《光刻工艺概述》ppt课件

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1、*1第8章光刻工艺概述8.1光刻技术的发展8.2光刻工艺流程8.3光刻技术*28.1光刻技术的发展8.1.1集成电路制造工艺流程回顾2、将硅片进行抛光以除去硅片表面的划伤和其它杂质，制备成一片近乎完整的硅衬底片。1、将一个纯度为99.9999%的硅单晶棒切成硅片。*38.1光刻技术的发展3、将硅片进行化学处理以便制备可以控制晶体管电流的源区和漏区。在硅片上涂上一层称为感光胶的光敏性材料膜。*48.1光刻技术的发展4、对涂有感光胶的硅片，用分步重复曝光机的设备，通过掩膜板进行重复曝光。它能将芯片图形分步重复的曝光

2、在整个硅片上。这种重复曝光过程与复印负性照片的过程相似。在显影过程中曝过光的区域感光胶留了下来，未曝过光的胶层被清除掉了。*58.1光刻技术的发展５、掺杂杂质的原子如硼、砷等可以用注入技术来掺杂入硅原子中去，然后用热退火的方法使注入离子“活化”。感光胶层能阻挡杂质离子的注入，离子注入后的胶层可以用移胶的办法把它去掉，当要在硅片的其它区域掺杂别的杂质时，可以重复使用离子注入工艺。在随后的几道工艺中，还会多次用图形制备工艺（光刻工艺），但感光胶层这时可用作腐蚀掩膜用。*68.1光刻技术的发展6、下一步是制备晶体管的

3、栅极、淀积SiO2层并使之图形化（形成栅氧化层）之后淀积多晶硅和重掺杂多晶硅层，形成多晶硅栅。多晶硅栅对源区和漏区之间流动的电流起到象水龙头那样的“开”和“关”的作用。*78.1光刻技术的发展7、制备工艺的其它部分是将晶体管的栅极、源极、漏极之间和对其它元件、对外部的连线用金属膜作连线将它们连起来。二氧化硅层是一种介质层，也是一种绝缘层，是用化学汽淀积(CVD)方法形成的，在CVD方法中所含某种材料的原子与淀积的受热硅片的表面发生反应，形成某种材料的固体薄膜。PVD又称溅射技术，是气体离子受电场加速并轰击靶材，

4、使它的原子脱离靶材并溅落和积累在硅片上。*88.1光刻技术的发展8、第3、4和5步工艺会反复多次使用，使SiO2层、金属层和其它材料层形成图形，以往成完整的电路设计。金属层（通常是铝和铜）是用CVD或PVD方法淀积的，经曝光光刻、腐蚀等工艺后形成薄的金属连线。对于复杂的芯片有时还要求用多金属层和通常所称的通孔进行垂直连线来形成复杂的芯片连线。*98.1光刻技术的发展9、对于图形矩阵的硅片进行适当的切割、压焊，即成了封装好的芯片。引出适合的电学外引线。*108.1光刻技术的发展8.1.2光刻技术基本原理光刻是现代

5、IC制造业的基石，它能在硅片衬底上印制出亚微米尺寸的图形。基本原理：将对光敏感的光刻胶旋涂在晶圆上，在表面形成一层薄膜，同时使用光刻版，版上包含着所要制作的特定层的图形信息，光源透过光刻版照射到光刻胶上，使得光刻胶选择性的曝光；接着对光刻胶显影，于是就完成了从版到硅片的图形转移。另外，剩余的光刻胶可以在下面的过程中，刻蚀或离子技术中，充当掩蔽层。*118.1光刻技术的发展超大规模集成电路及SoC对光刻技术的要求高分辨率随着集成电路集成度的不断提高，加工的线条越来越精细。在保证一定成品率前提下刻蚀出的最细光刻线条

6、称为特征尺寸，特征尺寸反映了光刻水平的高低，同时也是集成电路生产线水平的重要标志。*128.1光刻技术的发展高灵敏度的光刻胶光刻胶的灵敏度通常是指光刻胶的感光速度。在集成电路工艺中，为了提高产品产量，希望曝光速度越快越好。*138.1光刻技术的发展低缺陷一般集成电路的加工需要几十步甚至上百步工序，而在其中光刻大概要占10~20次，每次光刻都要尽量避免缺陷。对大尺寸晶圆的加工大尺寸的晶圆对光刻技术要求更为苛刻。*148.1光刻技术的发展精密的套刻对准因为最终的图形是用多个掩膜版按照特定的顺序在晶圆表面一层一层叠加

7、建立起来的。图形定位的要求就好像是一幢建筑物每一层之间所要求的正确对准。如果每一次的定位不准，将会导致整个电路失效。*15PMOSFETNMOSFETCrosssectionofCMOSinverterTopviewofCMOSinverterThemaskinglayersdeterminetheaccuracybywhichsubsequentprocessescanbeperformed.Thephotoresistmaskpatternpreparesindividuallayersforproperp

8、lacement,orientation,andsizeofstructurestobeetchedorimplanted.Smallsizesandlowtolerancesdonotprovidemuchroomforerror.*168.2基本光刻工艺流程图形转移通过两步完成。首先，图形被转移到光刻胶层。光刻胶经过曝光后自身性质和结构发生变化（由原来的可溶性物质变为非可溶性物质，