光刻技术知识问与答

何谓 DUV？

答：曝光过程中用到的光，其波长为248nm，其波长较短，因此曝光完成后的图形分辨率较好，用于较为重要的制程中。

I-line与DUV主要不同处为何?

答：光源不同，波长不同，因此应用的场合也不同。I-Line主要用在较落后的制程（0.35微米以上）或者较先进制程（0.35微米以下）的Non-Critical layer。DUV则用在先进制程的Critical layer上。

何为Exposure Field?

答：曝光区域，一次曝光所能覆盖的区域

何谓 Stepper? 其功能为何?

答：一种曝光机，其曝光动作为Step by step形式,一次曝整個exposure field,一個一個曝過去何谓 Scanner? 其功能为何?

答：一种曝光机，其曝光动作为Scanning and step形式, 在一個exposure field曝光時, 先Scan 完整個field, Scan完後再移到下一個field.

何为象差？

答：代表透镜成象的能力,越小越好.

Scanner比Stepper优点为何？

答：Exposure Field大，象差较小

曝光最重要的两个参数是什幺？

答：Energy(曝光量), Focus(焦距)。如果能量和焦距调整的不好，就不能得到要求的分辨率和要求大小的图形，主要表现在图形的CD值超出要求的范围。因此要求在生产时要时刻维持最佳的能量和焦距，这两个参数对于不同的产品会有不同。

何为Reticle?

答：Reticle也称为Mask，翻译做光掩模板或者光罩，曝光过程中的原始图形的载体，通过曝光过程，这些图形的信息将被传递到芯片上。

何为Pellicle?

答：Pellicle是Reticle上为了防止灰塵(dust)或者微塵粒子(Particle)落在光罩的图形面上的一层保护膜。

何为OPC光罩？

答：OPC (Optical Proximity Correction)为了增加曝光图案的真实性，做了一些修正的光罩，例如，0.18微米以下的Poly, Metal layer就是OPC光罩。

何为PSM光罩？

答：PSM (Phase Shift Mask)不同于Cr mask, 利用相位干涉原理成象，目前大都应用在contact layer以及较小CD的Critical layer（如AA，POLY，METAL1）以增加图形的分辨率。

何為CR Mask？

答：傳統的鉻膜光罩,只是利用光訊0與1干涉成像,主要應用在較不Critical 的layer

光罩编号各位代码都代表什幺？

答：例如003700-156AA-1DA, 0037代表产品号，00代表Special code,156代表layer,A代表客户版本，后一个A代表SMIC版本，1代表FAB1，D代表DUV(如果是J,则代表I-line),A代表ASML机台（如果是C，则代表Canon机台）

光罩室同时不能超过多少人在其中？

答：2人，为了避免产生更多的Particle和静电而损坏光罩。

存取光罩的基本原则是什幺？

答：(1) 光罩盒打开的情况下，不准进出Mask Room,最多只准保持2个人(2) 戴上手套(3) 轻

拿轻放

如何避免静电破坏Mask？

答：光罩夹子上连一导线到金属桌面，可以将产生的静电导出。

光罩POD和FOUP能放在一起吗？它们之间至少应该保持多远距离？

答：不能放在一起，之间至少要有30公分的距离，防止搬动FOUP时碰撞光罩Pod而损坏光罩。

何谓 Track?

答：Photo制程中一系列步骤的组合，其包括：Wafer的前、后处理，Coating(上光阻)，和Develop(显影)等过程。

In-line Track机台有几个Coater槽，几个Developer槽？

答：均为4个

机台上亮红灯的处理流程？

答：机台上红灯亮起的时候表明机台处于异常状态，此时已经不能RUN货，因此应该及时Call E.E进行处理。若EE现在无法立即解决，则将机台挂DOWN。

何谓 WEE? 其功能为何?

答：Wafer Edge Exposure。由于Wafer边缘的光阻通常会涂布的不均匀，因此一般不能得到较好的图形，而且有时还会因此造成光阻peeling而影响其它部分的图形，因此将Wafer Edge 的光阻曝光，进而在显影的时候将其去除，这样便可以消除影响。

何为PEB？其功能为何？

答：Post Exposure Bake，其功能在于可以得到质量较好的图形。（消除standing waves）PHOTO POLYIMIDE所用的光阻是正光阻还是负光阻

答：目前正负光阻都有，SMIC FAB内用的为负光阻。

RUN货结束后如何判断是否有wafer被reject？

答：查看RUN之前lot里有多少Wafer,再看Run之后lot里的WAFER是否有少掉，如果有少，则进一步查看机台是否有Reject记录。

何谓 Overlay? 其功能为何?

答：迭对测量仪。由于集成电路是由很多层电路重迭组成的，因此必须保证每一层与前面或者后面的层的对准精度，如果对准精度超出要求范围内，则可能造成整个电路不能完成设计的工作。因此在每一层的制作的过程中，要对其与前层的对准精度进行测量，如果测量值超出要求，则必须采取相应措施调整process condition.

何谓 ADI CD?

答：Critical Dimension，光罩图案中最小的线宽。曝光过后，它的图形也被复制在Wafer上，通常如果这些最小的线宽能够成功的成象，同时曝光的其它的图形也能够成功的成象。因此通常测量CD的值来确定process的条件是否合适。

何谓 CD-SEM? 其功能为何?

答：扫描电子显微镜。是一种测量用的仪器，通常可以用于测量CD以及观察图案。

PRS的制程目的为何？

答：PRS (Process Release Standard)通过选择不同的条件（能量和焦距）对Wafer曝光，以选择最佳的process condition。

何为ADI？ADI需检查的项目有哪些？

答：After Develop Inspection，曝光和显影完成之后，通过ADI机台对所产生的图形的定性检查，看其是否正常，其检查项目包括：Layer ID,Locking Corner,Vernier,Photo Macro Defect 何为OOC, OOS，OCAP？

答：OOC=out of control,OOS=Out of Spec,OCAP=out of control action plan

当需要追货的时候，是否需要将ETCH没有下机台的货追回来？

答：需要。因为通常是process出现了异常，而且影响到了一些货，因此为了减少损失，必须把还没有ETCH的货追回来，否则ETCH之后就无法挽回损失。

PHOTO ADI检查的SITE是每片几个点？

答：5点，Wafer中间一点，周围四点。

PHOTO OVERLAY检查的SITE是每片几个点？

答：20

PHOTO ADI检查的片数一般是哪几片？

答：#1，#6，#15，#24; 统计随机的考量

何谓RTMS，其主要功能是什幺？

答：RTMS (Reticle Management System) 光罩管理系统用于trace光罩的History,Status,Location,and Information以便于光罩管理

