光刻工艺培训2013

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光刻基础工艺培训

光刻技术的应用领域
集成电路制造
微电子器件制造
光刻技术是集成电路制造中最为关键的工艺之一，通过光刻技术可以将电路和器件的结构复制在硅片上。
光刻技术也广泛应用于微电子器件制造领域，如LED、MEMS等器件的结构制造。
纳米科技
生物医学
光刻技术还可以应用于纳米科技领域，如纳米线、纳米薄膜等结构的制造和表征。
1 2
极紫外线光刻技术（EUV）
利用波长更短的极紫外线光源，提高光刻分辨率和降低制造成本。
纳米压印光刻技术
通过物理或化学方法将微结构转移到光刻胶上，实现高分辨率、高效率的制造。
3
电子束光刻技术
利用电子束直接在光刻胶上刻画微结构，适用于高精度、小批量生产。
光刻技术在微电子领域的应用前景
集成电路制造
前烘
前烘
使光刻胶中的溶剂挥发，增强光刻胶与硅片之间的黏附力。
前烘温度和时间
需根据光刻胶的特性和工艺要求进行控制。
前烘效果
前烘效果不佳可能导致光刻胶与硅片之间产生剥离现象。
曝光
曝光
通过一定波长的光对光刻胶进行照射，使光刻胶发生化学反应。
曝光方式
有接触式曝光和非接触式曝光两种方式，其中非接触式曝光应用较为广泛。
坚膜温度和时间
需根据光刻胶的特性和工艺要求进行控制。
坚膜效果
坚膜效果不佳可能导致光刻胶在后续工艺中发生脱落或损坏。
腐蚀
腐蚀
通过化学腐蚀剂对硅片进行腐蚀，形成所需图案。
腐蚀剂选择
需根据实际需求选择合适的腐蚀剂。
腐蚀深度
腐蚀深度对图案的形成效果有很大影响，需进行精确控制。
去胶
去胶
01

半导体光刻工艺培训资料

光刻流程图
前道工艺清洗表面处理涂胶前烘对准 & 曝光坚膜显影后烘
核心工艺否
去胶
检查黄光室较高的环境要求通过
刻蚀
注入
基本工艺流程
• 旋转涂胶 •对准和曝光 • 显影
光源
光刻版光刻胶衬底
光刻胶
光刻胶是一种有机化合物，受紫外曝光后，在显影溶液中的溶解度会发生变化。晶片制造中所用的光刻胶通常以液态临时涂覆在表面，而后被干燥成胶膜。通过曝光来传递设计图案正性光刻胶正性光刻胶曝光后软化变得可溶负性光刻胶负性光刻胶在曝光后硬化变得不能溶解。
表面处理
•表面处理 •涂胶 •前烘 •对准和曝光 •显影 •图形检查 •坚膜
晶元容易吸附潮气到它的表面。光刻胶黏附要求要严格的干燥表面，所以在涂胶之前要进行脱水烘焙和黏附剂的涂覆。脱水烘焙的温度通常在140度到200度之间。有时还要用到黏附剂，黏附剂通常使用HMDS （六甲基二硅胺脘）。表面处理的主要作用是提高光刻胶与衬底之间的粘附力，使之在显影过程中光刻胶不会被液态显影液渗透。（如下图）
电子束曝光系统
——(苏州纳米所加工平台Jeol-5500)
现有设备介绍
常用曝光工具:
步进重复式曝光系统；
曝光精度：500纳米；对位精度：100纳米；对衬底材料，规格要求严格。

接触、接近式曝光系统；
曝光精度2微米对位精度2微米最好的基片适应性，可夹持不同厚度不规则形状基片
去边
Solvent
Wafer Chuck Spindle To vacuum pump
去边
Solvent
Wafer Chuck Spindle To vacuum pump

