光刻工藝步驟介紹ppt.ppt

光刻工藝步驟介紹 綜述 一光刻工藝流程介紹1涂膠工藝介紹2曝光工藝介紹3顯影工藝介紹4顯檢圖形介紹5條寬 套刻測(cè)量二在線流片相關(guān)知識(shí)介紹 光刻工藝流程 涂膠 曝光 顯影 套刻測(cè)量 條寬測(cè)量 送刻蝕 送注入 顯檢 光刻工藝步驟實(shí)例 N WELL層次涂膠 光刻工藝步驟實(shí)例 N WELL層曝光 光刻工藝步驟實(shí)例 N WELL層次顯影 光刻工藝步驟實(shí)例 N WELL的形成 涂膠工藝介紹 具體過(guò)程 1 增粘處理2 涂膠3 涂膠后烘 涂膠工藝流程 圓片從片架中取出 機(jī)械手臂 增粘處理 HMDS 涂膠動(dòng)作 涂膠后烘Soft bake 圓片送回片架涂膠工藝完成 增粘處理 化學(xué)氣相涂布 1化學(xué)品 HMDS液 六甲基二硅亞胺 2 目的 由于圓片表面是親水的 而光刻膠具有疏水性如果不進(jìn)行增粘處理直接涂膠并后烘 就會(huì)有水存在于圓片和膠分界處 導(dǎo)致光刻膠在圓片表面的粘附性變差 增粘處理可以增加圓片表面對(duì)光刻膠的粘附性 對(duì)保持光刻圖形完整性 穩(wěn)定性以及光刻膠對(duì)刻蝕和注入工藝的屏蔽都有很重要的作用 3 過(guò)程高溫氣化后的HMDS與圓片同處一腔經(jīng)過(guò)一段時(shí)間作用完成 涂膠 化學(xué)品光刻膠由具有感光性高分子聚合物 增粘劑 溶劑以及其它添加劑組成 稀釋劑 EBR 10A 噴膠方式動(dòng)態(tài)噴膠時(shí)圓片旋轉(zhuǎn) 膠膜均勻性較好但粘附性稍差 靜態(tài)噴膠時(shí)圓片靜止 膠膜粘附性較好但均勻性稍差 涂膠前旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)涂膠 加速旋轉(zhuǎn)勻膠 旋轉(zhuǎn)去邊 加速旋轉(zhuǎn) A圖正面去邊 膠的邊緣比較規(guī)則 B圖背面去邊 膠的邊緣呈鋸齒狀 涂膠 涂膠后烘 目的 提高光刻膠與襯底 圓片 的粘附力及膠膜的抗機(jī)械磨擦能力 作用 充分的前烘可以改善膠膜的粘附性與抗刻蝕性 方式 烘箱對(duì)流加熱紅外線輻射加熱熱板傳導(dǎo)加熱 影響膠膜因素 一涂膠腔排風(fēng)量的大小直接影響著膠膜的均勻性 二硅片吸盤(pán)的水平度 同心度以及真空度都會(huì)影響膠膜的均勻性 三膠盤(pán)的形狀應(yīng)能有效的防止光刻膠在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的 回濺 四涂膠的工作環(huán)境 如濕度 溫度 潔凈度等均會(huì)影響膠膜的質(zhì)量 曝光工藝介紹 基本原理 光刻工藝中最關(guān)鍵的工序它直接關(guān)系到光刻分辨率 留膜率 條寬控制等 將涂好光刻膠的圓片通過(guò)光刻機(jī)的對(duì)位系統(tǒng)和光刻版套準(zhǔn)后 用紫外光進(jìn)行照射 照射過(guò)的光刻膠發(fā)生光化學(xué)反應(yīng) 性質(zhì)發(fā)生了變化 顯影時(shí)就會(huì)和顯影液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并去除 而被光刻版擋住的部分 未發(fā)生任何變化 顯影時(shí)不和顯影液發(fā)生反應(yīng)被保留在圓片上 這樣光刻版的圖形就轉(zhuǎn)移到圓片表面 通過(guò)刻蝕工序就能將圖形留在圓片上 2020 3 10 15 可編輯 曝光工藝介紹 圓片從片架中取出 預(yù)對(duì)位 找平邊 圓片由機(jī)械手臂傳輸?shù)捷d片臺(tái) Stage 上 自動(dòng)對(duì)位 圓片曝光 機(jī)械手臂傳輸?shù)狡苤衅毓夤に囃瓿?曝光工藝流程 曝光方式 目前西岳光刻間光刻機(jī)只有一種曝光方式 步進(jìn)重復(fù)式投影曝光光刻機(jī) 即BLOCK通過(guò)快門(mén)的開(kāi)關(guān)逐步進(jìn)行曝光 顯影后圓片圖形是光刻版圖形的1 5 曝光光源 光刻膠主要對(duì)紫外光光源感光 常用的紫外光光源是高壓汞燈 其中對(duì)光刻膠感光起主要作用是波長(zhǎng)為435 8nm g線 365nm i線 248nm DUV遠(yuǎn)紫外線 等光譜線 我們所用的NIKON光刻機(jī)分為G線和I線 就是由此而來(lái) 它們都是一種波長(zhǎng)的單色光 高精度光刻圖形與曝光光源有著直接的關(guān)系 曝光量曝光的目的是用盡可能短的時(shí)間使光刻膠充分感光 并在顯影后獲得盡可能高的留膜率 近似于垂直的光刻膠側(cè)壁和可控的條寬 曝光量是指使光刻膠充分感光的能量 通常用E來(lái)表示 實(shí)際中 