PHOTO区的主机台进行PM的周期？

答：一周一次

PHOTO区的控片主要有几种类型

答：(1) Particle :作為Particle monitor用的芯片,使用前測前需小於10顆(2) Chuck Particle :作為Scanner測試Chuck平坦度的專用芯片,其平坦度要求非常高(3) Focus :作為Scanner Daily monitor best 的wafer(4) CD :做為photo區daily monitor CD穩定度的wafer(5) PR thickness :做為光阻厚度測量的wafer(6) PDM :做為photo defect monitor的wafer

当TRACK刚显示光阻用完时，其实机台中还有光阻吗？

答：有少量光阻

当TRACK刚显示光阻用完时，其实机台中还有光阻吗？

答：有少量光阻

WAFER SORTER有读WAFER刻号的功能吗？

答：有

光刻部的主要机台是什幺? 它们的作用是什幺?

答：光刻部的主要机台是: TRACK(涂胶显影机), Sanner(扫描曝光机)

为什幺说光刻技术最象曰常生活中的照相技术

答：Track 把光刻胶涂附到芯片上就等同于底片,而曝光机就是一台最高级的照相机. 光罩上的电路图形就是"人物". 通过对准,对焦,打开快门, 让一定量的光照过光罩, 其图像呈现在芯片的光刻胶上, 曝光后的芯片被送回Track 的显影槽, 被显影液浸泡, 曝光的光刻胶被洗掉, 图形就显现出来了.

光刻技术的英文是什幺

答：Photo Lithography

常听说的.18 或点13 技术是指什幺?

答：它是指某个产品,它的最小"CD" 的大小为0.18um or 0.13um. 越小集成度可以越高, 每个芯片上可做的芯片数量越多, 难度也越大.它是代表工艺水平的重要参数.

从点18工艺到点13 工艺到点零9. 难度在哪里?

答：难度在光刻部, 因为图形越来越小, 曝光机分辨率有限.

曝光机的NA 是什幺?

答：NA是曝光机的透镜的数值孔径;是光罩对透镜张开的角度的正玹值. 最大是1; 先进的曝光机的NA 在0.5 ---0.85之间.

曝光机分辨率是由哪些参数决定的?

答：分辨率=k1*Lamda/NA. Lamda是用于曝光的光波长;NA是曝光机的透镜的数值孔径; k1是标志工艺水准的参数, 通常在0.4--0.7之间.

如何提高曝光机的分辨率呢?

答：减短曝光的光波长, 选择新的光源; 把透镜做大,提高NA.

现在的生产线上, 曝光机的光源有几种, 波长多少?

答：有三种: 高压汞灯光谱中的365nm 谱线, 我们也称其为I-line; KrF 激光器, 产生248 nm 的光; ArF 激光器, 产生193 nm 的光;

下一代曝光机光源是什幺?

答：F2 激光器. 波长157nm

我们可否一直把波长缩短,以提高分辨率? 困难在哪里?

答：不可以. 困难在透镜材料. 能透过157nm 的材料是CaF2, 其晶体很难生长. 还未发现能透过更短波长的材料.

为什幺光刻区采用黄光照明？

答：因为白光中包含365nm成份会使光阻曝光,所以采用黄光; 就象洗像的暗房采用暗红光照明.

什幺是SEM

答：扫描电子显微镜(Scan Electronic Microscope)光刻部常用的也称道CD SEM. 用它来测量CD

如何做Overlay 测量呢?

答：芯片(Wafer)被送进Overlay 机台中. 先确定Wafer的位置从而找到Overlay MARK. 这个MARK 是一个方块 IN 方块的结构.大方块是前层, 小方块是当层;通过小方块是否在大方块中心来确定Overlay的好坏.

生产线上最贵的机器是什幺

答：曝光机;5-15 百万美金/台

曝光机贵在哪里?

答：曝光机贵在它的光学成像系统(它的成像系统由15 到20 个直径在200 300MM 的透镜组成.波面相位差只有最好象机的5%. 它有精密的定位系统(使用激光工作台)

激光工作台的定位精度有多高?

答：现用的曝光机的激光工作台定位的重复精度小于10nm

曝光机是如何保证Overlay<50nm

答：曝光机要保证每层的图形之间对准精度<50nm. 它首先要有一个精准的激光工作台, 它把wafer移动到准确的位置. 再就是成像系统,它带来的图像变形<35nm.

在WAFER 上, 什幺叫一个Field?

答：光罩上图形成象在WAFER上, 最大只有26X33mm一块(这一块就叫一个Field),激光工作台把WAFER 移动一个Field的位置，再曝一次光，再移动再曝光。直到覆盖整片WAFER。所以，一片WAFER 上有约100左右Field.

什幺叫一个Die?

答：一个Die也叫一个Chip;它是一个功能完整的芯片。一个Field可包含多个Die;

为什幺曝光机的绰号是“印钞机”

答：曝光机很贵；一天的折旧有3万-9万人民币之多;所以必须充份利用它的产能,它一天可产出1600片WAFER。

Track和Scanner内主要使用什幺手段传递Wafer：

答：机器人手臂(robot), Scanner 的ROBOT 有真空(V ACCUM)来吸住WAFER. TRACK的

ROBOT 设计独特, 用边缘HOLD WAFER.

可否用肉眼直接观察测量Scanner曝光光源输出的光

答：绝对禁止;强光对眼睛会有伤害

为什幺黄光区内只有Scanner应用Foundation(底座)

答：Scanner曝光对稳定性有极高要求(减震)

近代光刻技术分哪几个阶段?

答：从80’S 至今可分4阶段:它是由曝光光源波长划分的;高压水银灯的G-line(438nm), I-line(365nm); excimer laser KrF(248nm), ArF laser(193nm)

I-line scanner 的工作范围是多少?

答：CD >0.35um 以上的图层(LAYER)

KrF scanner 的工作范围是多少?

答：CD >0.13um 以上的图层(LAYER)

ArF scanner 的工作范围是多少?