光刻工艺培训教程

光刻工艺培训教程光刻工艺是半导体制造中非常重要的一环，它通过光刻胶和光刻机等工具，将芯片设计图案显影到硅片上。

本文将为大家介绍一些光刻工艺的基本知识和培训教程，帮助大家更好地理解和掌握光刻工艺。

一、光刻胶光刻胶是光刻过程中最关键的材料之一，负责将芯片设计图案转移到硅片上。

常见的光刻胶有正胶和负胶两种。

正胶是根据光敏化剂的特性，在曝光后变性，形成湿润的胶层，通过显影后去除未曝光的部分，形成芯片的图案。

负胶则正好相反，曝光后未显影的部分形成了硬质胶，而显影后的部分被去除，形成芯片图案。

二、光刻机光刻机是将芯片设计图案显影到硅片上的关键设备。

光刻机工艺中的几个重要的工作步骤包括：底部对位，涂覆光刻胶，预烘烤，曝光，显影，清洗等。

其中，曝光是最核心的一步，通过光照的方式将芯片图案显影到硅片上。

三、光刻工艺步骤1.底片准备：底片要经过化学清洗，去除表面杂质，并在光刻胶附着的表面形成胶层的底板。

2.光刻胶涂覆：将准备好的光刻胶均匀涂覆在底片上，通常采用自旋涂覆的方式。

3.烘烤：将涂覆好光刻胶的底片放入烘烤炉中，通过高温烘烤，除去溶剂使胶层在底片上形成均匀的薄膜。

4.曝光：将底片放入光刻机中进行曝光，将芯片设计图案转移到胶层上。

曝光需要准确控制光源的强度和时间。

5.显影：使用合适的显影剂将未曝光部分的光刻胶去除，显现出想要芯片图案。

6.清洗：使用溶剂清洗去除显影后剩余的胶层和其他杂质。

7.检测：对显影后的芯片进行质量检测，确保芯片图案的质量和精确性。

四、光刻现场操作光刻工艺的实际操作需要在无尘室中进行，保证整个过程的工艺纯净性。

操作人员需要穿着特定的防静电服，并且使用无尘环境下的特殊工具和设备。

操作时需要严格按照工艺流程进行，并且进行各个步骤的记录和检查，确保工艺的可控性和稳定性。

五、光刻工艺注意事项1.要严格在无尘室环境下操作，避免因为杂质的干扰对芯片的影响。

2.每一步操作都需要精确控制，避免因为操作失误导致整个工艺的失败。

半导体工艺之光刻刻蚀专题培训课件

什么是 PM2.5？
超净间的组成及注意事项
更衣间
风淋室
工作间1
工作间2
传递仓
超净服的穿戴
◆工作服穿戴步骤及注意事项
第一步：戴上口罩；注意事项：
◆穿戴前把头发扎好，衣
√服整理好； ◆戴口罩时可以露出鼻子。
戴口罩时可以露出鼻子
√
◆工作服穿戴步骤及注意事项
第二步：戴上工帽；注意事项：
√ ◆需要把纽扣扣好 ◆不能有头发外露。
头发外露
◆工作服穿戴步骤及注意事项
第三步：穿戴工衣；注意事项：
◆工帽需要被工衣完
√ 全覆盖 ◆需要扣好纽扣。
工帽外露，纽扣没有扣好
◆工作服穿戴步骤及注意事项
第四步：穿戴工裤、工鞋；注意事项：
◆选用合适的工鞋，穿工鞋时不能踩到鞋跟。
√踩到鞋跟
◆工作服穿戴步骤及注意事项
第五步：戴好乳胶手套；注意事项： ◆乳胶手套分大（L)、中 (M)、小(S)，请选用尺寸合适的手套
导入—光刻和刻蚀
图形转移(pattern transfer)是微电子工艺的重要基础，其作用是使器件和电路的设计从图纸或工作站转移到基片上得以实现，我们可以把它看作是一个在衬底上建立三维图形的过程，包括光刻和刻蚀两个步骤。
光刻 (lithography，又译图形曝光 )：使用带有某一层设计几何图形的掩模版(mask)，通过光化学反应，经过曝光和显影，使光敏的光刻胶在衬底上形成三维浮雕图形。将图案转移到覆盖在半导体晶片上的感光薄膜层上(称为光致光刻胶、光刻胶或光阻，resist，简称光刻胶)的一种工艺步骤。
√乳胶手套尺寸过大
◆穿戴流程示意图
√√ √√
◆其他注意事项

光刻工艺培训资料

衬底
对准图形
三种曝光方式
接触曝光：光的衍射效应较小，因而分辨率高；但易损坏
掩模图形。
接近式曝光：延长了掩模版的使用寿命，但光的衍射效应
更为严重，因而分辨率只能达到2—4um 左右。
投影式曝光：掩模不受损伤，提高了对准精度，也减弱了
灰尘微粒的影响。缺点是投影系统光路复杂，对物镜成像能力要求高。
光刻的意义光刻是半导体芯片加工中的关键工序！

