正胶的感光材料主要是重氮萘醌（DNQIDNQ变得不溶于显影液。同时，光刻胶未的区域在显影液中被溶解。标准的I线DUVDNQ光刻胶能导致底部不彻底。并且这种胶在DUV波段缺乏敏感性，会大大延长§9.5.3 面处理。如果是返工的基片，首先要利用相应的清除残胶，如果是ZEP150～20030分钟，或5～10分钟。紧接在烘烤之后，放入匀胶机空甩一遍后马上涂胶（HMDS：hexamethyldislazane也称六甲基二硅氧烷）和气相的三甲硅烷二乙基胺（TMSDEA：trimethylsilyldiethelamine、六甲基环三硅氧烷（HMCTS：驻波效应，可以在涂胶之前在基片表面先预涂一层有机的抗反射涂层（BARC：BottomAnti-ReflectiveCoating，该抗反射涂层为水溶性，抗蚀剂显影过程中和现弯曲。根据我们观察，ZEP520对SiGaAs的黏附性就很差。ZEP520在Si上不容易产生裂纹是因为SiGaAs低得多，而与有机聚合物（含聚酯、聚烯等）的热膨胀系数比较接近，Si、GaAs的线性热膨胀系数分别为2.59×10-6K-1和5.75×10-6/K，而有机聚合物一般约为10-6/KGaAs107C10分钟后立即涂胶(前烘也叫软烘（soft47％之间，从而缓和涂胶时在胶内部形成的应PMMA胶和PMMA的改性胶例如ZEP520ZEP7000EBR-9EBR-1000200°C180°C30分钟，热板烘烤约10分钟，用以保证薄膜完全附着。一般抗蚀剂软烘的温度在85～120°C之间。而SAL601等化学放大胶软烘的温度要求比较严格，通常采用热105～107°C2分钟即可。但温度不得过熟化和后烘（PostExposureBakePEB在的光刻胶允许30分钟以上的延迟，但后仍应尽快显影，以减少影响工的潜在化学反应例如化学放大（如SAL601要求后应尽快取出来不105～107°2分钟，然后再显影。§9.6刻蚀技术研究（Etching§9.6.1湿法腐蚀（WetEtching湿法腐蚀的主要特点：1.湿法腐蚀的反应生成物是气态或可溶性物质，常2.3微米的时候,这种刻蚀效率非常高。当特征尺寸接近微米时，极易钻蚀，刻蚀精度、可控SiO2（氧化剂X－Y机控制在半导体表面上刻蚀出各种需要的图案，利用激光束的相干性，还可获§9.6.2干法刻蚀技术（DryEtching（Ar在强电场条件下向硅物理化学混合刻蚀机理是利用其中离子轰击作用强化活性元素与硅表面的反应2-4 ：化学干法等离子刻蚀和物理干法等离子刻（RF于硅片（RF于硅片表面差/100:1）高/（100:1）快慢一般/差好/目前常用的等离子体源有：反应离子刻蚀磁增强反应离子刻蚀（RIE/MERIE、电子回旋源(ECR)、感应耦合等离子体源(ICP)和螺旋波(Helicon)源等。近些年来，等离子刻蚀技术的发展十分迅猛，这几种等离子体源各有优缺点.目前,由于结构简单，成本较低，ICP是主流技术之一。；好辅助刻蚀损伤小，但刻率及性能尚不理想这些刻蚀技术的研究还在进行，但在IC制造中使用相对较少。；l的深槽到蚀。120.1-0.2微米线12英寸（或更大面积）刻蚀机及相关工艺技术。90nm的技术已经开始进解决高密度需引入磁场,而引入磁场又使等离子体不均匀的.§9.6.3反应离子刻蚀（RIEreactiveion术是目前应用较多的刻蚀技术，RIESi、SiO2Si3N4以及金属刻蚀方面取得巨大的突破。表给出了几种主要半导体材料的刻蚀配方。表----:硅Cl2,HBr,HCl,CF4,SF6C2F6Cl2，HBr,HCl,CF4,Cl2，HBr,HCl,CF4,SF6,C2F6氧化层阻挡层CF4,C2F6,C4F8CF4,C2F6,C4F8Cl2,BCl3+Cl2,SiCl4WSF6,SF6扩散阻挡层ARCCl2,SF6,BCl3O2,O2+He,O2+Ar,CVDkCF4,C2F6,C4F8,CVDkN2/O2/C2H2F2,N2/H2,有机涂层SODkN2/O2/C2H2F2,N2/H2,RSiO0SODkCF4,C2F6,C4F8k值材料Cl2,SF6,§9.6.4感应耦合等离子刻蚀技术（ICPInductivelycoupled ICP原理图，RF激发产生等离子体，Inductive引导离子向基片运1×1011-1×1012离子／cm310-20RIE片子上的随机离子能量能够有效地和等离子体发生反应。图----为ICP的结构示意图，RF13.56MHz。射频源的发射天线绕在电绝缘的真50～100mm。加速电子的机理类似于圆筒形，等离子体的均匀性可以多的圈数。ICPSF6、CHF3、CF4、C2F6、Cl2BCl3HBr体，可以刻蚀Si、SiO2、SiN、 BiTiO3等难融化合物§ 又一次的人间，然而，目前也已接近光学光刻技术的极限，为开发研究新一32nm22nm节点上取得取代光学光刻技术的新一代主导技术还不，相继蹬场的有如下几种光刻技术:(1)光刻技术(EBL)；(2)投影光刻(EBPL)；(3)极紫外投影光刻技术(EUV,ExtremeViolet)(4)(XPL)(5)同时进一步改进聚焦离子束成像技术(FIB,FocusedIonBeam)。