答：CD >0.08um 以上的图层(LAYER)

什幺是DUV SCANNER

答：DUV SCANNER是指所用光源为Ｄeep Ultra V oliet, 超紫外线．即现用的248nm,193nm Scanner

Scanner在曝光中可以达到精确度宏观理解：

答：Scanner 是一个集机，光，电为一体的高精密机器；为控制iverlay<40nm,在曝光过程中，光罩和Wafer的运动要保持很高的同步性．在250nm/秒的扫描曝光时，两者同步位置<10nm．相当于两架时速1000公里／小时的波音747飞机前后飞行，相距小于10微米

光罩的结构如何？

答：光罩是一块石英玻璃，它的一面镀有一层铬膜（不透光）．在制造光罩时，用电子束或激光在铬膜上写上电路图形（把部分铬膜刻掉，透光）．在距铬膜5mm 的地方覆盖一极薄的透明膜（叫pellicle），保护铬膜不受外界污染.

在超净室（cleanroom）为什幺不能携带普通纸

答：普通纸张是由大量短纤维压制而成，磨擦或撕割都会产生大量微小尘埃（particle）．进cleanroom 要带专用的Cleanroom Paper.

如何做CD 测量呢?

答：芯片(Wafer)被送进CD SEM 中. 电子束扫过光阻图形(Pattern).有光阻的地方和无光阻的地方产生的二次电子数量不同; 处理此信号可的图像.对图像进行测量得CD.

什幺是DOF

答：DOF 也叫Depth Of Focus, 与照相中所说的景深相似. 光罩上图形会在透镜的另一侧的某个平面成像, 我们称之为像平面(Image Plan), 只有将像平面与光阻平面重合(In Focus)才能印出清晰图形. 当离开一段距离后, 图像模糊. 这一可清晰成像的距离叫DOF

曝光显影后产生的光阻图形（Pattern）的作用是什幺？

答：曝光显影后产生的光阻图形有两个作用：一是作刻蚀的模板，未盖有光阻的地方与刻蚀气体反应，被吃掉．去除光阻后，就会有电路图形留在芯片上．另一作用是充当例子注入的模板．

光阻种类有多少？

答：光阻种类有很多．可根据它所适用的曝光波长分为I-line光阻,KrF光阻和ArF光阻

光阻层的厚度大约为多少？

答：光阻层的厚度与光阻种类有关．I-line光阻最厚，0.7um to 3um. KrF光阻0.4-0.9um. ArF

光阻0.2-0.5um.

哪些因素影响光阻厚度？

答：光阻厚度与芯片（ＷＡＦＥＲ）的旋转速度有关，越快越薄，与光阻粘稠度有关．

哪些因素影响光阻厚度的均匀度？

答：光阻厚度均匀度与芯片（ＷＡＦＥＲ）的旋转加速度有关，越快越均匀，与旋转加减速的时间点有关．

当显影液或光阻不慎溅入眼睛中如何处理

答：大量清水冲洗眼睛，并查阅显影液的ＣＳＤＳ（Chemical Safety Data Sheet）,把它提供给医生，以协助治疗

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200～300mm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（Cleaning and Pre-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-〉六甲基二硅胺烷）。 2、涂底（Priming) 方法：a、气相成底膜的热板涂底。HMDS蒸汽淀积，200～2500C,30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-on PR Coating） 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_rotation per minute）、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0.7～3μm；KrF的厚度约0.4～0.9μm；ArF的厚度约0.2～ 0.5μm。 4、软烘（Soft Baking） 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，Edge Bead Removal）。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。

光刻技术及其应用的状况和未来发展

光刻技术及其应用的状况和未来发展 光刻技术及其应用的状况和未来发展1 引言 光刻技术作为半导体及其相关产业发展和进步的关键技术之一，一方面在过去的几十年中发挥了重大作用；另一方面，随着光刻技术在应用中技术问题的增多、用户对应用本身需求的提高和光刻技术进步滞后于其他技术的进步凸显等等，寻找解决技术障碍的新方案、寻找COO更加低的技术和找到下一俩代可行的技术路径，去支持产业的进步也显得非常紧迫，备受人们的关注。就像ITRS对未来技术路径的修订一样，上世纪基本上3～5年修正一次，而进入本世纪后，基本上每年都有修正和新的版本出现，这充分说明了光刻技术的重要性和对产业进步的影响。如图1所示，是基于2005年ITRS对未来几种可能光刻技术方案的预测。也正是基于这一点，新一轮技术和市场的竞争正在如火如荼的展开，大量的研发和开发资金投入到了这场竞赛中。因此，正确把握光刻技术发展的主流十分重要，不仅可以节省时间和金钱，同时可以缩短和用户使用之间的周期、缩短开发投入的回报时间，因为光刻技术开发的投入比较庞大。 2 光刻技术的纷争及其应用状况 众说周知，电子产业发展的主流和不可阻挡的趋势是"轻、薄、短、小"，这给光刻技术提出的技术方向是不断提高其分辨率，即提高可以完成转印图形或者加工图形的最小间距或者宽度，以满足产业发展的需求；另一方面，光刻工艺在整个工艺过程中的多次性使得光刻技术的稳定性、可靠性和工艺成品率对产品的质量、良率和成本有着重要的影响，这也要求光刻技术在满足技术需求的前提下，具有较低的COO和COC。因此，光刻技术的纷争主要是厂家可以提供给用户什么样分辨率和产能的设备及其相关的技术。 以Photons为光源的光刻技术 2.1 以Photons为光源的光刻技术 在光刻技术的研究和开发中，以光子为基础的光刻技术种类很多，但产业化前景较好的主要是紫外(UV)光刻技术、深紫外(DUV)光刻技术、极紫外(EUV)光刻技术和X射线(X-ray)光刻技术。不但取得了很大成就，而且是目前产业中使用最多的技术，特别是前两种技术，在半导体工业的进步中，起到了重要作用。 紫外光刻技术是以高压和超高压汞(Hg)或者汞-氙(Hg-Xe)弧灯在近紫外(350～450nm)的3条光强很强的光谱(g、h、i线)线，特别是波长为365nm的i线为光源，配合使用像离轴照明技术(OAI)、移相掩模技术(PSM)、光学接近矫正技术(OPC)等等，可为0.35～0.25μm的大生产提供成熟的技术支持和设备保障，在目前任何一家FAB中，此类设备和技术会占整个光刻技术至少50％的份额；同时，还覆盖了低端和特殊领域对光刻技术的要求。光学系统的结构方面，有全反射式(Catoptrics)投影光学系统、折反射式(Catadioptrics)系统和折射式(Dioptrics)系统等，如图2所示。主要供应商是众所周知的ASML、NIKON、CANON、ULTRATECH 和SUSS MICROTECH等等。系统的类型方面，ASML以提供前工程的l:4步进扫描系统为主，分辨率覆盖0.5～0.25μm：NIKON以提供前工程的1：5步进重复系统和LCD的1：1步进重复系统为主，分辨率覆盖0.8～0.35μm和2～0.8μm；CANON以提供前工程的1：4步进重复系统和LCD的1：1步进重复系统为主，分辨率也覆盖0.8～0.35μm和1～0.8μm；ULTRATECH以提供低端前工程的1：5步进重复系统和特殊用途(先进封装／MEMS／，薄膜磁头等等)的1：1步进重复系统为主；而SUSS MICTOTECH以提供低端前工程的l：1接触／接近式系统和特殊用途(先进封装／MEMS／HDI等等)的1：1接触／接近式系为主。另外，在这个领域的系统供应商还有USHlO、TAMARACK和EV Group等。 深紫外技术