光刻确定了管芯的关键尺寸，外观图形。
光刻过程中的错误可造成图形歪曲、残缺，可直接导致图形外观异常，并最终可转化为对管芯的电特性产生影响。图形的错位（对版偏移）也会导致类似的不良结果。

光刻工艺流程
衬底涂胶衬底前烘衬底曝光
衬底
坚膜
显影衬底衬底
光刻胶
定义: 光刻胶(Photoresist简称PR)又称光致抗蚀剂，它是一种对光敏感的有机化合物，它受紫外光曝光后，在显影液中的溶解度会发生变化。作用： a、将掩膜板上的图形转移到晶片表面的光刻胶中； b、在后续工序中，保护下面的材料（刻蚀）。目前我厂用到的光刻胶：正性光刻胶： EPG 518 （用于台面光刻）、 RZJ-304(用于ITO、SIO2光刻）。负性光刻胶：KMP3130B(用于PN光刻）
光刻胶衬底蒸镀材料
涂胶方式
光刻胶的涂覆常用方法是旋转涂胶法：静态旋转和动态喷洒静态涂胶：首先把光刻胶通过管道堆积在晶圆的中心，然后低速旋转使光刻胶铺开，再高速旋转甩掉多余的光刻胶，高速旋转时光刻胶中的溶剂会挥发一部分。
光刻工艺流程
动态喷洒：随着wafer直径越来越大，静态涂胶已不能满足要求，动态喷洒是以低速旋转，目的是帮助光刻胶最初的扩散，用这种方法可以用较少量的光刻胶而达到更均匀的光刻胶膜，然后高速旋转完成最终要求薄而均匀的光刻胶膜。

0.8UM光刻工艺培训

工艺培训总结汇报二室高向东0.8UMCMOS双阱工艺一般包括以下层次光刻：（1）N阱光刻（2）：有源区光刻（3）：场区光刻（4）：多晶光刻（5）：N源漏光刻（6）：P源漏光刻（7）：孔光刻（8）：金属1光刻（9）：通孔光刻（10）：金属2光刻（11）钝化光刻其中有源区光刻、多晶光刻、孔光刻、金属1光刻、通孔光刻、金属2光刻为关键层次光刻. 其CD工艺指标如下：一：对设备、材料的基本要求和现有状况1：对主要设备指标要求如下：现有的轨道SVG88、NIKON步进光刻机已能满足要求.2：光刻基础流程为：接收—预处理—涂胶—前烘—曝光—PEB—显影—坚膜—送出。

3：光刻胶由光敏剂（RESIN）、活性剂（PAC）、溶剂和添加剂四部分组成，本室采用SHIPPLY6812系列I线光刻胶，光敏剂采用NOVALAK，PAC采用DIAZONAPHTHAQUINONE（DZNQ），两者比例为1：1。

可以满足0.8UM光刻要求。

4：光刻测量主要分CD测量和套刻测量两种，套刻测量最好用自动套刻检查仪，若用显微镜检查读出结果，精度将不会太高，并且结果与操作者有很大的关系.CD测量可以用干涉法、电学测量法、SEM测量等方法，测量线条本室的SEM可以使用，但对孔的测量精度低，重复性差，且胶孔的低部无法观察。

最好购买SEM自动测量软件，这样既能减少操作人带来的误差，又保证了可重复性。

二：工艺窗口的设立0.8UM光刻工艺不是简单的1UM工艺的升级，它的工艺窗口需要重新设立，需要大量的工艺实验，采集数据，分析验证实验结果.例如在硅衬底下，胶厚为12000A，曝0.8UM多晶线条，曝光能量步进变化，焦距步进变化，测量条宽值，绘出焦距—曝光能量—线宽图，对同样的硅片测量留膜率，绘出焦距—曝光能量—留膜率图，对同样的硅片测剖面角，绘出焦距—曝光能量—剖面角图，将三图合并为一图，如下图所示，图中阴影部分即为工艺窗口.留膜率必须大于90%，剖面角必须大于87℃。

