半導(dǎo)體制程概論蕭宏

半導(dǎo)體制程概論蕭宏HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm1第1頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm2目標(biāo)列出組成光阻的四個成分?jǐn)⑹稣?fù)光阻間的差異敘述微影製程的程序列出四種對準(zhǔn)和曝光系統(tǒng)敘述晶圓在晶圓軌道機、步進機整合系統(tǒng)中的移動方式.說明解析度和景深、波長及數(shù)字孔徑的關(guān)係第2頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm3簡介微影技術(shù)暫時將光阻塗佈在晶圓表面轉(zhuǎn)移設(shè)計的圖案到光阻IC製造流程的核心佔40到50%全部的晶圓製程時間決定最小的圖形尺寸第3頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm4微影技術(shù)的應(yīng)用主要的應(yīng)用:IC圖案化製程其他的應(yīng)用：印刷電路板，

銘板，印板等.第4頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm5IC製造電子束或照相

EDA PR 晶片

微影技術(shù)

離子佈植光罩或

倍縮光罩蝕刻EDA:電子設(shè)計自動化PR:光阻第5頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm6IC製造的製程流程圖材料IC設(shè)計光罩IC生產(chǎn)廠房測試封裝最終測試加熱製程微影製程蝕刻與光阻剝除佈植與光阻剝除金屬化化學(xué)機械研磨介電質(zhì)沉積晶圓第6頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm7微影技術(shù)的要項高解析度高感光度精確的對準(zhǔn)性精確的製程參數(shù)控制低的缺陷密度第7頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm8光阻感光材料暫時塗佈在晶圓上將設(shè)計的圖案經(jīng)由曝光轉(zhuǎn)印到晶圓表面和照相機的底片的感光材料相似第8頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm9負(fù)光阻曝光後不可溶解顯影之後，未曝光的部分被顯影劑溶解.較便宜正光阻曝光後不可溶解顯影之後，曝光的部分被顯影劑溶解解析度較好正負(fù)光阻的比較第9頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm10光罩/倍縮光罩曝光顯影後負(fù)光阻紫外線正光阻基片基片基片光阻基片光阻正負(fù)光阻的圖案化製程第10頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm11光阻化學(xué)始於印刷電路技術(shù)1950年代後為半導(dǎo)體工業(yè)採用圖案化製程的關(guān)鍵分為正、負(fù)光阻兩種第11頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm12光阻的基本成分聚合體 溶劑感光劑添加劑第12頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm13聚合體有機固態(tài)材料將設(shè)計圖案轉(zhuǎn)移到晶圓表面藉由紫外線曝光時的光化學(xué)反應(yīng)改變?nèi)芙舛日庾?從不可溶到可溶

負(fù)光阻:從可溶到不可溶

第13頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm14溶劑溶解聚合體成液體稀釋光阻以便利用旋轉(zhuǎn)的方式形成薄膜層第14頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm15感光劑控制並/或調(diào)整光阻在曝光過程的光化學(xué)反應(yīng).決定曝光時間和強度第15頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm16添加劑透過不同的化學(xué)添加以達到想要的製程，例如染料可以減少反射.第16頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm17負(fù)光阻大部分的負(fù)光阻是聚異戊二烯(polyisoprene)光阻曝光後變成交連聚合體交連聚合體有較高的化學(xué)蝕刻阻抗力.未曝光的部分在顯影劑中將被溶解.第17頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm18負(fù)光阻光罩曝光顯影負(fù)光阻第18頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm19負(fù)光阻缺點聚合體吸收顯影劑由於光阻的膨脹(swelling)使的解析力不好由於主要溶劑是二甲苯(xylene)引起環(huán)安的爭點.第19頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm20光阻的比較負(fù)光阻薄膜正光阻薄膜基片基片第20頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm21正光阻曝光的部分溶解於顯影劑正光阻的圖像和光罩上的圖像相同解析力較高通常在IC生產(chǎn)工廠使用第21頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm22正光阻主要是酚醛樹脂醋酸鹽類的溶劑感光劑是一種溶解抑制劑，會交連在樹脂中曝光過程的光能會分解感光劑並破壞交連結(jié)構(gòu)使曝光的樹脂變的能夠溶解在液態(tài)的基底溶液(顯影劑)第22頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm23問題既然正光阻比負(fù)光阻可以達到較高的解析度，在1980年代之前為何人們不使用?正光阻的價格較負(fù)光阻高，因此負(fù)光阻是被使用的對象，直到最小的圖案內(nèi)容達到3mm才被正光阻取代.第23頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm24化學(xué)增強式光阻深紫外線(DUV),l