光刻工艺基础知识

光刻工艺基础知识PHOTO 光刻工艺基础知识PHOTO (注：引用资料) 光刻工艺基础知识 PHOTO PHOTO 流程? 答：上光阻→曝光→显影→显影后检查→CD量测→Overlay量测 何为光阻？其功能为何？其分为哪两种？ 搭：Photoresist(光阻).是一种感光的物质，其作用是将Pattern从光罩(Reticle)上传递到Wafer上的一种介质。其分为正光阻和负光阻。 何为正光阻? 答：正光阻，是光阻的一种，这种光阻的特性是将其曝光之后，感光部分的性质会改变，并在之后的显影过程中被曝光的部分被去除。 何为负光阻? 页脚内容1

答：负光阻也是光阻的一种类型，将其曝光之后，感光部分的性质被改变，但是这种光阻的特性与正光阻的特性刚好相反，其感光部分在将来的显影过程中会被留下，而没有被感光的部分则被显影过程去除。 何谓Photo? 答：Photo=Photolithgraphy,光刻，将图形从光罩上成象到光阻上的过程。 Photo主要流程为何? 答：Photo的流程分为前处理，上光阻，Soft Bake, 曝光，PEB，显影，Hard Bake等。 何谓PHOTO区之前处理? 答：在Wafer上涂布光阻之前，需要先对Wafer表面进行一系列的处理工作，以使光阻能在后面的涂布过程中能够被更可靠的涂布。前处理主要包括Bake，HDMS等过程。其中通过Bake将Wafer表面吸收的水分去除，然后进行HDMS(六甲基乙硅氮烷，以增加光阻与晶体表面附着的能力)工作，以使Wafer 表面更容易与光阻结合。 何谓上光阻? 答：上光阻是为了在Wafer表面得到厚度均匀的光阻薄膜。光阻通过喷嘴（Nozzle）被喷涂在高速旋转的Wafer表面，并在离心力的作用下被均匀的涂布在Wafer的表面。 页脚内容2

光刻工艺流程

光刻工艺流程 Lithography Process 摘要：光刻技术（lithography technology)是指集成电路制造中利用光学—化学反应原理和化学，物理刻蚀法，将电路图形传递到单晶表面或介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。光刻是集成电路工艺中的关键性技术，其构想源自于印刷技术中的照相制版技术。光刻技术的发展使得图形线宽不断缩小，集成度不断提高，从而使得器件不断缩小，性能也不断提利用高。还有大面积的均匀曝光，提高了产量，质量，降低了成本。我们所知的光刻工艺的流程为：涂胶→前烘→曝光→显影→坚膜→刻蚀→去胶。 Abstract:Lithography technology is the manufacture of integrated circuits using optical - chemical reaction principle and chemical, physical etching method, the circuit pattern is transferred to the single crystal surface or the dielectric layer to form an effective graphics window or function graphics technology.Lithography is the key technology in integrated circuit technology, the idea originated in printing technology in the photo lithographic process. Development of lithography technology makes graphics width shrinking, integration continues to improve, so that the devices continue to shrink, the performance is also rising.There are even a large area of exposure, improve the yield, quality and reduce costs. We know lithography process flow is: Photoresist Coating → Soft bake → exposure → development →hard bake → etching → Strip Photoresist. 关键词：光刻，涂胶，前烘，曝光，显影，坚膜，刻蚀，去胶。 Key Words:lithography,Photoresist Coating,Soft bake,exposure,development,hard bake ,etching, Strip Photoresist. 引言： 光刻有三要素：光刻机；光刻版（掩模版）；光刻胶。光刻机是IC晶圆中最昂贵的设备，也决定了集成电路最小的特征尺寸。光刻机的种类有接触式光刻机、接近式光刻机、投影式光刻机和步进式光刻机。接触式光刻机设备简单，70年代中期前使用，分辨率只有微

投影光刻机对准系统功能原理

投影光刻机对准系统功能原理 投影光刻机对准系统功能原理 1 对准系统简介 对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±0.4μm（正态分布曲线的3σ值）。因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。 由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描 ±44μm，所以硅片被传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，以便满足精细对准的捕捉范围。注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。 PAS2500/10投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单元。这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。 1.1 对准系统的光学结构和功能 由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633nm的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。 在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个Q-CELL光电检测器上。此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，Q-CELL 光电检测器将对硅片的标记的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与掩膜版标记图象在Q-CELL的显示比例。 硅片上的对准标记如图2所示，标记分为四个象限，每个象限有8μm或8.8μm的对准条，其中有两个象限的对准条用来对准X向，另外两个象限用来对准Y向。而Q-CELL光电检测器的每一个单元对应标记的一个象限，当在Q-CELL检测器的每一个单元中，两个极化方向的标记图象的能量都相等的时候，就表明硅片与掩膜版的标记完全对准了。从图1中可以看到对准光束在经过对准单元的时候被分成了两束，一束激光将通过调制器到达Q-CELL 光电检测器，而另一束激光则以视频的形式反馈到操作台。通过操作台上的视频监视器可以直观的看到标记的移动和对准不同标记时位置的相对变化。虽然是两个不同极化方向的硅片标记与掩膜版标记同时对准，但是由于它们是同步的，彼此之间几乎看不到有何不同，所以只有一个极化图象被显示。 1.2 对准系统的电路部分 对准系统的电路部分主要的功能是： 1、产生一个信号去驱动光学调制器。 2、处理Q-CELL光电检测器产生的信号。 光学调制器的驱动：该调制器信号要求频率为50Hz的正弦信号，其振幅要求能满足对最大的Q-CELL检测信号起调制作用。 Q-CELL检测信号的处理：在对准的时候，工件台将首先沿X轴向缓慢地带动E-CHUCK上的硅片移动，进行X轴向对准，当硅片标记上X向光栅与对应的掩膜版上X向光栅对准时，