光刻和刻蚀工艺PPT培训课件

图形曝光与刻蚀
刻蚀
由图形曝光所形成的抗蚀剂图案，并不是电路器件的最终部分，而只是电路图形的印模。为了产生电路图形，这些抗蚀剂图案必须再次转移至下层的器件层上。
这种图案转移（pattern transfer）是利用腐蚀（etching）工艺，选择性地将未被抗蚀剂掩蔽的区域去除。
光阻上
目的：
确定图案的精确形状和尺寸完成顺序两次光刻图案的准确套制
曝光后烘焙（PEB）
驻波效应
定义：入射光与反射光间的相长和相消干涉造成的效应
影响：曝光过程中，在曝光区与非曝光区边界将会出现驻波效应，影响显影后所形成的图形尺寸和分辨率
改善措施：曝光后烘焙
4、显影（Development）
低过高的温度会使光刻胶中的感光剂发生反应，使光刻
胶在曝光时的敏感度变差
3、曝光（Exposure）
紫外光掩模版
（3）曝光
光刻胶 SiO2
Si
3、曝光（Exposure）
曝光
光通过掩模版照射，使照射到的光刻胶起光化学反应感光与未感光的光刻胶对碱性溶液的溶解度不同掩模版上的图案，完整地传递(Transfer)到晶片表面的
光刻工艺过程
涂胶 coating 前烘 prebaking 曝光 exposure 显影 development 坚膜 postbake 刻蚀 etch 去胶 strip 检验 inspection
1、涂胶
SiO2
Si （1）氧化、清洗
光刻胶 SiO2
Si （2）涂胶、前烘
1、涂胶
光刻胶 SiO2
Si （4）显影、坚膜
4、显影（Development）

光刻工艺培训2013

优点
缺点
钠钙型玻璃
成本低
含有钠、钾等离子,易产生渗透,影响产品性能
硼硅型玻璃
玻璃硬度高,透过率好
成本较高
钠钙型玻璃基本成份:
成份
Al2O3 CaO Fe2O3
MgO
Na2O+ K2O
SO2
SiO2
含量 0.5-1.9 7-12 0-0.2 1.0-4.5 13-15 0-0.3 70-73
9
ITO玻璃的评价参数
5、粘附性:光刻胶的粘附性描述了光刻胶粘着于衬底的强度。光刻胶粘附性的不足会导致脱胶.光刻胶的粘附性必须经受住曝光,显影和刻蚀工艺。
6、抗蚀性:光刻胶胶膜必须保持它的粘附性,并在后续的湿刻和干刻中保护衬底表面,这种性质就被称为抗蚀性.
7、表面张力:指的是液体中将表面分子拉向液体主
体内的分子间吸引力.光刻胶具有产生相对大的表面
12
ITO玻璃的评价参数
化学稳定性:
ITO镀膜层的耐化学性能应符合表2中技术要求。 a) 耐碱性镀层在温度为60±2℃, 浓度为10%的氢氧化钠(分析纯)溶液中浸泡5分钟, ITO膜的方电阻与浸泡前的方电阻相比不得超过110%。 b) 耐酸性在25±2℃, 6%盐酸(分析纯)溶液中浸泡2分钟, ITO膜的方电阻与浸泡前的方电阻相比不得超过110%。 c) 耐溶剂性能将镀膜玻璃放入丙酮(分析纯)、无水乙醇(分析纯) 中浸泡5分钟后， ITO膜的方电阻与浸泡前的方电阻相比不得超过110%。
液晶盒中上下玻璃片之间的间隔，即通常所说的盒厚，一般为几个微米（人的准确性直径为几十微米）。上下玻璃片内侧，对应显示图形部分，镀有透明的氧化甸-氧化锡（简称ITO）导电薄膜，即显示电极。电极的作用主要是使外部电信号通过其加到液晶上去。

光刻基础工艺培训共51页文档

拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。 ——左
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
56、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。 ——库法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。— —吕凯特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自己的无知。 ——笛卡儿
光刻基础工艺培训
1、纪律是管理关系的形式。——阿法纳西耶夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响，而是让儿童练习良好道德行为，克服懒惰、轻率、不守纪律、颓废等不良行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养成儿童自觉的纪律性，这是儿童道德教育最重要的部分。—— 陈鹤琴