248nm光源:準(zhǔn)分子雷射光強度遠低於水銀燈的I-譜線(365nm)的強度需要不同種類的光阻第24頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm25化學(xué)增強式光阻使用催化作用來增加光阻的有效感光度光阻受到DUV光線照射時，光阻中會生成光酸(photo-acid)曝光後烘烤(PEB)將晶圓加熱,而在催化反應(yīng)中，熱能會驅(qū)使光酸擴散和增強感光度光酸移除保護群曝光的部份將被顯影劑移除第25頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm26化學(xué)增強式光阻+H+加熱+H+曝光光阻曝光光阻

曝光後烘烤之前

曝光後烘烤之後+保護群保護群第26頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm27光阻的要項高解析力光阻越薄，解析力越高光阻越薄，對抗蝕刻和離子佈植能力也越抗蝕刻能力高好的附著力製程的自由度較大對於製程條件改變的容忍度也越大(製程較穩(wěn)定)第27頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm28光阻的物理性質(zhì)光阻必須承受的製程條件塗佈,旋轉(zhuǎn),烘烤,顯影.蝕刻阻抗遮蔽離子佈植製程第28頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm29光阻效能的因素解析力附著力曝光速率,感光力和曝光光源製程自由度針孔粒子和污染物的等級階梯覆蓋(StepCoverage)熱流量(ThermalFlow)第29頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm30解析度的性能在光阻層可以產(chǎn)生的最小開口或空間.與曝光源和顯影過程等特別製程相關(guān).光阻薄膜越薄，解析度越高.對抗蝕刻、離子佈質(zhì)的遮蔽和無針孔則需要較厚的光阻薄膜正光阻因為聚合體的尺寸較小，所以有較好的解析力.第30頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm31光阻特性概要參數(shù)負(fù)光阻正光阻聚合物聚異戊二烯酚醛樹脂光反應(yīng)聚合反應(yīng)光溶解化作用感光劑提供有助於交連橡膠分子的自由基使曝光的樹脂變的能溶解基底溶液添加劑染料染料第31頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm32微影製程第32頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm33微影製程的基本步驟光阻塗佈對準(zhǔn)和曝光顯影第33頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm34基本步驟,舊技術(shù)

晶圓清洗脫水烘烤底漆層的旋轉(zhuǎn)塗佈與光阻軟烘烤對準(zhǔn)和曝光顯影圖案檢視硬烘烤光阻塗佈顯影第34頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm35基本步驟,先進技術(shù)

