集成电路工艺讲义

集成电路工艺讲义2023/6/251第一页，共二十四页，编辑于2023年，星期五目的：把经过曝光,显影后的光刻胶微图形中下层材料的裸露部分去掉,即在下层材料上重现与光刻胶相同的图形。2023/6/252第二页，共二十四页，编辑于2023年，星期五§2VLSI对图形转移的要求保真度选择比均匀性清洁度2023/6/253第三页，共二十四页，编辑于2023年，星期五dmdmdfdfdfdm保真度：A=|df－dm|/2h1<A<0

2023/6/254第四页，共二十四页，编辑于2023年，星期五选择比：如SiO2的刻蚀中对光刻胶和硅的腐蚀速率很低对SiO2的腐蚀速率很很高2023/6/255第五页，共二十四页，编辑于2023年，星期五均匀性平均厚度h，厚度变化因子，1≤≤0，最厚处h*(1+),最薄处h*(1－)平均刻蚀速率V，速度变化因子，1≤≤0，最大速度V*(1+),最小速度V*(1－)2023/6/256第六页，共二十四页，编辑于2023年，星期五刻蚀时间差TM－Tm=[h*(1+)/V*(1-)]

－[h*(1－)/V*(1+)]粗细线条兼顾，折中洁净度防止沾污2023/6/257第七页，共二十四页，编辑于2023年，星期五§3刻蚀方法干法刻蚀:横向腐蚀小,钻蚀小,无化学废液,分辨率高,细线条操作安全，简便；处理过程未引入污染：易于实现自动化，表面损伤小缺点:成本高,设备复杂2023/6/258第八页，共二十四页，编辑于2023年，星期五湿法刻蚀:操作简单,成本低廉,用时短湿法干法结合湿法去表层胶，干法去底胶2023/6/259第九页，共二十四页，编辑于2023年，星期五一.干法刻蚀原理基本原理：腐蚀剂气体与被腐蚀样品表面接触来实现腐蚀。2023/6/2510第十页，共二十四页，编辑于2023年，星期五反应腔加上射频电场，刻蚀气体放电产生等离子体，等离子体处于激发态，有很强的化学活性，撞击在硅片上，发生反应，腐蚀硅化物。1.多晶硅、氧化硅、氮化硅，采用CF4刻蚀两类物质的腐蚀：2023/6/2511第十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期五CF4CF3+F*CF3CF2+F*CF2CF+F*Si+4F*SiF4SiO2+4F*SiF4+O2Si3N4+4F*3SiF4+2N22023/6/2512第十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期五2.铝及其合金----氯基CCl4,CHCl33.难熔金属－－氯基或氟基TaSiX+nF－－TaF5+SiF4TaSiX+nCl－－TaCl5+SiCl44.光刻胶－－－O22023/6/2513第十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期五二.常用材料的腐蚀剂2023/6/2514第十四页，共二十四页，编辑于2023年，星期五三.影响刻蚀速度的条件气体压力气体流量射频功率温度负载效应腐蚀剂选择比2023/6/2515第十五页，共二十四页，编辑于2023年，星期五刻铝中的问题铝表面的氧化铝难刻中间产物AlCl4,BCl3淀积在表面，阻止刻蚀2023/6/2516第十六页，共二十四页，编辑于2023年，星期五四.湿法腐蚀湿法的刻蚀原理：湿法是接触型腐蚀，以HF酸腐蚀SiO2为例：SiO2+4HF=SiF4+2H2O此反应的产物是气态的SiF4和水,其反应速率R可用Arrhenius方程描述：R=R0exp(-Ea/kT)，其中R0是常数，Ea是反应的激活能，k是玻耳兹曼常数，T是温度。2023/6/2517第十七页，共二十四页，编辑于2023年，星期五去胶等离子去除胶底膜紫外光分解去胶原理:光刻胶薄膜在强紫外光照射下,分解为可挥发性气体（如CO2、H2O），被侧向空气带走。2023/6/2518第十八页，共二十四页，编辑于2023年，星期五五.等离子刻蚀设备圆筒型平板型2023/6/2519第十九页，共二十四页，编辑于2023年，星期五2023/6/2520第二十页，共二十四页，编辑于2023年，星期五反应离子刻蚀结构示意图(硅片接地)2023/6/2521第二十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期五反应离子刻蚀结构示意图2023/6/2522第二十二页，共