光刻工艺简要流程介绍.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————光刻工艺简要流程介绍光刻工艺是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一。主要作用是将掩膜板上的图形复制到硅片上, 为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。光刻的成本约为整个硅片制造工艺的 1/3 ,耗费时间约占整个硅片工艺的 40~ 60% 。光刻机是生产线上最贵的机台, 5~15 百万美元/台。主要是贵在成像系统(由 15~20 个直径为 200 ~ 300m m 的透镜组成) 和定位系统( 定位精度小于 10nm )。其折旧速度非常快, 大约 3~9 万人民币/天, 所以也称之为印钞机。光刻部分的主要机台包括两部分: 轨道机( Tracker ), 用于涂胶显影; 扫描曝光机( Scanning) 光刻工艺的要求: 光刻工具具有高的分辨率; 光刻胶具有高的光学敏感性;准确地对准;大尺寸硅片的制造;低的缺陷密度。光刻工艺过程一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。 1 、硅片清洗烘干( CleaningandPre-Baking ) 方法:湿法清洗+去离子水冲洗+脱水烘焙(热板 150 ~ 2500C,1 ~2 分钟,氮气保护) 目的: a 、除去表面的污染物(颗粒、有机物、工艺残余、可动------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————离子);b、除去水蒸气, 是基底表面由亲水性变为憎水性, 增强表面的黏附性(对光刻胶或者是 HMDS- 〉六***二硅***烷)。 2 、涂底( Priming) 方法:a、气相成底膜的热板涂底。 HMDS 蒸汽淀积, 200 ~ 2500C,3 0 秒钟;优点:涂底均匀、避免颗粒污染; b 、旋转涂底。缺点:颗粒污染、涂底不均匀、 HMDS 用量大。目的:使表面具有疏水性,增强基底表面与光刻胶的黏附性。 3 、旋转涂胶( Spin-onPRCoating ) 方法: a 、静态涂胶( Static ) 。硅片静止时,滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂(原光刻胶的溶剂约占 65~ 85%, 旋涂后约占 10~ 20% ); b 、动态( Dynamic ) 。低速旋转( 500rpm_rotationperminute )、滴胶、加速旋转( 3000rpm ) 、甩胶、挥发溶剂。决定光刻胶涂胶厚度的关键参数:光刻胶的黏度( Viscosity ),黏度越低,光刻胶的厚度越薄;旋转速度,速度越快,厚度越薄; 影响光刻胶厚度均运性的参数:旋转加速度,加速越快越均匀; 与旋转加速的时间点有关。------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关( 因为不同级别的曝光波长对应不同的光刻胶种类和分辨率): I-line 最厚,约 ~3μm; KrF 的厚度约 ~ μm; ArF 的厚度约 ~ μm。 4 、软烘( SoftBaking ) 方法:真空热板, 85~ 120 ℃,30 ~ 60 秒; 目的:除去溶剂( 4~ 7% ) ;增强黏附性;释放光刻胶膜内的应力;防止光刻胶玷污设备; 边缘光刻胶的去除( EBR , EdgeBeadRemoval ) 。光刻胶涂覆后, 在硅片边缘的正反两面都会有光刻胶的堆积。边缘的光刻胶一般涂布不均匀, 不能得到很好的图形, 而且容易发生剥离( Peeling ) 而影响其它部分的图形。所以需要去除。方法:a、化学的方法( ChemicalEBR )。软烘后,用 PGMEA 或 EGME A 去边溶剂, 喷出少量在正反面边缘出, 并小心控制不要到达光刻胶有效区域; b 、光学方法( OpticalEBR ) 。即硅片边缘曝光( WEE , WaferEdgeExposure ) 。在完成图形的曝光后, 用激光曝光硅片边缘, 然后在显影或特殊溶剂中溶解5 、对准并曝光( AlignmentandExposure ) ------------