半导体制造技术深紫外DUV
duv光刻技术及常见工艺问题
duv光刻技术及常见工艺问题DUV(Deep Ultraviolet,深紫外)光刻技术是一种重要的半导体制造工艺,用于在半导体芯片制造过程中的图案转移。
在DUV光刻技术中,使用了波长较短的紫外光(通常为248 nm,193 nm或更短波长)来曝光光刻胶,通过光刻胶的显影、蚀刻等步骤,将所需的图案转移到芯片上。
DUV光刻技术的应用范围广泛,主要包括集成电路制造、光学器件制造、MEMS制造等。
它能够实现高分辨率、高精度的图形转移,能够处理复杂的芯片结构,并且可以灵活地适应不同工艺要求。
然而,在DUV光刻技术的应用中,常常会遇到一些工艺问题,下面将介绍一些常见的问题及其解决方法。
1. 曝光剂对于DUV光刻技术的影响在DUV光刻技术中,曝光剂是一个关键的因素。
曝光剂的选择和使用方法会直接影响到光刻胶的解析度、对比度、显影速度等。
因此,在DUV光刻技术中,对曝光剂的选择和使用要特别注意。
解决方法:选择合适的曝光剂,根据芯片设计的要求、工艺的特点来选择曝光剂。
在使用曝光剂时,要根据厂商提供的使用说明来正确处理和使用曝光剂,避免不必要的问题。
2. 光刻胶剩余问题在DUV光刻过程中,光刻胶有时会残留在芯片表面,形成剩余物,导致图案质量下降。
光刻胶剩余问题可能是由于不良的光刻胶成膜、曝光剂溶解性差或者显影不完全等因素引起的。
解决方法:确保光刻胶的成膜质量良好,避免出现不均匀的成膜情况。
合理选择曝光剂,确保曝光剂的溶解性适合光刻胶的显影。
3. 曝光光束质量及一致性问题DUV光刻机的曝光系统在长时间使用后,可能会出现曝光光束质量下降或者不一致的问题。
曝光光束质量差可能会导致图案的分辨率下降,而不一致的曝光光束则会导致芯片上的图案出现不均匀。
解决方法:定期对DUV光刻机的曝光系统进行检查和维护,确保曝光光束的质量和一致性。
可以使用标准掩模进行曝光测试,准确评估光刻机的性能。
4. 图案缺陷问题在DUV光刻技术中,图案缺陷是一个常见的问题。
半导体工艺-掩模和光刻
概述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蒸气淀积,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。
紫外光刻机原理
紫外光刻机原理
光刻机是集成电路制造过程中不可或缺的关键设备,它通过将电路设计图形精确地转移到硅片上,实现了芯片的制造。
目前最先进的光刻机是紫外光刻机,其工作原理如下:
1. 光源:紫外光刻机使用的光源通常是深紫外光(DUV)或极紫外光(EUV)。
深紫外光的波长较短,为193nm 或248nm,而极紫外光的波长更短,为13.5nm。
2. 光路系统:光源发出的紫外光通过一系列的光学元件,如反射镜、透镜等,进行准直、聚焦和整形,形成所需的光束形状和尺寸。
3. 掩模版:在光刻机中,使用掩模版来定义芯片上的电路图案。
掩模版上包含了芯片的设计图形,这些图形是通过电子束光刻或其他微加工技术制作而成的。
4. 投影物镜:经过准直和聚焦的紫外光束通过投影物镜,将掩模版上的电路图形缩小并投影到硅片上。
投影物镜的精度和成像质量对芯片制造的分辨率和套刻精度至关重要。
5. 硅片处理:在硅片上涂上光刻胶,当紫外光照射到光刻胶上时,光刻胶会发生化学反应,形成光刻胶图形。
6. 显影和蚀刻:经过光刻曝光后的硅片,通过显影液将光刻胶图形显现出来。
然后,使用蚀刻技术将未被光刻胶覆盖的硅片刻蚀掉,形成电路结构。
7. 重复步骤:为了制造多层电路结构,光刻机需要重复上述步骤,在不同层次上进行光刻、蚀刻和沉积等工艺。
总之,紫外光刻机通过光源、光路系统、掩模版、投影物镜等关键部件的协同作用,将芯片设计图形精确地转移到硅片上,实现了芯片的制造。