Nikon光刻机对准系统功能原理

Nikon光刻机对准系统功能原理 投影光刻机对准系统功能原理 1 对准系统简介 对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±0.4μm （正态分布曲线的3σ值）。因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。 由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描±44μm，所以硅片被传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，以便满足精细对准的捕捉范围。注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。 PAS2500/10投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单元。这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。 1.1 对准系统的光学结构和功能 由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633nm的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。 在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个Q-CELL光电检测器上。此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，Q-CELL光电检测器将对硅片的标记的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与掩膜版标记图象在Q-CELL的显示比例。 硅片上的对准标记如图2所示，标记分为四个象限，每个象限有8μm或8.8μm的对准条，其中有两个象限的对准条用来对准X向，另外两个象限用来对准Y向。而Q-CELL光电检测器的每一个单元对应标记的一个象限，当在Q-CELL检测器的每一个单元中，两个极化方向的标记图象的能量都相等的时候，就表明硅片与掩膜版的标记完全对准了。从图1中可以看到对准光束在经过对准单元的时候被分成了两束，一束激光将通过调制器到达Q-CELL光电检测器，而另一束激光则以视频的形式反馈到操作台。通过操作台上的视频监视器可以直观的看到标记的移动和对准不同标记时位置的相对变化。虽然是两个不同极化方向的硅片标记与掩膜版标记同时对准，但是由于它们是同步的，彼此之间几乎看不到有何不同，所以只有一个极化图象被显示。 1.2 对准系统的电路部分 对准系统的电路部分主要的功能是： 1、产生一个信号去驱动光学调制器。 2、处理Q-CELL光电检测器产生的信号。 光学调制器的驱动：该调制器信号要求频率为50Hz的正弦信号，其振幅要求能满足对最大的Q-CELL检测信号起调制作用。 Q-CELL检测信号的处理：在对准的时候，工件台将首先沿X轴向缓慢地带动E-CHUCK上的硅片移动，进行X轴向对准，当硅片标记上X向光栅与对应的掩膜版上X向光栅对准时，将产生一个对准电信号，该信号以中断信号的形式输入计算机，X向对准的两个象限光栅都将产生其各自的中断信号。当产生中断信号的同时，计算机将记录下此时工件台的位置。在X向对准的时候，一个标记中两个象限的光栅同时参与，在每个象限中光栅条纹之间的间距是一个恒定的常数，但是这两个象限的光栅条纹间距并不相同，如图2所示。在对准扫描的过程中，每一个象限中的每一条光栅条纹都将会产生各自的一个中断信号，由于两个象限的光栅条纹间距不同，所以在扫描的时候只能有一个点将同时产生两个中断信号，而这个点就是在X

光刻机的技术原理和发展趋势

光刻机的技术原理和发展趋势 王平0930******* 摘要： 本文首先简要介绍了光刻技术的基本原理。现代科技瞬息万变，传统的光刻技术已经无法满足集成电路生产的要求。本文又介绍了提高光刻机性能的关键技术和下一代光刻技术的研究进展情况。 关键字：光刻；原理；提高性能；浸没式光刻；下一代光刻 引言： 光刻工艺直接决定了大规模集成电路的特征尺寸，是大规模集成电路制造的关键工艺。作为光刻工艺中最重要设备之一，光刻机一次次革命性的突破，使大模集成电路制造技术飞速向前发展。因此，了解光刻技术的基本原理，了解提高光刻机性能的关键技术以及了解下一代光刻技术的发展情况是十分重要的。本文就以上几点进行了简要的介绍。 光刻技术的基本原理： 光刻工艺通过曝光的方法将掩模上的图形转移到涂覆于硅片表面的光刻胶上，然后通过显影、刻蚀等工艺将图形转移到硅片上。 1、涂胶 要制备光刻图形，首先就得在芯片表面制备一层均匀的光刻胶。截止至2000年5月23日，已经申请的涂胶方面的美国专利就达118项。在涂胶之前，对芯片表面进行清洗和干燥是必不可少的。目前涂胶的主要方法有：甩胶、喷胶和气相沉积，但应用最广泛的还是甩胶。甩胶是利用芯片的高速旋转，将多余的胶甩出去，而在芯片上留下一层均匀的胶层，通常这种方法可以获得优于+2%的均匀性（边缘除外）。胶层的厚度由下式决定： 式中：F T为胶层厚度，ω为角速度，η为平衡时的粘度，ρ为胶的密度，t为时间。由该式可见，胶层厚度和转速、时间、胶的特性都有关系，此外旋转时产生的气流也会有一定的影响。甩胶的主要缺陷有：气泡、彗星（胶层上存在的一些颗粒）、条纹、边缘效应等，其中边缘效应对于小片和不规则片尤为明显。

光刻机的匹配和调整

光刻机的匹配和调整 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

光刻机的匹配和调整 周虎明韩隽 (中国电子科技集团公司第58研究所，江苏无锡 214035) 摘要：光刻机的匹配使用是半导体工艺大生产线上提高生产效率的一项重要措施。光刻机的匹配主要包括场镜误差的匹配和隔栅误差的匹配，如何调整相同型号光刻机的匹配使用将是本文论述的重点。 关键词：套刻精度；误差；匹配；调整 中图分类号：TN305 文献标识码：A 1引言 在超大规模集成电路圆片工艺生产线上，往往投入多台光刻机同时使用，有相同型号的多台光刻机，也有不同型号光刻机同时运行。同时随着不同工艺平台的发展(例如：从2μm生产平台逐步升级为μm，1．0μm，0．8μm，0．5μm生产平台)。光刻机性能也不断地产生相应的升级；G-线，I-线。为了提高生产效率，光刻机的匹配使用是十分重要的。匹配使用的另一个好处是充分发挥不同光刻机的作用，特别发挥价格昂贵的高性能光刻机的作用。因为一般来说，在一定的设计规则下，IC圆片生产过程中有三分之一左右是关键层次，其余为次关键层次和非关键层次。以0．8μlm单多晶双金属CMOS工艺电路为例，关键层次：有源区、多晶层、接触孔、通孔这些层次的线宽为0．8μm，而其他光刻层次如：金属层，阱，场，注入等为~μm，还有非关键层次如PAD等可大于 μm。这样在匹配使用光刻机时可考虑关键层次用I-线光刻机曝光，而其他非关键层次用G-线光刻机。 所谓光刻机的匹配使用是指同一产品不同的工艺图层可以分别在不同型号或同