光刻培训

2. 根据光刻胶能形成图形的最小光刻尺寸来分：传统光刻胶和化学放大光刻胶。传统光刻胶。适用于 I 线（ 365nm ）、 H 线（ 405nm ）和 G 线（436nm），关键尺寸在0.35μm 及其以上。化学放大光刻胶（ CAR ， Chemical Amplified Resist ）。适用于深紫外线（DUV）波长的光刻胶，如KrF（248nm）和ArF（193nm）。
前烘（软烘）注意事项
掩膜板/光罩
1、掩膜板的分类： (1) 光掩膜板（ Photo Mask ）包含了整个衬底片的芯片图形特征，进行 1 ： 1 图形复制。该掩膜板用于接近式光刻和扫描对准投影机中; (2)投影掩膜板（Reticle）。只包含衬底片上的一部分图形（例如四个芯片），一般为缩小比例（一般为 4 ： 1）。需要步进重复来完成整个硅片的图形复制。投影掩膜板的优点：投影掩膜板的特征尺寸较大（4×），掩膜板制造更加容易；掩膜板上的缺陷会缩小转移到硅片上，对图形复制的危害减小；使曝光的均匀度提高。
光刻基本知识
6. 数值孔径（NA, Numerical Aperture）。透镜收集衍射光（聚光）的能力。一般来说NA 大小为0.5－0.85。提高数值孔径的方法：提高介质折射率n，采用水代替空气；增大透镜的半径； 7. 分辨率（Resolution）。区分临近最小尺寸图形的能力。提高分辨率的方法：减小光源的波长、采用高分辨率的光刻胶、增大透镜半径、采用高折射率的介质，即采用浸入式光刻技术、优化光学棱镜系统以提高k（0.4-0.7）值（k 是标志工艺水平的参数）； 8. 焦深（DOF，Depth of Focus ）。表示焦点周围的范围，在该范围内图像连续地保持清晰。焦深是焦点上面和下面的范围，焦深应该穿越整个光刻胶层的上下表面，这样才能够保证光刻胶完全曝光。增大焦深的方法：增大光源的波长、采用小的数值孔径、利用CMP 进行表面平坦化。由于前两种方法会降低分辨率，而分辨率是芯片制造所努力提升的重要参数，因此我们需要在看上去相互矛盾的两个方面做出某种平衡。一般在保证基本的焦深要求下不降低分辨率，即以分辨率为主。所以，现在一般采用CMP平坦化技术保证足够的焦深。

光刻工艺.pptx

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一、接触式曝光
由于掩膜版与硅片相接触磨损，是掩膜版的寿命降低。
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二、接近式曝光
接近式曝光是以牺牲分辨率来延长了掩膜版的寿命大尺寸和小尺寸器件上同时保持线宽容限还有困难。另外，与接触式曝光相比，接近式曝光的操作比较复杂。
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三、投影式曝光
避免了掩膜版与硅片表面的摩擦，延长了掩膜版的寿命。
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几种实用的光刻胶配方。 PMMA对210nm到260nm的紫外光有感光性，感光性最佳的紫外光光谱约为220nm； PMIK的紫外光感光光谱为220nm到330nm，峰值光谱约为190nm和285nm。
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AZ240系列光刻胶的感光光谱为240nm到 310nm，峰值光谱约为248nm、300nm、 315nm。 ODVR系列光刻胶的感光光谱为200nm到 315nm，峰值光谱为230nm、280nm、 300nm。
3
打底膜（六甲基二硅亚胺HMDS）
六甲基二硅亚胺HMDS反应机理
OH
SiO2 ＋(CH3) 3SiNHSi(CH3)
3
OH
O-Si(CH3) 3
SiO2
+NH
O-Si(CH3) 33
4
5
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曝光方法
曝光有多种方法：光学曝光就可分为接触式、接近式、投影式、直接分步重复曝光。此外，还有电子束曝光和X射线曝光等。曝光时间、氮气释放、氧气、驻波和光线平行度都是影响曝光质量
掩膜版的尺寸可以比实际尺寸大得多，克服了小图形制版的困难。
消除了由于掩膜版图形线宽过小而产生的光衍射效应，以及掩膜版与硅片表面接触不平整而产生的光散射现象。
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投影式曝光虽有很多优点，但由于光刻设备中许多镜头需要特制，设备复杂