随着技术的不断进步,光刻机的精度和性能也在不断提高,推动着集成电路产业的发展。
半导体工艺英文缩写
半导体工艺英文缩写半导体工艺是半导体行业中的一个重要领域,涉及到半导体材料和器件的制造过程。
由于该领域技术含量高,专业术语较多,因此人们常常使用英文缩写来简化表达。
下面是一些常见的半导体工艺英文缩写及其解释:1.CMOS: 压缩氧化法半导体互补金属-氧化物半导体CMOS是一种常见的半导体工艺,它使用压缩氧化法在半导体材料上形成金属-氧化物半导体结构。
这种结构可以实现低功耗、低电压操作,并且在集成电路中应用广泛。
2.PVD: 物理气相沉积物理气相沉积是一种半导体材料薄膜制备的技术,它利用物理过程将固体材料转化为气体,然后在半导体表面沉积成薄膜。
这种技术可以实现高质量的薄膜制备,并且广泛用于半导体器件的制造。
3.CVD: 化学气相沉积化学气相沉积是一种半导体材料薄膜制备的技术,它利用化学反应将气体转化为固体材料,并在半导体表面沉积成薄膜。
这种技术可以实现较高的沉积速度和较大的沉积面积,并且在集成电路制造中得到广泛应用。
4.RTP: 快速热退火快速热退火是一种半导体工艺,它通过快速升温和冷却的方式来进行热处理。
这种工艺可以实现材料的结晶、再结晶和晶格调控,从而提高半导体器件的电学性能和稳定性。
5.DUV: 深紫外深紫外是一种波长较短的紫外光,通常用于半导体制造中的光刻工艺。
它具有较高的分辨率和较小的曝光误差,可以实现微细结构的制造和高精度印刷。
6.BEOL: 背端工艺背端工艺是指半导体制造中从晶圆电路层到封装层的工艺步骤,主要包括金属线路的布线、电压与数据传输的测试、集成电路封装等工作。
这些工艺步骤对于确保电路的正常运行和稳定性至关重要。
7.FEOL: 前端工艺前端工艺是指半导体制造中从晶圆加工到背端工艺之前的工艺步骤,主要包括晶圆清洁、刻蚀、沉积、光刻、扩散等工作。
这些工艺步骤对于制备高质量的半导体材料和器件起着关键作用。
总结起来,半导体工艺英文缩写是半导体行业中常用的专业术语,它简化了表达,加快了交流。
duv光刻机制程
duv光刻机制程DUV光刻机制程(DUV Lithography Process)是将深紫外(Deep Ultraviolet,DUV)光刻技术应用于半导体制程中,用于制造集成电路的一种关键技术。
DUV光刻机制程主要包含光刻胶涂覆、暴光曝光、光刻胶显影、退晶剂去胶等步骤,下面将具体介绍。
1.光刻胶涂覆光刻胶涂覆是将光刻胶均匀涂覆在硅片表面的过程。
光刻胶是一种感光材料,用于记录芯片设计图案。
光刻胶涂覆机器通过旋涂的方法将光刻胶均匀涂覆在硅片表面,形成一个薄膜。
涂覆后的硅片需要经过软烘和烘烤步骤,使光刻胶薄膜变得更加均匀和稳定。
2.暴光曝光暴光曝光是将光刻胶中的感光剂暴露在光源下,记录芯片设计图案的过程。
暴光曝光机器使用一个掩膜(Mask)来传输光源,掩膜上的图案会被投射到光刻胶上。
暴光曝光可以使用透射式或反射式的光学系统。
透射式暴光使用紫外光源,而反射式暴光使用反射镜将光源转换为紫外光。
在暴光曝光之前,还需要对光学系统进行校正,以保证光刻胶上的图案形状和尺寸的准确度。
3.光刻胶显影光刻胶显影是将光刻胶中未暴光的部分溶解掉,使阳性光刻胶的图案出现,或将暴光的部分溶解掉,使阴性光刻胶的图案出现。
光刻胶显影通过将硅片浸入化学显影液中进行。
阳性光刻胶在显影液中的未暴光部分溶解,形成芯片设计的图案。
4.退晶剂去胶退晶剂去胶是将显影后的光刻胶去除,暴露出硅片表面的介质层或晶体层。
退晶剂去胶是一种化学处理过程,通过将硅片浸入退晶剂液中进行。
退晶剂能够选择性地溶解光刻胶,而不影响硅片表面的其他层。
除以上基本步骤外,DUV光刻机制程中还包含一系列的控制步骤,如曝光剂的优化、烘烤程序的优化、显影液浓度的控制等。