一型号不同系列的光刻机上进行光刻，而不影响光刻工艺的质量。亦即保证达到各个工艺图层所要求的套刻精度和线宽控制要求。为达此目标，必须对工艺线上同时使用的光刻机进行各种误差的匹配调整。这包括了场镜误差(Intraheld Error)的匹配，隔栅误差(Grid Error)的匹配，线宽控制的匹配以及其它使用方面的匹配等，以下将分别论述如何对这些误差进行匹配和调整。 2场镜误差的匹配 场镜误差是指一个曝光视场内产生的成像误差。 在分析场镜误差时，把硅片工作台设定在静止位置，那么产生场镜误差主要由于两部分的误差引起的：即掩膜版承版台系统和镜头部分。 掩膜版承版台系统主要负责掩膜版的对位，由此会产生以下几方面的误差： ●掩膜版的平移误差(ReticleTranslationError) ●掩膜版的旋转误差(ReticleRotationError) ●掩膜版的倾斜误差(TrapzoidError)

第九章_基本光刻工艺流程-显影到最终检验

第九章基本光刻工艺流程-曝光到最终检验概述 在本章，将解释从光刻胶的显影到最终检验所使用的基本方法。本章末尾将涉及膜版工艺的使用和定位错误的讨论。 目的 完成本章后您将能够： 1.划出晶圆在显影之前及之后的剖面图。 2.列出显影的方法。 3.解释硬烘焙的方法和作用。 4.列出晶圆在显影检验时被拒绝的至少五个原因。 5.划出显影-检验-重做工作过程的示意图。 6.解释湿法刻蚀和干法刻蚀的方法和优缺点。 7.列出从氧化膜和金属膜上去除光刻胶的机器 8.解释最终检验的方法和作用。 显影 晶圆完成定位和曝光后，器件或电路的图案被以曝光和未曝光区域的形式记录在光刻胶上（图9.1）。通过对未聚合光刻胶的化学分解来使图案显影。显影技术被设计成使之把完全一样的膜版上图案复制到光刻胶上。不良的显影工艺造成的问题是不完全显影，它会导致开孔的不正确尺寸，或使开孔的侧面内凹。在某些情况下，显影不够深而在开孔内留下一层光刻胶。第三个问题是过显影它会过多地从图形边缘或表面上去除光刻胶。要在保证开孔的直径一致和由于清洗深孔时液体不易进入而造成的清洗困难的情况下保持具有良好形状的开孔是一个特殊的挑战。 负和正的光刻胶有不同的显影性质并要求不同的化学品和工艺。 负光刻胶显影 在光刻胶上成功地使图案显影要依靠光刻胶的曝光机理。负光刻胶暴露在光时会有一个聚合的过程它会导致光刻胶聚合在显影液中分解。在两个区域间有足够高的分解率以使聚合的区域只失去很小部分光刻胶。对于大多数的负光刻胶显影二甲苯是受欢迎的化学品。它也在作负光刻胶中作溶液使用。显影完成前还要进行冲洗。对于负光刻胶，通常使用n-丁基醋酸盐作为冲洗化学品，因为它既不会使光刻胶

光刻工艺流程及未来发展方向

集成电路制造工艺 光刻工艺流程 作者：张少军 陕西国防工业职业技术学院电子信息学院电子****班 24 号 710300 摘要：摘要：光刻(photoetching)是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去 的工艺，在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。被除去的部分可能形状是薄膜内的孔或是残留的岛状部分。 关键词：光刻胶；曝光；烘焙；显影；前景 Abstract: photoetching lithography (is) through a series of steps will produce wafer surface film of certain parts of the process, remove after this, wafer surface will stay with the film structure. The part can be eliminated within the aperture shape is thin film or residual island. Keywords: the photoresist, Exposure; Bake; Enhancement; prospects 基本光刻工艺流程— 1 基本光刻工艺流程—从表面准备到曝光 1.1 光刻十步法 表面准备—涂光刻胶—软烘焙—对准和曝光—显影—硬烘焙—显影目测—刻蚀—光刻胶去除—最终目检。 1.2 基本的光刻胶化学物理属性 1.2.1 组成聚合物+溶剂+感光剂+添加剂,普通应用的光刻胶被设计成与紫外线和激光反应，它们称为光学光刻胶（optical resist），还

看懂光刻机-光刻工艺流程详解

看懂光刻机:光刻工艺流程详解 半导体芯片生产主要分为IC 设计、IC 制造、IC 封测三大环节。IC 设计主要根据芯片的设计目的进行逻辑设计和规则制定，并根据设计图制作掩模以供后续光刻步骤使用。IC 制造实现芯片电路图从掩模上转移至硅片上，并实现预定的芯片功能，包括光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、化学机械研磨等步骤。IC 封测完成对芯片的封装和性能、功能测试，是产品交付前的最后工序。 芯片制造核心工艺主要设备全景图 光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤，耗时长、成本高。半导体芯片生产的难点和关键点在于将电路图从掩模上转移至硅片上，这一过程通过光刻来实现，光刻的工艺水平直接决定芯片的制程水平和性能水平。芯片在生产中需要进行20-30 次的光刻，耗时占到IC 生产环节的50%左右，占芯片生产成本的1/3。 光刻工艺流程详解 光刻的原理是在硅片表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶，再用光线（一般是紫外光、深紫外光、极紫外光）透过掩模照射在硅片表面，被光线照射到的光刻胶会发生反应。此后用特定溶剂洗去被照射/未被照射的光刻胶，就实现了电路图从掩模到硅片的转移。 光刻完成后对没有光刻胶保护的硅片部分进行刻蚀，最后洗去剩余光刻胶，就实现了半导体器件在硅片表面的构建过程。 光刻分为正性光刻和负性光刻两种基本工艺，区别在于两者使用的光刻胶的类型不同。负性光刻使用的光刻胶在曝光后会因为交联而变得不可溶解，并会硬化，不会被溶剂洗掉，从而该部分硅片不会在后续流程中被腐蚀掉，负性光刻光刻胶上的图形与掩模版上图形相反。 在硅片表面构建半导体器件的过程 正性光刻与负性光刻相反，曝光部分的光刻胶会被破坏从而被溶剂洗掉，该部分的硅片没

