光刻原理培訓(xùn)

1、光刻原理培訓(xùn)主講：無(wú)名氏培訓(xùn)流程培訓(xùn)流程l光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻工藝的簡(jiǎn)介l光刻工藝的主要工藝過(guò)程光刻工藝的主要工藝過(guò)程l光刻膠光刻膠l4 4、6 6寸曝光寸曝光l光刻的意義光刻的意義光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻：通過(guò)紫外線(xiàn)曝光的方式使均勻涂在硅片表面光刻：通過(guò)紫外線(xiàn)曝光的方式使均勻涂在硅片表面 的的感光膠層感光膠層上復(fù)印出上復(fù)印出掩模版掩模版上的圖形。上的圖形。 光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻工藝的簡(jiǎn)介硅片截面光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻工藝的簡(jiǎn)介硅片截面表面生長(zhǎng)氧化層氧化層的生長(zhǎng)在擴(kuò)散班，圖中為擴(kuò)散爐光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻工藝的簡(jiǎn)介硅片截面表面生長(zhǎng)氧化層光刻班進(jìn)行加工的片子，都必須經(jīng)過(guò)的步驟-勻膠。上圖中為2道勻膠

2、機(jī)均勻膠層（正膠）光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻工藝的簡(jiǎn)介硅片截面表面生長(zhǎng)氧化層圖中為光刻班的核心加工設(shè)備-光刻機(jī)。經(jīng)過(guò)上版上版、版對(duì)準(zhǔn)版對(duì)準(zhǔn)、上片上片、片片對(duì)準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)后執(zhí)行后執(zhí)行曝光曝光。將掩膜圖形復(fù)印到硅片表面的膠層上均勻膠層（正膠）紫 外 線(xiàn) 曝 光 燈光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻工藝的簡(jiǎn)介硅片截面表面生長(zhǎng)氧化層曝光完成后，因?yàn)檠谀D形遮擋的原因，只有部分膠膜被紫外光充分照射，化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變（圖中橘黃色所示位置被曝光）。 紫 外 線(xiàn) 曝 光 燈光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻工藝的簡(jiǎn)介硅片截面表面生長(zhǎng)氧化層曝光完成，接下來(lái)的工藝是顯影，通過(guò)浸泡顯影液，被曝光的正性光刻膠或未曝光的負(fù)性光刻膠會(huì)被溶除。從而實(shí)現(xiàn)將掩膜上的圖形

3、復(fù)印到膠層。上圖為顯影機(jī)，構(gòu)造與勻膠機(jī)類(lèi)似光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻工藝的簡(jiǎn)介至此，光刻工藝簡(jiǎn)介告一段落，經(jīng)過(guò)顯影后的QC檢驗(yàn)后即可送往下步工序。光刻的下步工序?yàn)椋簼穹ǜg、干法刻蝕、離子注入硅片截面表面生長(zhǎng)氧化層下圖是以濕法腐蝕為例：光刻工藝的簡(jiǎn)介光刻工藝的簡(jiǎn)介通過(guò)濕法腐蝕，主要用于去除掉沒(méi)有光刻膠保護(hù)部分的氧化硅層或鋁層。利用光刻膠的抗蝕性和阻隔離子的能力，有選擇的保護(hù)硅片表面的氧化層、氮化硅層、鋁層等等，就是光刻工藝的意義。硅片截面表面生長(zhǎng)氧化層光刻膠光刻膠光刻膠：是一種具有感光成像功能的混合物，光刻膠：是一種具有感光成像功能的混合物，其其溶質(zhì)溶質(zhì)為有用成分，具有抗蝕能力。使用時(shí)，為有用成分，具

4、有抗蝕能力。使用時(shí)，用勻膠機(jī)均勻的涂在硅片的表面。膠層在經(jīng)過(guò)用勻膠機(jī)均勻的涂在硅片的表面。膠層在經(jīng)過(guò)紫外線(xiàn)照射時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)性質(zhì)的改變，經(jīng)過(guò)顯紫外線(xiàn)照射時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)性質(zhì)的改變，經(jīng)過(guò)顯影后部分膠層被溶解，這樣就承載了影后部分膠層被溶解，這樣就承載了掩膜版掩膜版上上的圖形。的圖形。光刻膠光刻膠根據(jù)光刻膠溶質(zhì)感光性的差異，將光刻膠分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠，以下簡(jiǎn)稱(chēng)正膠和負(fù)膠。正膠：本身是難溶于正膠顯影液的物質(zhì)。而被紫外線(xiàn)照射 過(guò)的膠層會(huì)變?yōu)橐兹?，?jīng)正膠顯影液顯影后，會(huì)被 溶解去除。負(fù)膠：與正膠相反，本身就是易溶于負(fù)膠顯影液的物質(zhì)。 而被紫外線(xiàn)照射后的膠層會(huì)變?yōu)殡y溶，能夠抵抗負(fù) 膠顯影液的顯影。未曝光