这些步骤的优化可以提高光刻胶的性能和芯片制造的质量。
总的来说,DUV光刻机制程在现代集成电路制造中扮演着非常重要的角色。
随着技术的不断进步,DUV光刻机制程不断被改进和优化,以满足芯片制造对图案分辨率和精度的要求,同时也推动了半导体行业的发展。
duv 光阻 湿法工艺
DUV光阻湿法工艺1. 简介DUV光阻湿法工艺是一种用于芯片制造的光刻工艺。
DUV代表了深紫外光(Deep Ultraviolet),光阻是一种用于制造芯片的特殊材料,而湿法工艺则是指使用液体溶液处理光阻的过程。
在芯片制造中,光刻工艺是一项关键的步骤,用于将芯片设计图案转移到硅片上。
光刻工艺的精确性和稳定性对芯片性能和产能有着重要影响。
DUV光阻湿法工艺是一种高精度、高分辨率的工艺,广泛应用于半导体行业。
2. DUV光阻湿法工艺的原理DUV光阻湿法工艺的原理基于光敏剂的特性。
光敏剂是一种能够对光线产生化学反应的物质。
在DUV光阻湿法工艺中,光敏剂与光阻材料混合后,通过曝光和显影的过程,实现对光阻的精确控制。
具体来说,DUV光阻湿法工艺包括以下步骤:2.1 曝光曝光是将芯片设计图案转移到光阻层上的过程。
在DUV光阻湿法工艺中,使用深紫外光源进行曝光。
深紫外光具有更短的波长,能够提供更高的分辨率和更精确的图案转移。
2.2 显影显影是将曝光后的光阻层中未固化的部分去除的过程。
在DUV光阻湿法工艺中,使用显影液进行显影。
显影液是一种能够与光敏剂发生化学反应的溶液,将未曝光的光阻部分溶解掉,从而形成芯片设计图案。
3. DUV光阻湿法工艺的优势DUV光阻湿法工艺相较于传统的光刻工艺具有以下优势:3.1 高分辨率由于DUV光的较短波长,DUV光阻湿法工艺能够实现更高的分辨率。
这意味着可以制造更小、更精细的芯片结构,提高芯片的性能和集成度。
3.2 高精度DUV光阻湿法工艺具有高精度的特点。
通过精确的曝光和显影过程,可以实现对芯片设计图案的准确转移,保证芯片的制造质量。
3.3 高可控性DUV光阻湿法工艺对曝光和显影参数的控制比较容易。
通过调整曝光时间、曝光强度和显影液的浓度等参数,可以实现对光阻的精确控制,满足不同芯片制造的需求。
3.4 高产能DUV光阻湿法工艺具有高产能的特点。
相较于传统的光刻工艺,DUV光阻湿法工艺可以实现更快的曝光速度和显影速度,提高芯片的制造效率。
duv光刻机原理
duv光刻机原理
DUV光刻机是一种使用深紫外光(Deep Ultraviolet,DUV)
照射光刻胶的设备,用于制造集成电路和其他微纳米器件。
其工作原理如下:
1. 光源:使用波长为193nm的激光或者光电源产生紫外光线。
由于DUV光具有更短的波长,能够实现更高的分辨率和更小
的特征尺寸。
2. 光学系统:包括反射镜、透镜和光学器件,用于对紫外光进行聚焦和定位。
光学系统的设计和精度对于光刻的分辨率和精度至关重要。
3. 掩模:光刻胶会根据掩模上图案所在的位置进行固化,因此需要一个准确的掩模来确定芯片中不同元素的位置和形状。
4. 光刻胶:将光刻胶涂覆在硅片上,形成一层薄膜。
光刻胶具有一定的化学反应性,可以在紫外光的照射下发生聚合或降解反应。
5. 照射和曝光:使用光刻机的控制系统控制紫外光的强度、曝光时间和扫描速度等参数,使得光刻胶根据掩模的图案进行固化或者去除。
6. 胶面清理和检验:在照射后,使用化学溶剂或者等离子清洗机等设备去除没有固化的光刻胶。
然后使用显微镜等设备对芯
片进行质量检验。
通过多次重复以上步骤,可以逐步将掩模上的图案传递到光刻胶,并进一步将图案转移到硅片上,从而形成微观的电子元件和集成电路。
光谱中的duv
光谱中的duv
在物理学中,光谱是指将光分解成不同波长或频率的组成部分的过程。
其中,紫外线(UV)是波长较短、频率较高的区域。