光刻工艺介绍

光刻工艺介绍 一、定义与简介 光刻是所有四个基本工艺中最关键的，也就是被称为大家熟知的photo，lithography，photomasking, masking, 或microlithography。在晶圆的制造过程中，晶体三极管、二极管、电容、电阻和金属层的各种物理部件在晶圆表面或表层内构成，这些部件是预先做在一块或者数块光罩上，并且结合生成薄膜，通过光刻工艺过程，去除特定部分，最终在晶圆上保留特征图形的部分。 光刻其实就是高科技版本的照相术，只不过是在难以置信的微小尺寸下完成，现在先进的硅12英寸生产线已经做到22nm，我们这条线的目标6英寸砷化镓片上做到0.11um。光刻生产的目标是根据电路设计的要求，生成尺寸精确的特征图形，并且在晶圆表面的位置正确且与其它部件的关联正确。

二、光刻工艺流程介绍 光刻与照相类似，其工艺流程也类似： 实际上，普通光刻工艺流程包括下面的流程：

1)Substrate Pretreatment 即预处理，目的是改变晶圆表面的性质， 使其能和光刻胶（PR）粘连牢固。主要方法就是涂HMDS，在密闭腔体内晶圆下面加热到120℃，上面用喷入氮气加压的雾状HMDS，使得HMDS和晶圆表面的-OH健发生反应已除去水汽和亲水健结构，反应充分后在23℃冷板上降温。该方法效果远比传统的热板加热除湿好。 2)Spin coat即旋转涂光刻胶，用旋转涂布法能提高光刻胶薄膜的 均匀性与稳定性。光刻胶中主要物质有树脂、溶剂、感光剂和其它添加剂，感光剂在光照下会迅速反应。一般设备的稳定工作最高转速不超过4000rpm，而最好的工作转速在2000～3000rpm。 3)Soft Bake(Pre-bake)即软烘，目的是除去光刻胶中溶剂。一般是 在90℃的热板中完成。 4)Exposure即曝光，这也是光刻工艺中最为重要的一步，就是用 紫外线把光罩上的图形成像到晶圆表面，从而把光罩上面的图形转移到晶圆表面上的光刻胶中。这一步曝光的能量(Dose)和成像焦点偏移(Focus offset)尤为重要. 5)Post Exposure Bake(PEB)即后烘，这是非常重要的一步。在 I-line光刻机中，这一步的目的是消除光阻层侧壁的驻波效应，

光刻技术历史与发展

光刻技术历史与发展 光刻工艺是集成电路最重要的加工工艺，他起到的作用如题金工车间中车床的作用，光刻机如同金属加工工车间的车床。在整个芯片制造工艺中，几乎每个工艺的实施，都离不开光刻的技束。光刻也是制造IC的最关键技术，他占芯片制造成本的35%以上。在如今的科技与社会发展中，光刻已经每年以百分之三十五的速度增长，他的增长，直接关系到大型计算机的运作等高科技领域，现在大型计算机的每个芯片上可以大约有10亿个零件。这就需要很高的光刻技术。如今各个大国都在积极的发展光科技束。光刻技术与我们的生活息息相关，我们用的手机，电脑等各种各样的电子产品，里面的芯片制作离不开光科技束。 在我们的日常生活中，也需要用到光刻技术制造的各种各样的芯片，最普通的就是我们手里的手机和电脑。如今是一个信息社会，在这个社会中各种各样的信息流在世界流动。而光刻技术是保证制造承载信息的载体。在社会上拥有不可替代的作用。 本论文的作用是向大家普及光刻的发展历史和光刻的发展方向，以及光刻的种类，每种光刻种类的优点和缺点。并且向大家讲述光刻的发展前景。在光刻这一方面，我国的专利意识稀薄，很多技术都没有专利，希望我辈能改变这个状况 Lithography process is the most important processing technology of integrated circuit, he play a role Such as the role of the lathe in machining shop, lithography as metalworking shop lathe. In the whole chip manufacturing technology, implementation of almost every process is inseparable from the lithography technology of beam. Lithography is the key technology of manufacturing IC, he war more than 35% of the chip manufacturing cost. In today's science and technology and social development, lithography has been growing at thirty-five percent a year, his growth, is directly related to the operation of large computer and other high-tech areas, large computer per chip can now has about 1 billion parts. This will require a very high lithography. Now the big countries are actively the development of light beam technology.Lithography is closely related to our life, we use the phone, all kinds of electronic products such as computer, the inside of the chip production

07工艺-光刻介绍

集成电路工艺之
光刻
1、基本描述和过程 2、光刻胶 3、光刻机 4、光源 5、光刻工艺 6、新技术简介
光刻
IC 工艺流程
Materials IC Fab Metallization Wafers Thermal Processes Masks Implant PR strip Etch PR strip Packaging CMP Dielectric deposition Test
IC 制造
e-Beam or Photo
EDA
Mask or Reticle
Ion Implant
PR
Etch
Chip
Photolithography
Final Test
Photolithography IC Design
EDA: 自动化电子设计 PR: 光刻胶

光刻基本介绍
? 在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻 胶上的过程 ? 将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。 ? 光刻在整个硅片加工成本中几乎占三分之一。 ? 光刻占40%到 50% 的流片时间。 ? 决定最小特征尺寸。 IC制程中最重要的模块,是集成电路中关键的 工艺技术，最早的构想来源于印刷技术中的照相制 版。光刻技术最早于1958年开始应用，并实现了平 面晶体管的制作。
光刻的基本步骤
? ? ? ? ? ? ? ? ? 硅片清洗 前烘和前处理 光刻胶涂布 匀胶后烘 对准和曝光 曝光后烘 显影 显影后烘 图形检查
涂胶
曝光 显影
硅片清洗
Clean Gate Oxide Primer
前烘和前处理
Polysilicon STI P-Well USG STI
Polysilicon USG P-Well

一文解析刻蚀机和光刻机的原理及区别

一文解析刻蚀机和光刻机的原理及区别 什么是光刻机光刻机（Mask Aligner）又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等。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、刻蚀等工序。 Photolithography（光刻）意思是用光来制作一个图形（工艺）；在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时复制到硅片上的过程。 光刻的目的使表面具有疏水性，增强基底表面与光刻胶的黏附性。 光刻机工作原理 上图是一张光刻机的简易工作原理图。下面，简单介绍一下图中各设备的作用。 测量台、曝光台：承载硅片的工作台，也就是本次所说的双工作台。 光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。 能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。 光束形状设置：设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性。遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。 能量探测器：检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整。掩模版：一块在内部刻着线路设计图的玻璃板，贵的要数十万美元。 掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。 物镜：物镜由20多块镜片组成，主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小，再被激光映射的硅片上，并且物镜还要补偿各种光学误差。技术难度就在于物镜的设计难度大，精度的要求高。 硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸，尺寸越大，产率越高。题外话，由于硅片是圆的，所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系，根据缺口的形状不同分为两种，分别叫flat、notch。 内部封闭框架、减振器：将工作台与外部环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并维持稳定的温度、压力。

