K8（凯发中国）凯发-天生赢家·一触即发

　　K8凯发K8凯发光刻，正因为有了它，我们才能在微小的芯片上实现功能。现代刻划技术可以追溯到小时的日晒，透光部分的沥青明显变硬，而不透光部分沥青依然软并可被松香和植物油的混合液洗掉。通过用强酸刻蚀玻璃板，

　　Niepce的发明100多年后，即第二次世界大战期间才应用于制作印刷电路板，即在塑料板上制作铜线年光刻法被用于在Si上制作大量的微小晶体管，当时分辨率5um，如今除可见光光刻之外，更出现了X-ray和荷电粒子刻划等更高分辨率方法。（芯榜：中国芯片排行榜）

　　所谓光刻，根据维基百科的定义，这是半导体器件制造工艺中的一个重要步骤，该步骤利用曝光和显影在光刻胶层上刻画几何图形结构，然后通过刻蚀工艺将光掩模上的图形转移到所在衬底上。这里所说的衬底不仅包含硅晶圆，还可以是其他金属层、介质层，例如玻璃、SOS中的蓝宝石。

　　光刻的基本原理是利用光致抗蚀剂（或称光刻胶）感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模板上的图形刻制到被加工表面上。

　　清洗硅片的目的是去除污染物去除颗粒、减少针孔和其它缺陷，提高光刻胶黏附性

　　硅片经过不同工序加工后，其表面已受到严重沾污，一般讲硅片表面沾污大致可分在三类：

　　B.颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或超声波清洗技术来去除粒径 0.4 m颗粒，利用兆声波可去除 0.2 m颗粒。

　　C.金属离子沾污：必须采用化学的方法才能清洗其沾污，硅片表面金属杂质沾污有两大类：

　　b.另一类是带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。

　　硅抛光片的化学清洗目的就在于要去除这种沾污，一般可按下述办法进行清洗去除沾污。

　　a.使用强氧化剂使“电镀”附着到硅表面的金属离子、氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。

　　b.用无害的小直径强正离子（如H+）来替代吸附在硅片表面的金属离子，使之溶解于清洗液中。

　　自1970年美国RCA实验室提出的浸泡式RCA化学清洗工艺得到了广泛应用，1978年RCA实验室又推出兆声清洗工艺，近几年来以RCA清洗理论为基础的各种清洗技术不断被开发出来，例如：美国FSI公司推出离心喷淋式化学清洗技术、美国原CFM公司推出的Full-Flow systems封闭式溢流型清洗技术、美国VERTEQ公司推出的介于浸泡与封闭式之间的化学清洗技术（例Goldfinger Mach2清洗系统）、美国SSEC公司的双面檫洗技术（例M3304 DSS清洗系统）、 日本提出无药液的电介离子水清洗技术（用电介超纯离子水清洗）使抛光片表面洁净技术达到了新的水平、以HF / O3为基础的硅片化学清洗技术。

　　由于光刻胶中含有溶剂，所以对于涂好光刻胶的硅片需要在80度左右的。硅片脱水烘焙能去除圆片表面的潮气、增强光刻胶与表面的黏附性、通常大约100 C。这是与底胶涂覆合并进行的。

　　底胶涂覆增强光刻胶(PR)和圆片表面的黏附性。广泛使用: (HMDS)六甲基二硅胺、在PR旋转涂覆前HMDS蒸气涂覆、PR涂覆前用冷却板冷却圆片。

　　光刻胶涂覆通常的步骤是在涂光刻胶之前，先在900-1100度湿氧化。氧化层可以作为湿法刻蚀或B注入的膜版。作为光刻工艺自身的步，一薄层的对紫外光敏感的有机高分子化合物，即通常所说的光刻胶，要涂在样品表面(SiO2)。首先光刻胶被从容器中取出滴布到置于涂胶机中的样品表面，(由真空负压将样品固定在样品台上)，样品然后高速旋转，转速由胶粘度和希望胶厚度确定。在这样的高速下，胶在离心力的作用下向边缘流动。

　　涂胶工序是图形转换工艺中最初的也是重要的步骤。涂胶的质量直接影响到所加工器件的缺陷密度。为了保证线宽的重复性和接下去的显影时间，同一个样品的胶厚均匀性和不同样品间的胶厚一致性不应超过5nm(对于1.5um胶厚为0.3%)。