晶圓清洗預(yù)烤和底漆層塗佈光阻旋轉(zhuǎn)塗佈軟烘烤對準(zhǔn)和曝光曝光後烘烤顯影硬烘烤圖案檢查光阻塗佈顯影軌道-步進機整合系統(tǒng)第35頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm36硬烘烤剝除光阻蝕刻先前的製程離子佈植退回表面預(yù)處理光阻塗佈軟烘烤對準(zhǔn)及曝光顯影檢視曝光後烘烤驗過清洗晶圓軌道系統(tǒng)光學(xué)區(qū)間光學(xué)單元微影製程的流程圖第36頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm37晶圓清洗P型井區(qū)USGSTI多晶矽匣極氧化層第37頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm38預(yù)烤與底漆層蒸氣塗佈P型井區(qū)USGSTI多晶矽底漆層，附著層第38頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm39光阻塗佈P型井區(qū)USGSTI多晶矽光阻底漆層，附著層第39頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm40軟烘烤P型井區(qū)USGSTI多晶矽光阻第40頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm41對準(zhǔn)和曝光P型井區(qū)USGSTI多晶矽光阻匣極光罩第41頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm42對準(zhǔn)和曝光匣極光罩P型井區(qū)USGSTI多晶矽光阻第42頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm43曝光後烘烤P型井區(qū)USGSTI多晶矽光阻第43頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm44顯影P型井區(qū)USGSTI多晶矽光阻第44頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm45硬烘烤P型井區(qū)USGSTI多晶矽光阻第45頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm46圖案檢視P型井區(qū)USGSTI多晶矽光阻第46頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm47清洗晶圓移除污染物移除微粒減少針孔和其他缺陷增加光阻的附著力基本步驟化學(xué)清洗超純水清洗旋乾第47頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm48較早期的方法高壓氮氣吹乾旋轉(zhuǎn)刷洗高壓蒸氣吹乾微影製程,清洗第48頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm49旋乾化學(xué)清洗超純水清洗晶圓清洗製程第49頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm50脫水烘烤移除晶圓表面的濕氣提昇光阻和晶圓表面的附著力通常的溫度是100°C和底層漆塗佈整合微影製程,預(yù)備處理過程第50頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm51提昇光阻在晶圓表面的附著力廣泛使用:六甲基二戊烷(HMDS)HMDS蒸氣塗佈在光阻自旋塗佈之前在預(yù)烤製程中以臨場方式沉積在晶圓表面在光阻塗佈前，以冷卻平板降溫微影製程,底層漆第51頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm52底漆層蒸氣塗佈脫水烘烤晶圓預(yù)備處理反應(yīng)室底漆層晶圓加熱平板加熱平板HMDS蒸氣