在紫外线之外,还有一段更短波长、更高频率的区域,称为极紫外线(EUV)或深紫外线(DUV)。
DUV波长范围通常定义为170~300纳米,其波长较短,频率较高,能量较大,能够造成一系列物理和化学反应。
DUV光谱被广泛用于半导体制造、激光微加工、生物医学等领域。
在半导体制造中,DUV光谱可用于制作超高分辨率的芯片,而在激光微加工中,DUV光谱常用于微细加工和纳米加工。
此外,DUV光谱还可用于生物医学领域,例如用于DNA序列分析和癌症诊断。
DUV光谱的应用范围非常广泛,但由于其波长较短、能量较大,需要特殊的光学材料和制造工艺。
因此,DUV光谱的制造成本较高,而且对于设备的要求也很高。
但随着半导体制造、激光微加工和生物医学等领域的不断发展,DUV光谱的应用前景将会越来越广阔。
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duv光刻机 波长
duv光刻机波长
(最新版)
目录
1.DUV 光刻机的概述
2.DUV 光刻机的波长介绍
3.DUV 光刻机的应用领域
4.我国在 DUV 光刻机领域的发展
正文
1.DUV 光刻机的概述
DUV 光刻机,全称为深紫外线光刻机,是一种半导体制程中使用的高端光刻设备。
光刻机是芯片制造过程中最为关键的设备之一,它的主要作用是将芯片设计好的图形转移到芯片表面上,从而实现芯片的功能。
DUV 光刻机主要采用紫外光作为光源,其波长范围在 248-193 纳米之间,具有分辨率高、曝光均匀性好、成像精度高等特点。
2.DUV 光刻机的波长介绍
DUV 光刻机的波长主要分为两种:248 纳米和 193 纳米。
其中,248 纳米的 DUV 光刻机主要用于制造 90 纳米以上的制程技术,而 193 纳米的 DUV 光刻机则可以实现 65 纳米甚至 45 纳米的制程技术。
波长越短,光刻机的分辨率越高,能够实现的制程技术也就越先进。
3.DUV 光刻机的应用领域
DUV 光刻机主要应用于半导体制程,尤其是高端芯片的制造。
随着科技的不断发展,对于芯片的需求越来越高,芯片制程技术也在不断地向更高层次发展。
DUV 光刻机的应用,使得我国在芯片制造领域取得了重大突破。
4.我国在 DUV 光刻机领域的发展
我国在 DUV 光刻机领域的发展经历了从无到有、从弱到强的过程。
近年来,我国在芯片制造领域的投入不断加大,同时也在引进和培养相关人才。
目前,我国已经成功研发出多款 DUV 光刻机,并投入生产和使用。
duv浸润式光刻工艺
duv浸润式光刻工艺
duv浸润式光刻工艺的核心是使用深紫外(DUV)光源,结合浸
润式光刻技术,实现了更小尺寸的图形转移。
相比传统的光刻工艺,duv浸润式光刻工艺具有更高的分辨率和更好的图形保真度,可以
实现更小尺寸的芯片元件,从而提高了芯片的集成度和性能。
在duv浸润式光刻工艺中,浸润液的使用使得光刻胶与硅片之
间的折射率匹配更好,减少了光的衍射和散射现象,从而提高了图
形的清晰度和分辨率。
此外,duv浸润式光刻工艺还能够实现更小
的焦深,使得芯片上不同层次的图形更加平整和一致。
随着半导体制造工艺的不断进步,duv浸润式光刻工艺已经成
为当今芯片制造中不可或缺的技术之一。
它不仅可以实现更小尺寸
的芯片元件,还能够提高芯片的性能和集成度,为信息产业的发展
提供了强大的支持。
相信随着技术的不断创新和完善,duv浸润式
光刻工艺将在未来发挥更加重要的作用,推动半导体产业迈向新的
高度。
duv光源波长
duv光源波长
DUV光源(Deep Ultraviolet Light Source)是一种波长在200
纳米以下的光源,是半导体制造和光刻技术中不可或缺的一种设备。
DUV光源波长在195纳米到200纳米之间,可以用于制备半导体芯片。
本篇文章将介绍DUV光源波长的相关知识。
1. 什么是DUV光源波长?