顯影后是無(wú)法獲得完全垂直的光刻膠側(cè)壁的 一般來(lái)說(shuō) 側(cè)壁形狀呈一個(gè)梯形 曝光工藝介紹 預(yù)對(duì)位 對(duì)位 預(yù)對(duì)位待曝光的圓片均勻旋轉(zhuǎn)時(shí) 首先通過(guò)NIKON機(jī)傳感器找平邊 其次使圓片在光刻機(jī)有固定且唯一的位置 便于對(duì)位曝光 對(duì)位由于要進(jìn)行多次光刻 對(duì)位就是下一次光刻時(shí)光刻版上的標(biāo)記和上一次光刻圖形中標(biāo)記進(jìn)行套準(zhǔn)對(duì)位 以達(dá)到每層光刻圖形均與上層圖形套準(zhǔn)的目的 對(duì)位的好壞直接影響著套準(zhǔn)精度 影響光刻套準(zhǔn)精度因素 1光刻機(jī)自身的定位精度包括光學(xué) 機(jī)械 電子等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)精度和熱效應(yīng) 2硅片的加工精度和硅片在熱加工氧化 擴(kuò)散 注入 烘片等過(guò)程中的形變 3振動(dòng) 設(shè)備和周?chē)h(huán)境的振動(dòng) 和波動(dòng) 環(huán)境溫度等 4整套光刻版中版與版之間的套準(zhǔn)精度 顯影工藝介紹 圓片從片架中取出 機(jī)械手臂 PEB 曝光后烘 顯影后烘 堅(jiān)膜 圓片送回片架顯影工藝完成 停止旋轉(zhuǎn)并取片 圓片在顯影腔放穩(wěn)后 旋轉(zhuǎn) 低速 圓片低速漸靜止或靜止 噴顯影液 圓片輕轉(zhuǎn) 依靠圓片表面張力顯影液在圓片表面停留一段時(shí)間 較高速旋轉(zhuǎn) 甩去圓片表面的顯影液 噴水旋轉(zhuǎn) 加速旋轉(zhuǎn) 甩干 基本原理 顯影就是用顯影液去除已曝光部分的光刻膠 在硅片上形成所需圖形的過(guò)程 曝光部分的光刻膠與顯影液作用并溶解于水 未曝光部分不與顯影液作用并保持原狀 顯影液為堿性溶液 與光刻膠是一一對(duì)應(yīng)的 顯影工藝過(guò)程 顯影方式 顯影方式靜態(tài)浸漬顯影圓片靜止顯影液噴在圓片表面 依靠圓片表面張力使顯影液停留在圓片上 圓片輕輕的轉(zhuǎn)動(dòng) 讓顯影液在圓片表面充分浸潤(rùn) 一段時(shí)間后 高速旋轉(zhuǎn)將顯影液甩掉 如 SVG DNS TEL設(shè)備 旋轉(zhuǎn)噴霧顯影圓片旋轉(zhuǎn)由高壓氮?dú)鈱⒘鹘?jīng)噴嘴的顯影液打成微小的液珠噴射在圓片表面 數(shù)秒鐘顯影液就能均勻地覆蓋在整個(gè)圓片表面 如 以前5寸SVG設(shè)備 影響顯影質(zhì)量因素顯影時(shí)間影響條寬控制精度顯影液的溫度影響顯影的速率 顯影后烘 堅(jiān)膜 后烘目的去除顯影后膠內(nèi)殘留溶劑 適當(dāng)?shù)暮蠛婵梢蕴岣吖饪棠z粘附性和抗刻蝕能力后烘方式烘箱對(duì)流加熱紅外線輻射加熱熱板傳導(dǎo)加熱 注意事項(xiàng) 進(jìn)行涂膠 顯影工藝時(shí) 均不允許取消程序同時(shí)不要隨意更改菜單 曝光時(shí)不要隨意更改程序 套用程序 如出現(xiàn)程序與光刻版號(hào)不符 均將圓片作暫停處理 顯檢 目的保證光刻圖形質(zhì)量 監(jiān)控光刻膠形貌 同時(shí)還可以看出設(shè)備工作是否正常 作業(yè)人員是否按標(biāo)準(zhǔn)操作文件進(jìn)行作業(yè) 檢查標(biāo)記 Box In Box 9 DOTS 旋轉(zhuǎn)游標(biāo) 對(duì)位游標(biāo) Dagger標(biāo)記等 Box In Box 旋轉(zhuǎn)游標(biāo) 對(duì)位游標(biāo) Dagger標(biāo)記 顯檢檢查標(biāo)記 9 DOTS 常見(jiàn)異常顯檢圖例 GT連條 TO連條 異?？譵issing 正?？?套刻精度測(cè)量是為了測(cè)出圓片曝光時(shí)對(duì)位的精度 可以通過(guò) 試片 測(cè)出的數(shù)據(jù)在NIKON中進(jìn)行補(bǔ)償 一般是offset項(xiàng) 使 返工 試片 圓片曝光時(shí)對(duì)位的精度得以提高 套刻測(cè)量 條寬測(cè)量 條寬測(cè)量就是為了監(jiān)控光刻條寬 條寬是光刻控制的重點(diǎn) 一般所說(shuō)的某產(chǎn)品是幾微米的產(chǎn)品 即流程單的標(biāo)題 就是指該產(chǎn)品柵 POLY 光刻所控制的條寬 該條寬一般而言是該產(chǎn)品最小的條寬 條寬測(cè)量位置 在線流片相關(guān)知識(shí)介紹 流程單右上角的6S06SPSMORDPDM6 6inchS Si gate06 0 6um