預(yù)烤和底漆層蒸氣塗佈第52頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm53晶圓冷卻晶圓在光阻塗佈前需要冷卻水冷式冷卻平板溫度影響光阻的黏滯性影響光阻自旋塗佈的厚度第53頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm54自旋塗佈晶圓放在一個帶有真空吸盤的轉(zhuǎn)軸上以高速旋轉(zhuǎn)液態(tài)裝阻在晶圓中間導(dǎo)入光阻藉由離心力散佈均勻的舖在晶圓表面第54頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm55黏滯性流體黏在固體表面的特性影響光阻自旋塗佈的厚度與光阻的種類和溫度相關(guān)自旋轉(zhuǎn)數(shù)越高塗佈的均勻性越好第55頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm56光阻厚度與自旋轉(zhuǎn)速在不同的黏滯係數(shù)下的關(guān)係厚度(μm)自旋轉(zhuǎn)速(rpm)07k2k3k4k5k6k0.51.01.52.02.53.03.5100cst50cst27cst20cst10cst5cst第56頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm57動態(tài)自旋轉(zhuǎn)速時間自旋轉(zhuǎn)速第57頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm58光阻自旋塗佈機讓光阻散佈在自旋的晶圓表面晶圓放在一個帶有真空吸盤的轉(zhuǎn)軸上慢轉(zhuǎn)速~500rpm升高到~3000-7000rpm第58頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm59自旋塗佈機從晶圓軌道系統(tǒng)的機械臂的自動晶圓裝載系統(tǒng)真空吸盤吸住晶圓阻擋污染物和排放端排放氣體的特徵可控制的自旋馬達輸配和輸配幫浦邊緣小珠的移除第59頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm60光阻自旋塗佈機真空系統(tǒng)光阻邊緣球狀物移除法晶圓吸盤水套管排放端排氣第60頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm61光阻的應(yīng)用轉(zhuǎn)軸光阻輸配噴嘴吸盤晶圓到真空幫浦第61頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm62光阻回收轉(zhuǎn)軸到真空幫浦光阻輸配噴嘴吸盤光阻回收晶圓第62頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm63光阻自旋塗佈轉(zhuǎn)軸到真空幫浦光阻輸配噴嘴吸盤光阻回收晶圓第63頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm64光阻自旋塗佈轉(zhuǎn)軸到真空幫浦光阻輸配噴嘴吸盤光阻回收晶圓第64頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm65光阻自旋塗佈轉(zhuǎn)軸到真空幫浦光阻輸配噴嘴吸盤光阻回收晶圓第65頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm66光阻自旋塗佈轉(zhuǎn)軸到真空幫浦光阻輸配噴嘴吸盤光阻回收晶圓第66頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm67光阻自旋塗佈轉(zhuǎn)軸到真空幫浦光阻輸配噴嘴吸盤光阻回收晶圓第67頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm68光阻自旋塗佈轉(zhuǎn)軸到真空幫浦光阻輸配噴嘴吸盤光阻回收晶圓第68頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm69光阻自旋塗佈轉(zhuǎn)軸到真空幫浦光阻輸配噴嘴吸盤光阻回收晶圓第69頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm70光阻自旋塗佈轉(zhuǎn)軸到真空幫浦光阻輸配噴嘴吸盤光阻回收晶圓第70頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm71光阻自旋塗佈轉(zhuǎn)軸到真空幫浦光阻輸配噴嘴吸盤光阻回收晶圓第71頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm72邊緣球狀物移除法(EBR)光阻散佈到邊緣在邊緣累積在機械晶圓處理會撕裂晶圓邊緣的光阻堆積物而造成微粒狀物質(zhì)的污染前端和後端的化學(xué)式邊緣球狀物移除法前端的光學(xué)式邊緣球狀物移除法第72頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm73化學(xué)式邊緣球狀物移除法轉(zhuǎn)軸至真空幫浦吸盤晶圓溶劑第73頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm74化學(xué)式邊緣球狀物移除法轉(zhuǎn)軸至真空幫浦吸盤晶圓溶劑第74頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm75準(zhǔn)備軟烘烤轉(zhuǎn)軸至真空幫浦吸盤晶圓第75頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm76光學(xué)式邊緣球狀物移除法在對準(zhǔn)和曝光之後晶圓邊緣曝光(Waferedgeexpose；WEE)邊緣上的曝光光阻在顯影過程溶解第76頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm77光學(xué)式邊緣球狀物移除法—邊緣曝光轉(zhuǎn)軸吸盤晶圓光阻第77頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm78轉(zhuǎn)軸至真空幫浦吸盤晶圓圖案化光阻邊緣光阻移除光學(xué)式邊緣球狀物移除法—顯影後第78頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm79軟烘烤使光阻中的溶劑大部分被汽化驅(qū)逐溶劑使光阻易形成薄膜，但是也會吸收輻射影像附著力軟烘烤的時間和溫度以矩陣計算來決定過度烘烤:過早的聚合作用，曝光度不靈敏烘烤不足:影像附著力和曝光不靈敏第79頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm80軟烘烤加熱平板對流烤箱紅外線烤箱微波烤箱第80頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm81烘烤系統(tǒng)加熱器真空晶圓加熱器熱氮氣晶圓微波源真空晶圓光阻吸盤加熱平板對流烤箱微波烤箱第81頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm82加熱平板工業(yè)上廣泛的使用背面加熱避免形成「硬外殼」整合在晶圓軌道系統(tǒng),塗佈、烘烤和顯影在同一條線上加熱器晶圓第82頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm83晶圓冷卻需要冷卻到室溫水冷式冷卻平板矽的熱膨脹速率:2.510-6/C對8吋(200mm)晶圓,1C的改變將引起直徑0.5mm的差異第83頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm84對準(zhǔn)和曝光IC製造中最關(guān)鍵的製程IC生產(chǎn)工廠中最昂貴的工具(步進機.