应该提到的是电子束技术是推动微电子技术和微细加工技术进一步发展的关键技术在微电技术，人们已用直接扫描成像技术描绘出线宽纳米线条。电子束系统在纳米级中要更好地解决邻近效应和高加速压电子对器件的损伤问题，一种加速电压只需1KV的微阵列平行直写系统将有希望§9.7.1XX射线光刻技术曾经一度被认为是最有前途的一种。XWilliamH.Roentgen(伦琴)1895年发现的,由于这一伟大的发现,命名为X射线又叫伦琴射线X射线光刻方法最先是由学者D.Spears和源类型划分有:点光源型，包括激光等离子体源和高密度等离子体源；电子见图。X射线光刻技术因其光源波长短，衍射效应小，可以光刻线条极细的图30nm好，能力强(X射线能绝大多数的材料)，所以在需要制造高高宽比的微纳米加工中有它独特的优势，见图能性不大工艺宽容度和工艺窗口较宽大大地提高了质量和可靠性正为X有较大的窗口以及高产出率的特点和高力光刻的技术优势在未来的用很可能是在高频高速化合物半导体制造业，MEMS技术领域以及微纳米加工领X1X1X图----在SAL601光刻胶上获得的X射线光刻侧壁陡直高高宽比结构的电子显微XX射线光刻技术能否以及何时应用于工业生产的决定性因素。中国长期坚持X射线掩模研制和X射线光刻技术的研究,X射线光刻能力的深亚微米、纳XX射线光刻用户提X射线掩模。研制出具有“纳米硅镶嵌”新结构的低应力SiNX薄膜；研制成功SiC0.07-0.25微米线宽的低密度50nmT形栅X射线光刻图形和Ti/Au金属蒸发、剥离后获得的120nmT型栅结构。进行了应用于惯性约束聚变（InertialconfinementfusionICF）X光衍射元件的高高宽比X射线光刻技术研究。并开展第二代X射线光刻技术探索性研究。§9.7.2极紫外光刻技术（Extra-ultravioletlithography）是光波波长范围为1114纳 当波长小于170纳米时，几乎所有的光学材料对光都有吸收，使常规外光刻技术是光学光刻的延伸。但它与光学光刻又有许多不同的地方,其中最大的区别在于几乎所有物质在极紫外光波段表现出的性质与在可见光和紫外波段其中激光等离子体源产生的极紫外光源的原理是用准分子激光轰击靶材产生极（采用的是钼/硅多层膜达到反射光最强而对光的吸收又最13.4纳米的钼/6.9纳米，其中钼层厚2.8纳米，硅层厚4.1纳米，多层膜的层对数通常为40对。极紫外光刻技吸收材料制作掩模图形，反射式极紫外掩模如图所示 1996年4月，EVL的科学可行性论证完成，1997年的In、、otorola和三个国家NSLNL组建了EVL公（ELL投入2.5亿的开展EL研发1999年他们在80nmV70nm分辨率的线条。20014ELC完成了Eβ样机的研制，并研制成功灵敏度为5m/cm2的EV光刻胶。由10家半导体制造厂商、2家设备供应厂商和先进电子技术（oiationofSupndEletronicshnologisE的EVL合作开展EL研究。1998年底，欧洲的EL研究计划也正式开始启动，该研究项目ML公司牵头，rlZisfordIntruments公司参与开展研究工作我国近年来中国的几个也合作开展了极紫外投影光刻原理装置EL是面向45纳米及45纳米以下的重要光刻，其极限分辨率也许会30纳米甚至更小，因此EL（如对准标记质量，掩模制作精度等、信号检测处理误差、环境温度变化等由于光刻机需要进行多次步进扫描和图形拼接因外还需要解决好入射对准光波经过多层介质后所产生的微弱对准信号的实时采集和处理问题。§9.7.3散射角限制的投影技术及掩模制造技散射角限制的投影（SCALPEL-ScatteringwithAngularLimitationinProjectionElectron-BeamLithography）技术将的高分辨率和光学光学投影系统的高效率相结合使系统展现出光明的前景SCALPEL系统具有和光学光刻可以比拟的产率,且其加工能力优于0.08微米。图SCALPEL SCALPEL的工作原理。投影技术的研究始于1964年，1975年由IBM公司作出实验结果，其原理与普通光缩小式投影相似，只是用电磁“透镜”代替光学透镜。它既具有光学缩小式投影系统的优点又具有电子光学系统的高分辨率的特点，SCALPEL掩模是由低原子系数的薄膜（厚度在1000-1500Å）SiNx和高原SiNx而Cr/W将电子强散射到大角度。在投影系统的背焦平面上的光阑将强散射电子过滤掉，从而在基片上形成高反差的图形缩小投影系统所使用的中间掩模过程和常规半导体工艺兼容，首先在硅片两面沉积SiNx薄膜，再在硅片背面光刻出投影场大小的窗口图形利用晶向腐蚀技术把硅材料从背面SiNx薄膜，形成以镂空结构硅片材料支撑的微米级氮化硅薄膜载体，正面沉积Cr/W/Cr散射材料，再利用直写技术在薄膜制。作掩模图形将基片粘合在