DUV光源波长是指在195纳米到200纳米之间的紫外光波长。
这
些波长的光线可以穿透一些物质,因此被用于半导体制造和光刻技术中,该波长对于半导体芯片制备非常重要。
2. DUV光源波长的应用
DUV光源波长被广泛应用于半导体制造和光刻技术中。
由于DUV
光可以穿透率高、能量高、分辨率高等特点,使其得到了广泛的应用。
3. DUV光源波长的优势
DUV光源波长具有分辨率高、能量高、穿透率高的优势。
这些特
点使得DUV光源可以高效的进行光刻,制造晶片。
而DUV光源波长的
优越性能又在于其较短的波长,并且能够快速捕获细微的缺陷。
4. DUV光源波长的不足
DUV光源波长虽然具有分辨率高、能量高、穿透率高等特点,但
其在一些应用上受到了限制,如需要更宽的光场等。
总之,DUV光源波长是半导体制造和光刻技术中不可或缺的一种
波长。
它对于晶片制造的质量和效率有着非常重要的影响。
未来,由
于半导体工业的高速发展和制造技术的进一步提高,DUV光源波长将会得到更广泛的应用和发展。
duv制程范围
duv制程范围DUV制程范围是指在半导体制造过程中,使用深紫外光(DUV)技术进行曝光的范围。
DUV制程是目前半导体行业中最先进的曝光技术之一,其波长通常在193纳米以下。
本文将从不同角度探讨DUV制程的范围。
DUV制程范围涵盖了半导体制造中的光刻工艺。
光刻工艺是半导体制造过程中关键的步骤之一,用于将芯片设计中的图形模式转移到硅片上。
DUV制程通过使用波长更短的光源,可以实现更高分辨率和更小尺寸的图形。
因此,DUV制程范围适用于制造高密度的集成电路和微细结构。
DUV制程范围还包括了光刻机的使用。
光刻机是实施光刻工艺的关键设备,而DUV制程通常需要使用特殊的DUV光刻机。
这些光刻机具有高度精密的光学系统和自动化控制系统,可以实现高分辨率和高精度的曝光。
DUV制程范围涉及选择和操作这些光刻机的技术和流程。
除了光刻工艺和光刻机,DUV制程范围还包括了材料和化学物质的选择。
在DUV制程中,需要使用特殊的光刻胶和光刻辅助材料,以确保曝光的准确性和稳定性。
此外,DUV制程还需要使用特殊的光刻掩膜和掩膜制备技术,用于实现复杂的图形模式。
因此,DUV 制程范围涵盖了材料和化学物质的选择和应用。
除了上述方面,DUV制程范围还与半导体制造的不同节点和工序相关。
在半导体制造过程中,DUV制程通常用于制造先进的逻辑芯片、存储芯片和图像传感器等高性能器件。
此外,DUV制程还用于制造三维集成电路和先进封装技术中的微细结构。
因此,DUV制程范围涉及到制造不同类型芯片和器件的工艺和技术。
DUV制程范围还与半导体行业中的研发和创新相关。
随着技术的不断进步,DUV制程的范围也在不断扩大。
新材料、新工艺和新设备的引入使得DUV制程能够应用于更广泛的领域,如量子计算、人工智能和云计算等。
因此,DUV制程范围也包括了半导体行业中的前沿研究和创新方向。
DUV制程范围涵盖了半导体制造中使用DUV技术进行曝光的各个方面。
从光刻工艺到光刻机,从材料选择到工艺节点,从器件制造到研发创新,DUV制程范围体现了半导体行业中的最先进技术和最前沿的研究方向。
duv多重曝光工艺
duv多重曝光工艺多重曝光是一种摄影技术,通过在一张底片上多次曝光不同的图像,创造出独特的艺术效果。
而duv多重曝光工艺,则是在这个基础上加入了深紫外光(deep ultraviolet, DUV)的曝光,使得照片呈现出更高的清晰度和更丰富的细节。
DUV多重曝光工艺的核心在于光的波长。
传统的多重曝光工艺主要使用可见光,而DUV多重曝光工艺则将波长缩短到了更短的紫外光范围内。
DUV光具有较高的能量和较短的波长,可以更好地穿透物体表面,减少光的衍射和散射。
这使得DUV多重曝光工艺在透明材料或微细结构的成像上具有独特的优势。
DUV多重曝光工艺在许多领域都有广泛的应用。
例如,在半导体制造中,DUV多重曝光可以用来制作微细线路和芯片。
由于DUV光的波长比可见光更短,可以更好地控制线路的精度和分辨率,从而提高芯片的性能和稳定性。
在纳米科技和生物医学领域,DUV多重曝光工艺也发挥着重要的作用。
通过将DUV光聚焦在纳米尺度上,可以实现对生物分子和细胞的高分辨率成像和操控。
这不仅有助于深入研究生物体的结构和功能,还为药物研发和疾病诊断提供了新的手段和思路。
DUV多重曝光工艺的实现主要依赖于光刻技术。
光刻是一种通过光敏剂和光源将图案转移到底片或光刻胶上的工艺。
在DUV多重曝光工艺中,光刻胶起到了关键的作用。
光刻胶是一种感光性材料,可以在接受光照后形成图案。
通过多次曝光和显影的过程,可以在底片上形成多层次的图案。