最具挑戰(zhàn)性的技術(shù)決定圖案上的最小尺寸目前的0.18mm將向0.13mm推進第84頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm85對準(zhǔn)和曝光的工具接觸式印像機鄰接式印像機投影式印像機步進機第85頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm86接觸式印像機最簡單的設(shè)備在1970年代中期以前使用解析力:可達到次微米與晶圓光罩直接接觸，限制了光罩的壽命粒子第86頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm87接觸式印像機光源透鏡光罩光阻晶圓第87頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm88接觸式印像法N型矽光阻紫外線光罩第88頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm89鄰接式印像機光罩距晶圓表面約~10mm沒有直接的接觸光罩的壽命較長解析力:>3mm第89頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm90鄰接式印像機光源透鏡光罩光阻晶圓~10mm第90頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm91鄰接式印像法N型矽光阻紫外線~10mm光罩第91頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm92投影式印像機操作就像投影機一樣光罩對晶圓,1:1解析力大約1mm第92頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm93光源透鏡光罩光阻晶圓投影式曝光系統(tǒng)第93頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm94光源透鏡光罩光阻晶圓光罩與晶圓同步移動狹縫透鏡掃描投影式曝光系統(tǒng)第94頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm95步進機在先進的IC生產(chǎn)工廠中最流行的微影製程工具波長越短圖案化的解析度越好最小圖形尺寸0.25mm以下非常昂貴第95頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm96問與答為什麼5:1縮小比例在半導(dǎo)體工業(yè)會比10:1來的普及?10:1的圖像縮小會比5:1的圖像縮小有較佳的光學(xué)微影解析度.然而他的光罩曝光面積只有5:1縮小比例光罩的四分之一,這表示總共的曝光時間將會是四倍.第96頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm97步進式曝光系統(tǒng)晶圓平臺投影透鏡光源倍縮光罩晶圓投影透鏡第97頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm98步進式對準(zhǔn)及曝光系統(tǒng)的示意圖晶圓平臺干涉儀鏡面組對準(zhǔn)雷射投影透鏡晶圓干涉雷射XY倍縮光罩平臺參考記號光源倍縮光罩第98頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm99曝光光源短波長高強度穩(wěn)定高壓水銀燈管準(zhǔn)分子雷射第99頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm100水銀燈的光譜G-線(436)H-線(405)I-線(365)300400500600波長(nm)強度(a.u)深紫外線(<260)第100頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm101微影技術(shù)的光源第101頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm102曝光控制曝光取決於光的強度和曝光的時間和照相機的曝光相似強度由電力控制光強度可調(diào)整經(jīng)常定期性的校正光線的強度第102頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm103問題當(dāng)倍縮光罩仍留在步進機的倍縮光罩平臺時，工程師就執(zhí)行例行的照明器—光強度(illuminator—intensity)的校正工作，試問會導(dǎo)致哪種問題?第103頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm104答因為被縮光罩阻擋一些來自照明器的光線，在晶圓平臺上的光感測器會接收到比沒有倍縮光罩時要少的光子.因此讀數(shù)比實際值來的低。要把光源校正到所需的水準(zhǔn)，使用的電力要增加，光的強度也將比原來應(yīng)有的值高，錯誤的校正會造成光阻的過度曝光。.第104頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm105駐波效應(yīng)入射光和反射光產(chǎn)生干涉光阻層產(chǎn)生週期性過度曝光和曝光不足的條紋狀結(jié)構(gòu)影響微影技術(shù)的解析度第105頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm106駐波強度光強度光阻的表面基片的表面l/nPR建設(shè)性干涉,曝光過度平均強度破壞性干涉,曝光不足第106頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm107駐波在光阻上的效應(yīng)光阻l/nPR基片過度曝光曝光不足第107頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm108曝光後的烘烤(PEB)光阻玻璃型過渡溫度Tg烘烤溫度要比Tg高提供熱能使光阻分子產(chǎn)生熱運動將過度曝光和曝光不足的光阻分子重新排列平均駐波的效應(yīng)平滑光阻的側(cè)避和增加解析度第108頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm109曝光後的烘烤(PEB)對深紫外線製程所使用的化學(xué)增強型光阻,曝光後的烘烤提供酸擴散和增強時所需的熱量.在曝光後的烘烤製程之後,由於酸的增強作用而產(chǎn)生顯著的化學(xué)變化，因此曝光區(qū)域的圖像就會呈現(xiàn)在光阻上第109頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm110曝光後的烘烤(PEB)曝光後的烘烤經(jīng)常使用溫度在範(fàn)圍110到130C的加熱平板烘烤約一分鐘.對於相同種類的光阻，曝光後的烘烤經(jīng)常比軟烘烤所需的烘烤溫度來的高.曝光後的烘烤不足將無法完全消除駐波的圖案,過度的烘烤則會造成光阻的聚合作用且影響光阻顯影的製程第110頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm111曝光後烘烤可減少駐波效應(yīng)光阻基片第111頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm112晶圓冷卻在曝光後的烘烤植之後，晶圓放在冷卻平板上在送到顯影製程前冷卻到室溫高溫加速化學(xué)反應(yīng)並且引起過度顯影,光阻關(guān)鍵尺寸損失(CDloss)第112頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm113顯影顯影劑溶解光阻軟化的部分從光罩或倍縮光罩轉(zhuǎn)移圖像三個基本步驟:顯影洗滌乾燥第113頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm114旋乾顯影洗滌顯影製程的三個步驟第114頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm115顯影劑正光阻通常使用弱鹼溶液最常使用的一種是氫氧化四甲基氨【tetramethylammoniumhydride,TMAH,(CH3)4NOH】第115頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm116顯影光阻光阻光阻光阻基片基片基片基片薄膜薄膜薄膜薄膜光罩曝光顯影蝕刻光阻塗佈第116頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm117不同顯影步驟所造成的光阻輪廓光阻光阻基片基片光阻基片光阻基片正常顯影顯影不足過度顯影不完全顯影第117頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm118顯影溶液 正光阻