光刻工艺问答

光刻工艺问答

PHOTO 流程? 答：上光阻→曝光→顯影→顯影後檢查→CD量測→Overlay量測 何为光阻？其功能为何？其分为哪两种？ 答：Photoresist(光阻).是一种感光的物质，其作用是将Pattern从光罩(Reticle)上传递到Wafer上的一种介质。其分为正光阻和负光阻。 何为正光阻? 答：正光阻，是光阻的一种，这种光阻的特性是将其曝光之后，感光部分的性质会改变，并在之后的显影过程中被曝光的部分被去除。 何为负光阻? 答：负光阻也是光阻的一种类型，将其曝光之后，感光部分的性质被改变，但是这种光阻的特性与正光阻的特性刚好相反，其感光部分在将来的显影过程中会被留下，而没有被感光的部分则被显影过程去除。 什幺是曝光？什幺是显影？ 答：曝光就是通过光照射光阻，使其感光；显影就是将曝光完成后的图形处理，以将图形清晰的显现出来的过程。 何谓 Photo? 答：Photo=Photolithgraphy,光刻，将图形从光罩上成象到光阻上的过程。Photo主要流程为何? 答：Photo的流程分为前处理，上光阻，Soft Bake, 曝光，PEB，显影，Hard Bake 等。 何谓PHOTO区之前处理? 答：在Wafer上涂布光阻之前，需要先对Wafer表面进行一系列的处理工作，以使光阻能在后面的涂布过程中能够被更可靠的涂布。前处理主要包括Bake，HDMS等过程。其中通过Bake将Wafer表面吸收的水分去除，然后进行HDMS工作，以使Wafer表面更容易与光阻结合。 何谓上光阻? 答：上光阻是为了在Wafer表面得到厚度均匀的光阻薄膜。光阻通过喷嘴（Nozzle）被喷涂在高速旋转的Wafer表面，并在离心力的作用下被均匀的涂布在Wafer的表面。

光刻技术及其应用的状况和未来发展

1 引言 光刻技术作为半导体及其相关产业发展和进步的关键技术之一，一方面在过去的几十年中发挥了重大作用；另一方面，随着光刻技术在应用中技术问题的增多、用户对应用本身需求的提高和光刻技术进步滞后于其他技术的进步凸显等等，寻找解决技术障碍的新方案、寻找COO更加低的技术和找到下一俩代可行的技术路径，去支持产业的进步也显得非常紧迫，备受人们的关注。就像ITRS对未来技术路径的修订一样，上世纪基本上3～5年修正一次，而进入本世纪后，基本上每年都有修正和新的版本出现，这充分说明了光刻技术的重要性和对产业进步的影响。如图1所示，是基于2005年ITRS对未来几种可能光刻技术方案的预测。也正是基于这一点，新一轮技术和市场的竞争正在如火如荼的展开，大量的研发和开发资金投入到了这场竞赛中。因此，正确把握光刻技术发展的主流十分重要，不仅可以节省时间和金钱，同时可以缩短和用户使用之间的周期、缩短开发投入的回报时间，因为光刻技术开发的投入比较庞大。 2 光刻技术的纷争及其应用状况 众说周知，电子产业发展的主流和不可阻挡的趋势是"轻、薄、短、小"，这给光刻技术提出的技术方向是不断提高其分辨率，即提高可以完成转印图形或者加工图形的最小间距或者宽度，以满足产业发展的需求；另一方面，光刻工艺在整个工艺过程中的多次性使得光刻技术的稳定性、可靠性和工艺成品率对产品的质量、良率和成本有着重要的影响，这也要求光刻技术在满足技术需求的前提下，具有较低的COO和COC。因此，光刻技术的纷争主要是厂家可以提供给用户什么样分辨率和产能的设备及其相关的技术。 2.1 以Photons为光源的光刻技术

在光刻技术的研究和开发中，以光子为基础的光刻技术种类很多，但产业化前景较好的主要是紫外(UV)光刻技术、深紫外(DUV)光刻技术、极紫外(EUV)光刻技术和X射线(X-ray)光刻技术。不但取得了很大成就，而且是目前产业中使用最多的技术，特别是前两种技术，在半导体工业的进步中，起到了重要作用。 紫外光刻技术是以高压和超高压汞(Hg)或者汞-氙(Hg-Xe)弧灯在近紫外(350～450nm)的3条光强很强的光谱(g、h、i线)线，特别是波长为365nm的i线为光源，配合使用像离轴照明技术(OAI)、移相掩模技术(PSM)、光学接近矫正技术(OPC)等等，可为0.35～0.25μm的大生产提供成熟的技术支持和设备保障，在目前任何一家FAB中，此类设备和技术会占整个光刻技术至少50％的份额；同时，还覆盖了低端和特殊领域对光刻技术的要求。光学系统的结构方面，有全反射式(Catoptrics)投影光学系统、折反射式(Catadioptrics)系统和折射式(Dioptrics)系统等，如图2所示。主要供应商是众所周知的ASML、NI KON、CANON、ULTRATECH和SUSS MICROTECH等等。系统的类型方面，ASML以提供前工程的l:4步进扫描系统为主，分辨率覆盖0.5～0.25μm：NIKON以提供前工程的1：5步进重复系统和LCD 的1：1步进重复系统为主，分辨率覆盖0.8～0.35μm和2～0.8μm；CANON以提供前工程的1：4 步进重复系统和LCD的1：1步进重复系统为主，分辨率也覆盖0.8～0.35μm和1～0.8μm；ULTRAT ECH以提供低端前工程的1：5步进重复系统和特殊用途(先进封装／MEMS／，薄膜磁头等等)的1：1步进重复系统为主；而SUSS MICTOTECH以提供低端前工程的l：1接触／接近式系统和特殊用途(先进封装／MEMS／HDI等等)的1：1接触／接近式系为主。另外，在这个领域的系统供应商还有USHlO、TAMARACK和EV Group等。 深紫外技术是以KrF气体在高压受激而产生的等离子体发出的深紫外波长(248 nm和193 nm)的激光作为光源，配合使用i线系统使用的一些成熟技术和分辨率增强技术(RET)、高折射率图形传递介质(如浸没式光刻使用折射率常数大于1的液体)等，可完全满足O.25～0.18μm和0．18μm～90 nm的生产线