5、的膠層會(huì)被溶解去除。光刻膠光刻膠假設(shè)如下情景： 紫外線(xiàn)光源掩膜（不透光）勻過(guò)負(fù)膠的硅片光刻膠光刻膠結(jié)果：結(jié)果：陰影部分未經(jīng)曝光，顯陰影部分未經(jīng)曝光，顯影后，為感光的負(fù)膠層影后，為感光的負(fù)膠層被顯影液溶除。因此陰被顯影液溶除。因此陰影處不留膠。影處不留膠。若起始勻的為正膠則剛?cè)羝鹗紕虻臑檎z則剛好相反，陰影部分的膠好相反，陰影部分的膠層會(huì)留下。層會(huì)留下。此片經(jīng)顯影后，判斷陰影部分是否有膠？若起始勻的為正膠此片經(jīng)顯影后，判斷陰影部分是否有膠？若起始勻的為正膠結(jié)果如何？結(jié)果如何？光刻膠光刻膠勻膠工藝：勻膠工藝：l涂膜：在勻膠前的片子表面涂一層增粘劑（HMDS），以增強(qiáng)膠層的粘附力。l勻膠：利用勻膠機(jī)

6、勻出均勻膠層。需要注意勻膠的種類(lèi)，以及選擇不同的勻膠程序來(lái)得到不同厚度的膠層。l前烘：通過(guò)提高溫度使光刻膠中的溶劑充分揮發(fā)，以增強(qiáng)膠層的粘附力。4、6寸曝光寸曝光曝光的目的就是要在感光膠層上復(fù)印出掩膜圖形，目前燕東4、6寸生產(chǎn)線(xiàn)在曝光方式上存在比較大的差異。l4寸：接觸式一次曝光接觸式一次曝光 掩膜板直接與光刻膠層接觸。曝光出來(lái)的圖形與掩膜板上的圖形分辨率相當(dāng)，設(shè)備簡(jiǎn)單。l6寸：投影式多次步進(jìn)曝光投影式多次步進(jìn)曝光 在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集實(shí)現(xiàn)曝光。掩膜板的尺寸以所需圖形的5倍制做。引用自：百度百科-光刻 4、6寸曝光寸曝光l4寸：接觸式一次曝光接觸式一次曝光主要由人工對(duì)準(zhǔn)，手動(dòng)進(jìn)行曝

7、光。主要由人工對(duì)準(zhǔn)，手動(dòng)進(jìn)行曝光。需要經(jīng)過(guò)版的對(duì)準(zhǔn)、上片、標(biāo)記需要經(jīng)過(guò)版的對(duì)準(zhǔn)、上片、標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)、曝光、下片幾步。對(duì)準(zhǔn)、曝光、下片幾步。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、曝光快優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、曝光快缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1、人工操作，人為因素的影響較、人工操作，人為因素的影響較大。大。2、接觸式曝光對(duì)掩膜版的磨損沾、接觸式曝光對(duì)掩膜版的磨損沾污很?chē)?yán)重，既影響曝光質(zhì)量，又污很?chē)?yán)重，既影響曝光質(zhì)量，又導(dǎo)致版的壽命很短。導(dǎo)致版的壽命很短。4、6寸曝光寸曝光l4寸：接觸式一次曝光接觸式一次曝光圖中為圖中為4寸掩膜版寸掩膜版紫 外 線(xiàn) 曝 光 燈上上版版-上片上片-對(duì)準(zhǔn)和頂緊對(duì)準(zhǔn)和頂緊-曝光曝光-下片下片4、6寸曝光寸曝光l4寸：接

8、觸式一次曝光接觸式一次曝光只對(duì)一次版即可連續(xù)只對(duì)一次版即可連續(xù)地完成多片曝光地完成多片曝光紫 外 線(xiàn) 曝 光 燈對(duì)準(zhǔn)和頂緊對(duì)準(zhǔn)和頂緊 -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：投影式多次步進(jìn)曝光投影式多次步進(jìn)曝光紫 外 線(xiàn) 曝 光 燈6寸掩膜版寸掩膜版上上版版- 上片上片 - 步進(jìn)曝光步進(jìn)曝光4、6寸曝光寸曝光6寸：投影式多次步進(jìn)曝光投影式多次步進(jìn)曝光每個(gè)小方框都表示一個(gè)每個(gè)小方框都表示一個(gè)曝光場(chǎng)區(qū)，即一次曝光曝光場(chǎng)區(qū)，即一次曝光形成一個(gè)小方框。形成一個(gè)小方框。步進(jìn)：機(jī)械控制每次移步進(jìn)：機(jī)械控制每次移動(dòng)固定距離，按照動(dòng)固定距離，按照“S”形，多次曝光，遍布整形，多次曝光，遍布整個(gè)片子。個(gè)片子。4、6寸曝光寸曝光6寸曝光機(jī)的套刻對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)6寸曝光機(jī)的激光寸曝光機(jī)的激光對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)保證保證每次光刻都以相同每次光刻都以相同位置為基準(zhǔn)。機(jī)械位置為基準(zhǔn)。機(jī)械系統(tǒng)和電腦的控制系統(tǒng)和電腦的控制大大提高了對(duì)準(zhǔn)的大大提高了對(duì)準(zhǔn)的精度。精度。xyyx光刻的意義光刻的意義光刻是半導(dǎo)體芯片加工中的關(guān)鍵工序！l光刻確定了