負(fù)光阻顯影劑 氫氧化四甲基氨

二甲苯

洗滌液 超純水

乙酸丁酯第118頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm119真空顯影液晶圓吸盤水套管排放端超純水自旋顯影系統(tǒng)示意圖第119頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm120光學(xué)式的邊緣球狀物移除—曝光轉(zhuǎn)軸吸盤晶圓光阻光源光束第120頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm121光學(xué)式的邊緣球狀物移除—曝光轉(zhuǎn)軸吸盤晶圓光阻光源光束曝光的光阻第121頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm122應(yīng)用顯影溶液轉(zhuǎn)軸吸盤晶圓曝光的光阻顯影液輸配噴嘴至真空幫浦第122頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm123應(yīng)用顯影溶液轉(zhuǎn)軸至真空幫浦吸盤晶圓曝光的光阻第123頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm124顯影液自旋轉(zhuǎn)軸至真空幫浦吸盤晶圓圖案化光阻邊緣光阻移除第124頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm125超純水洗滌轉(zhuǎn)軸至真空幫浦吸盤晶圓超純水輸配噴嘴第125頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm126旋乾轉(zhuǎn)軸至真空幫浦吸盤晶圓第126頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm127準(zhǔn)備好到下一個步驟轉(zhuǎn)軸吸盤晶圓第127頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm128泥漿式顯影晶圓泥漿顯影液形成泥漿泥漿覆蓋在整個晶圓上自旋洗滌和乾燥第128頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm129硬烘烤將所有在光阻中的溶劑蒸發(fā)去除改進光阻蝕刻和離子佈植的抵抗力改進光阻表面的附著力聚合作用和穩(wěn)定光阻光阻流動填滿針孔第129頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm130藉熱流填滿光阻的針孔光阻基片基片光阻針孔第130頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm131硬烘烤通常使用的方法是加熱平板經(jīng)檢視後在烤箱中進行硬烘烤的溫度:100到130C烘烤時間約1到2分鐘對相同的光阻，硬烘烤溫度通常會比軟烘烤的溫度還要高些第131頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm132硬烘烤烘烤不足不足的熱聚合作用光阻蝕刻速率高附著力差過度烘烤流動過度而影響到微影技術(shù)製程的解析度第132頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm133光阻基片基片正常烘烤過度烘烤光阻流動過度而影響到微影技術(shù)製程的解析度.光阻光阻流動第133頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm134問與答假如一位工程師拿了一瓶不對的光阻來使用，接下來會發(fā)生什麼結(jié)果?每一種光阻有自己的感光度和黏滯性，所需要的自旋轉(zhuǎn)速、自旋轉(zhuǎn)速昇高速率，自旋時間、烘烤的次數(shù)和溫度、曝光的強度和時間以及顯影劑和狀況.圖案轉(zhuǎn)移必定失敗.第134頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm135圖案檢視無法通過圖案檢視，則需要剝除光阻送回重做光阻上圖案是暫時性的蝕刻和離子佈植的圖案式永久的.微影製程是可以重做的蝕刻或離子佈植之後就不能重做了.掃描式電子顯微鏡(Scanningelectronmicroscope；SEM)光學(xué)顯微鏡第135頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm136問與答為什麼光學(xué)顯微鏡無法使用在0.25微米的圖形的檢視?因為圖形尺寸(0.25mm=2500?)比可見光的波長還要短，其範(fàn)圍是從3900?(紫)~7500?(紅)第136頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm137電子式顯微鏡電子束在轉(zhuǎn)角區(qū)有較多的二次電子光阻基片在側(cè)壁及平面上有較少的電子第137頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm138圖案檢視重疊或