当DUV光照射到光刻胶上时,光子会激发光刻胶中的化学反应。
这些反应会改变光刻胶的物理性质,使得光刻胶在显影过程中被移除或保留下来。
通过合理设计曝光和显影的参数,可以实现对底片上不同区域的曝光和保留,从而形成多重曝光的效果。
DUV多重曝光工艺的优势不仅在于其高分辨率和高精度,还在于其能够实现对不同材料的曝光效果。
由于DUV光的波长较短,可以穿透不同材料的表面,从而实现对不同层次的曝光。
这为实现复杂的微纳结构和多层次的器件提供了可能。
ale化学结构
ale化学结构ALE是英文Advanced Layer Engeineering的缩写,意思是高级金属氧化物层结构工程。
它是一种新型的深紫外(DUV)光刻技术,其制造过程需要通过一系列复杂的化学反应,最终形成一种特殊的化学结构。
本文就将围绕“ALE化学结构”展开讨论。
首先,ALE制造的前提条件是需要一个透明的基板材料。
通常情况下,用于ALE技术的透明基板材料有蓝宝石、石英、玻璃等几种。
基板表面的化学性质、表面粗糙度和晶体性质都对ALE制造过程中的表面反应产生影响。
其次,ALE技术的制造过程是通过一连串的表面反应引入原子层的,这些反应是高度选择性的。
随着表面上反应物的重新排列、吸附和失活等复杂过程的进行,ALE工程师可以控制金属氧化物膜的化学和物理特性,包括其厚度、折射率、光学性能以及热和电学性能。
再者,ALE工艺是一种每层反应后进行评估和重复过程的迭代过程。
此过程中,原子层沉积速率和晶团尺寸得到了控制,且反应产物的组成和纯度也得到了具体控制,从而使制造的金属氧化物薄膜具有所需性能。
一般而言,ALE会使薄膜具有出色的原子平整度和控制性。
最后,ALE化学结构具有较强的自恢复性能。
在制造过程中,如果薄膜中存在了一些缺陷或污染物,则ALE化学结构可使其自然修复。
这一特性使得ALE化学结构非常适用于微流体传感器、光学器件和纳米电子学等领域。
综上,ALE化学结构是一种新型的深紫外光刻技术,通过一系列复杂的表面反应,成功制造出特殊的化学结构。
ALE工艺具有出色的表面控制性和自恢复性,并被广泛应用于微流体传感器、光学器件和纳米电子学等领域。
光刻——精选推荐
光刻光刻技术应⽤于微加⼯领域,可以实现⾼效精确的模板复印,是半导体集成电路制作的重要过程。
光刻技术的发展直接影响着微电⼦⼯艺的纳⽶尺度,是精密的微细加⼯技术。
利⽤光刻可以在衬底上形成⽴体结构或者在薄膜上刻蚀出凹槽,通常光刻使⽤UV光,对光刻胶进⾏变性处理,然后经过显影得到成品。
针对不同的衬底或薄膜,不同的样品,光刻所⽤到的光刻胶,光刻过程中的⼀些参数、所⽤到的化学物品都不尽相同,但是整体⼯艺流程却是⼀样的。
以硅衬底,AZ1518光刻胶为例,光刻技术主要有以下步骤:* Preparation *预备⼯作阶段,⾸先是对衬底进⾏清洗。
对硅衬底的清洗通常⽤丙酮(Acetone)清除污迹,再⽤酒精处理掉丙酮,最后⽤去离⼦⽔(DI water)清洗⼲净,⽤氮⽓吹⼲样品。
为了让光刻胶和衬底可以较为牢固的附着,通常的光刻技术中会使⽤粘着剂HMDS,它可以使得光刻胶有效的吸附在硅样品表⾯,不⾄于让光刻胶在刻蚀过程中脱落,导致⼯艺精密度变差。
* Photoresist *甩胶阶段要先对甩胶机(Spincoat)进⾏速度测试,保证在设定转速下正常运转。
为了先使得光刻胶均匀涂满样品,先设定Spincoat在低速下运⾏⼏秒钟,使光刻胶均匀涂在样品表⾯。
通常甩胶机在转速1200到4800rpm下持续30到60秒。
甩过胶后需要进⾏烘烤(softbake),在烘烤机(hotplate)上烘烤1分钟,通常设定温度为90到110度之间。
Softbake的⽬的是为了烘⼲光刻胶,使之成型。
* Exposure *曝光阶段最重要的是对版,对版的好坏决定了最终样品的结果。
对于制作不同类型的样品,有时需要多次对版,这要求每次对版的位置⼗分精准,才能使得多次光刻不会互相影响。
曝光分为接触式曝光和⾮接触式曝光,区别在于模板和样品是否接触。
接触式曝光分辨率⾼,但容易影响衬底上的光刻胶和模板,通常适⽤于⼩规模的实验处理或⽣产。
⾮接触式曝光设备复杂,精度很⾼,适合⾼精度器件⽣产。
光刻机光源系统详解
01前言2018年5月,中芯国际(SMIC)订购了一套极紫外光刻(EUV)设备,该设备来自荷兰芯片设备制造商ASML,价值1.2亿美元。
长江存储的首台光刻机同样来自ASML,为193nm浸润式光刻机,售价7200万美元,用于14 nm-20 nm工艺。
12月3日晚,荷兰光刻机巨头ASML的元器件供应商——Prodrive突发大火,ASML预计这场火灾可能会影响到2019年年初的出货计划。