光刻基础工艺培训

二、光刻工序使用化学材料
光刻工序主要使用的材料有：HMDS液、光刻胶（正、负）、显影液（正、负）、漂洗液（正、负）、SiO2腐蚀液、铝腐蚀液、SH 去胶液、OMR剥离去胶液、浸润剂等等，这些化学试剂基本是有毒性有腐蚀性的，因此我们在使用这些化剂之前有必要首先了解它们的特性和使用方法。
3.8光刻胶的去除
刻蚀完成后，当图案成为圆片最表层永久的一部分后，充当图形转移作用的中介——光刻胶不再需要，此时就必须将其去除。
去除表面光刻胶可分为：有金属的和无金属的。
无金属的表面湿法去除常用：硫酸+氧化剂混合溶液。
有金属的表面湿法去除常用：有机去除剂。
3.9 腐蚀后检、去胶后检验
这是光刻的最终步骤，它与显影检验的规程基本上是一致的，只不过大多数的异常无法挽回（不能进行重新工艺处理）。例外是表面受污染的圆片可能可以通过重清洗后重新检验。
方法：首先在强光下进行表面目检，之后是显微镜下检查是否有图形缺陷。
问题来源：残留腐蚀液、连铝、去胶不尽、水迹印、等刻胶丝、侵蚀、过腐蚀、断铝、三次图形未覆盖好、线条毛刺、掉铝条、翘丝、背面残留氧化层
三、光刻工艺流程
光刻
图形复印
化学腐蚀
受入匀胶对位显影显检
腐蚀腐检去胶去胶检
3.1受入
受入主要是接受上工序的来片时检查准备光刻的硅片的流程、片数等是否正确，以及硅片的表面是否正常（要求无划伤、沾污、颜色一致）
3.2前处理
前处理主要是硅片表面干燥以及硅片表面气相成底膜处理，这种方法可以有效提高光刻胶在硅片表面的粘附性。
涂胶方式：静态、动态、移动手臂喷洒
涂胶的基本步骤：予转，主要去除硅片表面的悬浮物滴胶，主要将足量的光刻胶打在硅片的圆心推胶，主要将硅片圆心的胶分布到整个硅片表面甩胶，主要将硅片上多余的胶甩走，并且使胶膜

光刻原理培训教材

硅片截面
光刻工艺的简介
均匀胶层（正胶）表面生长氧化层
硅片截面
光刻班进行加工的片子，都必须经过的步骤-匀胶。上图中为2道匀胶机
光刻工艺的简介
紫外线曝光灯
均匀胶层（正胶）表面生长氧化层
硅片截面
图中为光刻班的核心加工设备 -光刻机。经过上版、版对准、上片、片对准后执行曝光。将掩膜图形复印到硅片表面的胶层上
正胶：本身是难溶于正胶显影液的物质。而被紫外线照射过的胶层会变为易溶，经正胶显影液显影后，会被溶解去除。负胶：与正胶相反，本身就是易溶于负胶显影液的物质。而被紫外线照射后的胶层会变为难溶，能够抵抗负胶显影液的显影。未曝光的胶层会被溶解去除。
光刻胶假设如下情景：
紫外线光源
掩膜（不透光）
匀过负胶的硅片
表面生长氧化层
硅片截面
光刻胶
光刻胶：是一种具有感光成像功能的混合物，其溶质为有用成分，具有抗蚀能力。使用时，用匀胶机均匀的涂在硅片的表面。胶层在经过紫外线照射时会发生化学性质的改变，经过显影后部分胶层被溶解，这样就承载了掩膜版上的图形。
光刻胶
根据光刻胶溶质感光性的差异，将光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶，以下简称正胶和负胶。
yθ
x
x
光刻的意义
光刻是半导体芯片加工中的关键工序！

光刻确定了器件的关键尺寸。光刻过程中的错误可造成图形歪曲或套准不好，最终可转化为对器件的电特性产生影响。图形的错位也会导致类似的不良结果。光刻工艺中的另一个问题是缺陷。光刻是高科技版本的照相术，只不过是在微小尺寸下完成。在制程中缺陷会因为多次光刻而被会放大，大大降低成品率。