對準(zhǔn)插出,插入,倍縮光罩旋轉(zhuǎn),晶圓旋轉(zhuǎn),x方向的錯置以及y方向的錯置關(guān)鍵尺寸(CD)表面不合規(guī)格的事務(wù)，像是括痕、針孔、瑕疵、污染物等.第138頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm139對準(zhǔn)失誤的例子插出倍縮光罩旋轉(zhuǎn)及晶圓旋轉(zhuǎn)q插入X方向的錯置Y方向的錯置第139頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm140關(guān)鍵尺寸(CD)好的CDCD損失傾斜的邊緣光阻光阻基片光阻基片基片第140頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm141圖案檢視假如晶圓通過了檢視步驟，則他們會從光學(xué)區(qū)間(光學(xué)微影區(qū)間)移出並進入下一個製程步驟亦即蝕刻或是離子佈植的步驟第141頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm142晶圓軌道機—步進機整合系統(tǒng)整合光阻塗佈、曝光和顯影的製程系統(tǒng)中央電腦控制軌道機器人較高的產(chǎn)出改善製程良率第142頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm143晶圓進入加熱平板顯影劑分配軌道加熱平板自旋機臺步進機軌道機器人第143頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm144預(yù)烤和底漆層蒸氣塗佈加熱平板顯影劑分配軌道加熱平板自旋機臺步進機軌道機器人第144頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm145光阻自旋塗佈加熱平板顯影劑分配軌道加熱平板自旋機臺步進機軌道機器人第145頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm146軟烘烤加熱平板顯影劑分配軌道加熱平板自旋機臺步進機軌道機器人第146頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm147對準(zhǔn)和曝光加熱平板顯影劑分配軌道加熱平板自旋機臺步進機軌道機器人第147頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm148曝光後烘烤(PEB)加熱平板顯影劑分配軌道加熱平板自旋機臺步進機軌道機器人第148頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm149顯影加熱平板顯影劑分配軌道加熱平板自旋機臺步進機軌道機器人第149頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm150硬烘烤加熱平板顯影劑分配軌道加熱平板自旋機臺步進機軌道機器人第150頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm151晶圓輸出加熱平板顯影劑分配軌道加熱平板自旋機臺步進機軌道機器人第151頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm152晶圓軌道機—步進機整合系統(tǒng)示意圖加熱平板預(yù)備處理反應(yīng)室冷卻平板冷卻平板自旋塗佈機顯影機步進機晶圓移動方向晶圓中央軌道機器人第152頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm153堆疊式軌道系統(tǒng)較小的佔地空間持有的成本較低第153頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm154堆疊式軌道系統(tǒng)加熱平板冷卻平板預(yù)備處理反應(yīng)室顯影機自旋塗佈機第154頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm155未來的趨勢較小的圖案尺寸較高的解析力用較短的波長曝光相位移光罩第155頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm156光學(xué)的微影技術(shù)系統(tǒng)光學(xué)光繞射解析度景深(DOF)第156頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm157繞射基本的光學(xué)性質(zhì)光本身是一種波波繞射繞射影響解析度第157頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm158沒有透鏡的光繞射繞射光光罩投影光的強度第158頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm159減少光的繞射光的波長越短產(chǎn)生的繞射越少光學(xué)透鏡可以將繞射光線聚焦增強影像第159頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm160由透鏡收集的繞射光漫射的折射光透鏡理想的光強度圖案由透鏡聚焦後得到較少的繞射光光罩roD經(jīng)過透鏡的光繞射第160頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm161數(shù)值孔徑(NA)NA

是透鏡收集繞射光的能力NA=2r0/Dr0:透鏡的半徑D=透鏡到物體的距離透鏡有較大的NA可以捕捉到更高階(high-order)的繞射光線並取得較清晰的影像.第161頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm162解析度可重複達到的最小圖形尺寸受光波波長和系統(tǒng)的數(shù)值孔徑?jīng)Q定.解析度可以描述成：第162頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm163解析度(續(xù))K1是系統(tǒng)常數(shù),l