　　光刻胶的目标厚度的确定主要考虑胶自身的化学特性以及所要复制图形中线条的及间隙的微细程度。太厚胶会导致边缘覆盖或连通、小丘或田亘状胶貌、使成品率下降。在MEMS中、胶厚(烤后)在0.5-2um之间，而对于特殊微结构制造，胶厚度有时希望1cm量级。在后者，旋转涂胶将被铸胶或等离子体胶聚合等方法取代。常规光刻胶涂布工序的优化需要考虑滴胶速度、滴胶量、转速、环境温度和湿度等，这些因素的稳定性很重要。

　　在这里说一下，光刻胶的主要成分有一种聚合物(树脂)、敏化剂和溶剂。聚合物在被辐照时结构变化，溶剂使其能被甩胶并在样品表面形成薄膜，敏化剂控制聚合相的化学反应。不含有敏化剂的光刻胶有时称为单元或一元体系，而含有敏化剂使则称为二元体系。溶剂或其它添加物通常不计入元数，因为它们不直接参与光刻胶的光化学反应。

　　在工艺发展的早期，负胶一直在光刻工艺中占主导地位，随着VLSI IC和2～5微米图形尺寸的出现，负胶已不能满足要求。随后出现了正胶，但正胶的缺点是粘结能力差。

　　用正胶需要改变掩膜版的极性，这并不是简单的图形翻转。因为用掩膜版和两种不同光刻胶结合，在晶园表面光刻得到的尺寸是不一样的，由于光在图形周围的衍射效应，使得用负胶和亮场掩膜版组合在光刻胶层上得到的图形尺寸要比掩膜版上的图形尺寸小。用正胶和暗场掩膜版组合会使光刻胶层上的图形尺寸变大。

　　完成光刻胶的涂抹之后，需要进行软烘干操作，这一步骤也被称为前烘。前烘能够蒸发光刻胶中的溶剂溶剂、能使涂覆的光刻胶更薄。

　　在液态的光刻胶中，溶剂成分占65％－85％。虽然在甩胶之后，液态的光刻胶已经成为固态的薄膜，但仍有10％－30％的溶剂，容易沾污灰尘。通过在较高温度下进行烘培，可以使溶剂从光刻胶中挥发出来（前烘后溶剂含量降至5％左右），从而降低了灰尘的沾污。同时，这一步骤还可以减轻因高速旋转形成的薄膜应力，从而提高光刻胶 衬底上的附着性。

　　在前烘过程中，由于溶剂挥发，光刻胶厚度也会减薄，一般减薄的幅度为10％－20％左右。

　　光刻对准技术是曝光前一个重要步骤作为光刻的三大核心技术之一，一般要求对准精度为最细线。随着光刻分辨力的提高 ，对准精度要求也越来越高 ，例如针对45am线宽尺寸 ，对准精度要求在5am左右。

　　受光刻分辨力提高的推动 ，对准技术也经历 迅速而多样的发展 。从对准原理上及标记结 构分类 ，对准技术从早期的投影光刻中的几何成像对准方式 ，包括视频图像对准、双目显微镜对准等，一直到后来的波带片对准方式 、干涉强度对准 、激光外差干涉以及莫尔条纹对准方式 。从对准信号上分 ，主要包括标记的显微图像对准 、基于光强信息的对准和基于相位信息对准。

　　Y轴与晶园上的平边成90，如图所示。接下来的掩膜版都用对准标记与上一层带有图形的掩膜对准。对准标记是一个特殊的图形（见图），分布在每个芯片图形的边缘。经过光刻工艺对准标记就永远留在芯片表面，同时作为下一次对准使用。

　　、通过对准标志，位于切割槽上。另外层间对准，即套刻精度,保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准。

　　DQ会发生光化学反应，变为乙烯酮，并进一步水解为茚并羧酸（Indene-Carboxylic-Acid, CA），羧酸在碱性溶剂中的溶解度比未感光部分的光刻胶高出约100倍，产生的羧酸同时还会促进酚醛树脂的溶解。利用感光与未感光光刻胶对碱性溶剂的不同溶解度，就可以进行掩膜图形的转移。（芯榜：中国芯片排行榜）

　　、接触式曝光（Contact Printing）掩膜板直接与光刻胶层接触。

　　、投影式曝光（Projection Printing）。在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集光实现曝光。

　　(DR)。商用正胶有大于1000的DR比，在曝光区溶解速率为3000nm/min，在未曝光区只有几nm/min。

　　、连续喷雾显影（Continuous Spray Development）/自动旋转显影（Auto-rotation Development）。一个或多个喷嘴喷洒显影液在硅片表面，同时硅片低速旋转（100～500rpm）。喷嘴喷雾模式和硅片旋转速度是实现硅片间溶 解率和均匀性的可重复性的关键调节参数。