2019年5月24日,中芯国际(SMIC)发公告称将其美国预托证券股份从纽约证券交易所退市,大家都目光关注到它的14nm量产进程。
随着中国半导体制造的崛起与壮大,光刻机作为核心设备贯穿近几年大众的热点,多次被引发讨论。
2018年全球光刻机出货逾600台,较2017年的460台增幅达30%。
其中,ASML、Nikon、Canon三巨头半导体用光刻机在2018年出货374台,较2017年的294台增加80台,增长27.21%。
2018年ASML、Nikon、Canon三巨头光刻机总营收118.92亿欧元,较2017年增长25.21%。
从EUV、ArF immersion、ArF 机型的出货来看,全年共出货134台。
其中ASML出货120台,占有9成的市场。
ASML2018年ASML光刻机出货224台,营收达82.76亿欧元,较2017年成长35.74%。
其中EUV光刻机营收达18.86亿欧元,较2017年增加7.85亿欧元。
Nikon2018年度(非财年),Nikon光刻机出货106台,营收达20.66亿欧元,较2017年成长25.29%。
2018年度,Nikon半导体用光刻机出货36台,比2017年度增加9台,增长33.33%。
其中ArFimmersion光刻机出货5台,较2017年度减少1台;ArF光刻机出货9台,较2017年度增加1台;KrF光刻机出货5台,较2017年度增加3台;i-line光刻机出货17台,较2017年度增加6台。
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可见
γ射线
X-射线
20
UV
红外线
微波
12
无线电波
10
f (Hz)
(m)
10 10
22
10 10
10 10
18
10 10
-8
16
10 10
-6
14
10 10
-4
10 10
-2
10 10 0
8
10 10 2
6
10 10 4
4
-14
-12
-10
(nm)
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微电子制造技术
第 13 章
光刻:气相成底膜到软烘
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学 习 目 标
1.了解光刻的基本概念,包括工艺概述、 关键尺寸划分、光谱、分辨率、工艺宽 容度等; 2.讨论正性胶和负性胶的区别; 3.了解光刻的8个基本步骤; 4.讨论光刻胶的物理特性; 5.解释软烘的目的,并说明它在生产中如 何完成;
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1:1 Mask
4:1 Reticle
Photo 13.1
光刻掩膜版和投影掩膜版
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光
谱
掩膜版上的图形转移到光刻胶上,是通过光 能激活光刻胶完成的。典型光能来自是紫外(UV) 光源,能量的传递是通过光辐射完成的。为了使 光刻胶在光刻中发挥作用,必须将光刻胶制成与 特定的紫外线波长有化学反应光刻胶。 紫外线一直是形成光刻图形常用的能量源, 并会在接下来的一段时间内继续沿用(包括0.1µm 或者更小的工艺节点的器件制造中)。 电磁光谱用来为光刻引入最合适的紫外光谱 ,如图 13.3所示。对于光刻中重要的几种紫外光 波长在表 13.1 中列出。大体上说,深紫外光( DUV)指的是波长在300nm以下的光。
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光刻的基本概念
光刻就是利用光刻胶的感光性和耐蚀性,在 各种薄膜上复印并刻蚀出与掩摸版完全对应的几 何图形。以实现选择性掺杂和金属布线的目的。 是一种非常精细的表面加工技术,在芯片生产过 程中广泛应用。光刻精度和质量将直接影响器件 的性能指标,同时也是影响制造成品率和可靠性 的重要因素。光刻过程如图所示
193
248
365 i
405 436 h g
VUV DUV DUV
在光学光刻中常用的UV波长 Figure 13.3 电磁光谱的片段
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表13.1 光刻曝光的重要UV波长
UV 波长(nm) 436 405 365 248 193 157 波长名 g-line h-line i-line Deep UV (DUV) Deep UV (DUV) Vacuum UV (VUV) UV 发射源 汞灯 汞灯 汞灯 汞灯或氟化氪(KrF)准分子激光 氟化氩 (ArF)准分子激光 氟 (F2)准分之激光