4寸：接触式一次曝光

光刻机培训

光刻教育资料光刻Team 21
LC倍率控制的实现
A室与大气相连； B室气压可以调节，通过改变 B室气压，从而改变其折射率使倍率进行实时追踪 A室中集中了大部分光学镜头
光刻教育资料光刻Team
reticle
A
压力调节机构
B lens
wafer
22
LC与AUTOFOCUS的关系
Lens的实际焦点随着 B室气压的变化实时在变化。
光刻教育资料光刻Team 26
焦点深度：DOF
焦点深度：即焦深，即焦点的有效曝光深度。 DOF=Kλ/N.A.²
K与光刻胶有关的常数 λ使用光的波长 N.A.镜头的数值孔径
光刻教育资料
光刻Team
27
分辨率、焦深、NA关系
较好的焦深 lens
较差的焦深 lens
d3、d4焦深
d4
d1
d3 d1
d2
如果d1=d2,则d3>d4
光刻教育资料光刻Team 28
离轴照明
在采用离轴照明的曝光系统中，掩模上的照明光线都与投影物镜主光轴有一定的夹角。入射光经掩模发生衍射，左侧光源的 0 级、-1 级衍射光与右侧光束的 +1级、0 级衍射光参与成像。环形照明、四极照明和二极照明都属于离轴照明方式.
Heater 送风机压缩机风
光刻教育资料
光刻Team
10
进风口
光学系构造
RA C M1 S I MF、SF B Hg LAMP E MC F R1 R2 M2
ML
光刻教育资料
光刻Team
11
光刻机构造－干涉滤光镜
玻璃衬底上涂一层半透明金属层，接着涂一层氟化镁隔层（可以减少镜头界面对射入光线的反射，减少光晕，提高成像质量），再涂一层半透明金属层，两金属层构成了法布里-珀罗标准具的两块平行板。当两极的间隔与波长同数量级时，透射光中不同波长的干涉高峰分得很开，利用别的吸收型滤光片可把不允许透过的光滤掉，从而得到窄通带的带通滤光片，其通频带宽度远比普通吸收型滤光片要窄。

光刻工艺培训--喷胶状态调整

March 18
Resist Dispense System - Resist Filter
No Filtration
•for high viscosity Resist and Polyimide •very low stress dispense •Low COO
Membrane Filter
11960.0
11940.0
-80
-60
-40
11920.0 -20 0
20
40
60
80
Resist temperature Calibration
•calibration needs to be done regularly (every 3 - 6 month) •watch for right measurement position (old and new style)
Resist Film Thickness [A]
Resist Film Uniformity vs. Resist Temperature
11980.0
22.0° C 22.1° C 22.2° C 22.3° C 22.4° C 3-s: 32.2 A 3-s: 11.1A 3-s: 9.2A 3-s: 15.1A 3-s: 25.4A
March 18
Resist Dispense System - Pump type
Pneumatic driven Pumps
•already since long time in use •not for low dispense volumes •limited dispense volume repeatability •no good dispense rate control •low investment costs •IWAKI SB pump •MILLIPORE WCDS / WCDP pump •IDI Pump

光刻工艺培训教程

光刻工艺培训教程2009年10月31日星期六15:51一. 总纲1. 什么是光刻？对光刻总的质量要求是什么？光刻就是将掩膜版上的几何图形转移到涂有一层光刻胶的硅片表面的工艺过程。

对光刻总的质量要求为：①条宽符合指标要求②套刻精度符合指标要求③胶厚符合指标要求④无缺陷⑤胶图形具有较好的抗腐蚀能力2. 在我们生产线的工艺中，一般有那些光刻工序层次？其中那些是关键层，为什么称之为关键层？对不同的工艺流程，光刻的层次可能会有所不同，一个典型的1.0微米单多晶双铝工艺一般需要有如下的光刻层次：阱，有源区，场注，多晶，N-LDD，N+S/D，P+S/D，接触孔，孔注，金属-1，通孔，金属-2，钝化孔。

其中，有源区，多晶，接触孔，金属-1，通孔，金属-2我们称之为关键层。

之所以称之为关键层，是因为这些层次的光刻：①直接影响器件的电学性能或对最终成品率有重大影响②条宽要求最严格③套刻精度要求最严格3. 典型的光刻流程。

一个典型的光刻全过程为：硅片表面预处理→涂胶（去边）→前烘→（对位）曝光→PEB烘→显影→后烘→显检（测量）二. 涂胶前处理1. 涂胶前为什么要进行增粘处理？一般可利用亲水/疏水理论对其进行解释。

由于衬底表面吸水存在氢氧基团，使疏水的光刻胶无法与亲水的硅片表面结合良好。

通常的方法是使用hydroxy getter化学方法去除表面的OH基团，一般采用alkylsilane compounds,如HMDS.2. 使用烘箱进行HMDS增粘处理要注意那些问题？使用烘箱进行HMDS增粘处理的注意事项：①预处理完的硅片应在一定的时间内尽快涂胶，以免表面吸附空气中的水分，降低增粘效果。