　　、水坑（旋覆浸没）式显影（Puddle Development）。喷覆足够（不能太多，最小化背面湿度）的显影液到硅片表面，并形成水坑形状（显影液的流动保持较低，以减少边缘显影速率的变 化）。硅片固定或慢慢旋转。

　　10～30秒、去除；第二次涂覆、保持、去除。然后用去离子水冲洗（去除硅片两面的 所有化学品）并旋转甩干。优点：显影液用量少；硅片显影均匀；最小化了温度梯度。

　　、正性光刻胶的显影液。正胶的显影液位碱性水溶液。KOH和NaOH因为会带来可 动离子污染（MIC，Movable Ion Contamination），所以在IC制造中一般不用。最普通的正胶显影液是四甲基氢氧化铵（TMAH）（标准当量浓度为0.26，温度15～250C）。在I线光刻胶曝光中会生成羧酸，TMAH显影液中的碱与酸中和使曝光的光刻胶溶解于显影液，而未曝光的光刻胶没有影响；在化学放大光刻 胶（CAR，Chemical Amplified Resist）中包含的酚醛树脂以PHS形式存在。CAR中的PAG产生的酸会去除PHS中的保护基团（t-BOC），从而使PHS快速溶解于TMAH显 影液中。整个显影过程中，TMAH没有同PHS发生反应。

　　、显影不完全（Incomplete Development）。表面还残留有光刻胶。显影液不足造成；

　　、显影不够（Under Development）。显影的侧壁不垂直，由显影时间不足造成；

　　、过度显影（Over Development）。靠近表面的光刻胶被显影液过度溶解，形成台阶。显影时间太长。

　　刻胶显影完成后，图形就基本确定，不过还需要使光刻胶的性质更为稳定。硬烘干可以达到这个目的，这一步骤也被称为坚膜。在这过程中，利用高温处理，可以除去光刻胶中剩余的溶剂、增强光刻胶对硅片表面的附着力，同时提高光刻胶在随后刻蚀和离子注入过程中的抗蚀性能力。另外，高温下光刻胶将软化，形成类似玻璃体在高温下的熔融状态。这会使光刻胶表面在表面张力作用下圆滑化，并使光刻胶层中的缺陷（如针孔）减少，这样修正光刻胶图形的边缘轮廓。

　　O2等离子体对样品整体处理，以清除显影后可能的非望残留叫de-scumming。特别是负胶但也包括正胶，在显影后会在原来胶-基板界面处残留聚合物薄层，这个问题在结构小于1um或大深-宽比的结构中更为严重。当然在De-scumming过程中留胶厚度也会降低，但是影响不会太大。

　　120度以上，时间也在20分左右。主要的限制是温度过高会使图形边缘变差以及刻蚀后难以去除。

　　、完全蒸发掉光刻胶里面的溶剂（以免在污染后续的离子注入环境，例如DNQ酚醛树脂 光刻胶中的氮会引起光刻胶局部爆裂）；

　　、烘烤不足（Underbake）。减弱光刻胶的强度（抗刻蚀能力和离子注入中 的阻挡能力）；降低针孔填充能力（Gapfill Capability for the needle hole）；降低与基底的黏附能力。

　　、烘烤过度（Overbake）。引起光刻胶的流动，使图形精度降低，分辨率变差。另外还可以用深紫外线（DUV，Deep Ultra-Violet）坚膜。使正性光刻胶树脂发生交联形成一层薄的表面硬壳，增加光刻胶的热稳定性。在后面的等离子刻蚀和离子注入（125～2000C）工艺中减少因光刻胶高温流动而引起分辨率的降低。

　　etching）是半导体器件制造中利用化学途径选择性地移除沉积层特定部分的工艺。刻蚀对于器件的电学性能十分重要。如果刻蚀过程中出现失误，将造成难以恢复的硅片报废，因此必须进行严格的工艺流程控制。半导体器件的每一层都会经历多个刻蚀步骤。

　　“罩”予以保护，这种罩不能被刻蚀，这样就能对层上的特定部分进行选择性地移除。在有的情况中，罩的材料为光阻性的，这和光刻中利用的原理类似。而在其他情况中，刻蚀罩需要耐受某些化学物质，氮化硅就可以用来制造这样的“罩”。

　　(灰化)是首先采用的。这些等离子体同样成功地作为非铝表面的光刻交剥离剂，但是，器件表面的损坏仍是要解决的问题。

　　通过使用一些无机溶剂，将光刻胶这种有机物中的碳元素氧化为二氧化碳，进而而将其除去

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