CMOS 掩模版分解图
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SiO2 N P-SUB N P-SUB
P-SUB
N 阱光刻及注入
氧化
隔离氧化及光刻
N
P
N P-SUB 栅氧化、多晶硅生长及光刻 P-SUB N
N
P-SUB
N型注入区掩模及注入
P型注入区掩模及注入
N P-SUB 氧化及引线孔光刻 P-SUB
光刻制程 有薄膜的晶圆 或 负胶工艺留岛 正胶工艺开孔 -
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光刻是一种多步骤的图形转移过程,首先是在 掩膜版上形成所需要的图形,之后通过光刻工艺把 所需要的图形转移到晶园表面的每一层。 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,或 者相反)。再通过化学溶剂(显影剂)把可以溶解 的部分去掉,不能溶解的光刻胶就构成了一个图形 (硅片上的器件、隔离槽、接触孔、金属互联线等 ),而这些图形正好和掩膜版上的图形相对应。形 成的光刻胶图形是三维的,具有长、宽、高物理特 征(见下图)。
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线宽
间距 光刻胶
厚度
Substrate
Figure 13.2 光刻胶的三维图形
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掩 膜 版
掩膜版有投影掩膜版和光掩膜版之分。投影掩 膜版 (reticle) 是一块包含了要在硅片上重复生成 图形的石英版,这种图形可能只有一个管芯,或者 是几个。光掩膜版( photomask )通常也称为掩膜 版(mask),是包含了对于整个芯片来说确定一层 工艺所需的完整管芯阵列的石英板。由于在图形转 移到光刻胶中光是最关键的因素之一,所以光刻有 时被称为光学光刻。 对于复杂的集成电路,可能需要30块以上的掩 膜版用于在硅片上形成多层图形。每一个掩膜版都 有独一无二的图形特征,它被置于硅片表面并步进 通过整个硅片来完成每一层。
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套 准 精 度
光刻要求硅片表面上存在的图形与掩膜版上的 图形准确对准,这种特征指标就是套准精度。对准 十分关键是因为掩膜版上的图形要层对层准确地转 移到硅片上(见图13.4)。因为每一次光刻都是将 掩膜版上的图形转移到硅片上,而光刻次数之多, 任何一次的套准误差都会影响硅片表面上不同图案 间总的布局宽容度。这种情况就是套准容差。大的 套准容差会减小集成密度,即限制了器件的特征尺 寸,从而降低IC性能。 除了对图形对准的控制,在工艺过程中的缺陷 水平的控制也同样是非常重要的。光刻操作步骤的 数目之多和光刻工艺层的数量之大,所以光刻工艺 是一个主要的缺陷来源。
金属化及光刻
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工艺宽容度
光刻工艺中有许多工艺是可变量。例如,设 备设定、材料种类、人为操作、机器性能,还有 材料随时间的稳定性等诸多内容都存在可变因素 。工艺宽容度表示的是光刻始终如一地处理符合 特定要求产品的能力。目标是获得最大的工艺宽 容度,以达到最大的工艺成品率。 为了获得最大的工艺宽容度,设计工程师在 版图设计时要充分考虑工艺过程所存在的可变因 素,在制造过程中,工艺工程师也可通过调整工 艺参量以实现最高的制造成品率。对于光刻,高 的工艺宽容度意味着在生产过程中,即使遇到所 有的工艺发生变化,但只要还在规定的范围内, 也就能达到关键尺寸的要求。
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#2 栅掩膜 #1 阱掩膜
Top view of CMOS inverter
#3 接触 掩膜
#4 金属 掩膜
PMOSFET
#5 PAD 掩膜
NMOSFET
Cross section of CMOS inverter
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Figure 13.4
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