但同时也要充分冷却，因硅片的温度对胶厚有很大的影响。

②反复预处理反而会降低增粘效果。

③HMDS的瓶盖打开后，其寿命有限，一定要尽快用完。

三. 涂胶1. 对涂胶总的质量要求是什么？对涂胶总的质量要求为：①胶厚符合指标要求②均匀性符合指标要求③缺陷少④去边整齐⑤硅片背面沾污小2. 涂胶的典型过程。

光刻工艺及设备培训

- 去胶
图形转移加工后，光刻胶已完成它的使命，需要清除掉。去胶有湿法与干法两种。湿法：是用各种酸碱类溶液或有机溶剂将胶层腐蚀掉，最普通的腐蚀溶剂是丙酮，它可以溶解绝大多数光刻胶。干法：
F 用氧气等离子体刻蚀去胶（强氧化去胶） F 注意：不能用于带有Ag、Cu、ZrO、parylene和聚酰亚胺的基片 -SN
-Wavelength (nm) 436
Mercury Lamp Excimer Laser
FH-line
405
I-line
365
XeF
351
XeCl
308
FFluorine Laser
KrF (DUV) ArF F2
248 193 157
Application feature
Size (µm) 0.50
FSUSS MA6光刻机
SUSS MA6及国产光刻机是设计用于实验室扩展研发、小批量生产或者试制生产环境下的高分辨率光刻系统。
N 该机器提供了最好的基片适应性，可夹持不同厚度不规则形状、可变厚度的晶片。同时标准尺 - S 寸基片最大直径为150mm或可达6″×6″。
F F 控制柜
NIKON 分步投影光刻系统（NSR-1755i7B）
区域进行扫描。缺点：是控制系统要复杂一些，因为矢量扫描必须对偏转系统进行控制，而不象光栅
- S 扫描那样采用固定的偏转方式。
直写电子束光刻机工作原理
-
F电子枪
电
子
光闸
光
学
F聚焦系统偏转系统
柱系统
电子束晶片
- S N 除电子光学柱系统外，还有如真空系统、工件台移动系统等。
矢量扫描的模式
-

光刻基础工艺培训教程

光刻基础工艺培训教程光刻是半导体制造中的一项重要工艺，它用于在硅片上图案化各种功能区域。

本文将介绍光刻的基础工艺流程以及相关参数的选择和调节。

首先是图案设计，根据产品的需要，设计出所需的结构和形状，并确定光刻工艺的要求。

这一步需要使用计算机辅助设计软件进行模拟和优化。

图案设计完成后，需要制备光罩。

光罩是用于将图案投影到硅片上的重要工具。

通常使用高分辨率的掩模刻蚀技术制备光罩。

接下来是光刻胶涂布，将光刻胶均匀涂布在硅片表面。

光刻胶的选择要考虑到其适应性、解图能力和显影特性等。

涂布过程需要控制涂布速度和厚度，以确保胶层的质量。

完成胶层涂布后，进行曝光步骤。

将光罩与涂有胶层的硅片合二为一，使光通过光罩，经过光刻胶，投影到硅片上。

曝光光源的选择和参数调节是决定图案质量的关键。

曝光后，光刻胶分为暴光区域和未暴光区域。

显影是将暴光的光刻胶去除的步骤。

显影剂的选择要根据胶层的类型和显影速率来确定。

显影过程需要控制时间和温度等参数，以获得所需的解图效果。

最后一步是刻蚀，将光刻胶去除，并将图案刻入硅片表面。

刻蚀过程中，需要控制刻蚀剂的浓度和温度等参数，以及刻蚀时间，以确保刻蚀质量和精度。

光刻工艺的关键参数还包括光刻胶的厚度、曝光剂的剂量、显影剂的浓度和温度，以及刻蚀剂的浓度和时间等。

这些参数的选择和调节需要充分考虑光刻胶、显影剂和刻蚀剂的性质，以及硅片表面的特性。

除了基本的光刻工艺流程和参数选择外，还需要根据具体的产品和工艺要求，进行一定的优化和改进。

例如，可以采用双层光刻工艺来提高图案分辨率，或者使用多次光刻步骤来实现复杂的多层结构。

要掌握光刻基础工艺，需要深入了解和理解每个步骤的原理和影响因素，以及相关仪器设备的操作和维护。

并且需要通过实践来熟悉和掌握各项工艺参数的调节和控制。

通过光刻基础工艺培训教程的学习，可以帮助学员快速入门光刻工艺，并提高工艺的实际操作能力。

逐步深入了解光刻技术，并结合实际的应用和案例分析，可以更好地理解和掌握光刻工艺的精髓。