是光波的波長,數(shù)值孔徑NA=2ro/D,NA:透鏡收集繞射光線的能力第163頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm164練習(xí)1,K1=0.6 RG-線 436nm 0.60 ___

mI-線 365nm 0.60 ___

m深紫外線 248nm 0.60 ___

m 193nm 0.60 ___

m第164頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm165改善解析度增加數(shù)值孔徑較大的透鏡，造價昂貴且不實際減少景深並且建構(gòu)困難波長縮短需要發(fā)展光源,光阻和設(shè)備波長縮短的限制紫外線到深紫外線,到極紫外線,進而到X光減少K1相位移光罩第165頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm166電磁波的波長和頻率RFMWIRUVX-ray可見光10410610810101012101410161018f(Hz)10410210010-210-410-610-810-10l(公尺)g-ray10-121020RF:射頻頻率;MW:微波;IR:紅外線;及UV:紫外線第166頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm167景深係指一個範(fàn)圍，指光在透鏡的焦距內(nèi)，投射影像可以達到好的解析度的範(fàn)圍景深可以描述成:第167頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm168光學(xué)系統(tǒng)的景深示意圖)(22NAKDOFl=2聚焦第168頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm169 DOFG-線 436nm 0.60 ___

mI-線 365nm 0.60 ___

m深紫外線 248nm 0.60 ___

m 193nm 0.60 ___

m2練習(xí)2,K2=0.6第169頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm170景深較小的數(shù)值孔徑，較大的景深用完即丟的照相機鏡頭都非常小幾乎所有的東西都在焦距內(nèi)解析度差改善解析度的方式傾向於較短的波長而不是增加數(shù)值孔徑高解析度,景深就會變小焦距的中心正好放在光阻的中間部位第170頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm171將光線聚焦在光阻的厚度中點可使解析度最佳化光阻基片景深聚焦中心第171頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm172高解析度的需求較短的波長l

較大的數(shù)值孔徑(NA).同時景深減少晶圓表面必須高度的平坦化.化學(xué)機械研磨可以達到0.25mm或更小幾何圖案所要求的表面平坦化的效果表面平坦化的需求第172頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm173I-光線和深紫外線水銀I-光線,365nm一般使用在0.35mm的微影製程深紫外線KrF準(zhǔn)分子雷射,248nm0.25mm,0.18mm和0.13mm微影技術(shù)ArF準(zhǔn)分子雷射,193nm應(yīng)用:<0.13mmF2準(zhǔn)分子雷射157nm仍在研發(fā)中,<0.10mm應(yīng)用第173頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm174I-光線和深紫外線當(dāng)波長為180nm或更短時，SiO2

會強力吸收紫外線矽光學(xué)透徑和光罩不能使用157nmF2

雷射光微影技術(shù)含低OH濃度的熔合二氧化矽、摻雜氟的二氧化矽以及氟化鈣(CaF2)使用相位移光罩,即使0.035mm都有可能更多技術(shù)延遲來自於下一世代微影技術(shù)的開發(fā)第174頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm175下一世代的微影技術(shù)(NGL)極紫外線(EUV)微影技術(shù)X-光微影技術(shù)電子束(E-beam)微影技術(shù)第175頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm176未來的趨勢1.51.00.80.50.350.250.180.1300.20.40.60.811.21.41.68488909395980104年代圖形尺寸(mm)07100.100.07光微影技術(shù)下一世代的微影技術(shù)或許是光微影技術(shù)14第176頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm177相位移光罩石英基板鉻膜圖案薄膜相位移塗佈層dnfd(nf

1)=l/2nf

:相位移塗佈的繞射指標(biāo)第177頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm178相位移光罩石英基板鉻膜圖案薄膜d相位移塗佈層ngd(ng

1)=l/2ng:石英基板的繞射指標(biāo)第178頁，課件共196頁，創(chuàng)作于2023年2月HongXiao,Ph.D.www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm179一般光罩與相位移光罩的微影製