光刻工艺培训资料
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。
光刻基础工艺培训
光刻基础工艺培训为了满足市场对高性能、高密度、高可靠性的集成电路产品的需求，光刻工艺技术一直处于不断发展和创新之中。
随着半导体工艺的不断深入和集成度的不断提高，对光刻技术的要求也越来越高，所以掌握光刻基础工艺对于从事半导体制造和相关领域的工程师和技术人员来说至关重要。
一、光刻基础知识1. 光刻机械结构光刻机是光刻工艺中最重要的设备之一，它主要由光源、遮光系统、探針及控制系统等部分组成。
光源主要是紫外光或者深紫外光，遮光系统可以实现不同光刻胶的曝光，探針则用于检验图案的精度和重复性，控制系统则是整个光刻机的控制中心。
2. 光刻胶光刻胶是光刻工艺中不可或缺的材料，它的选择对于最终的图形效果有很大的影响。
光刻胶的主要作用是接受光的能量，并且使其在显影过程中形成所需的结构。
光刻胶的种类有很多，根据不同的工艺和要求可以选择不同的光刻胶。
3. 掩模在光刻制程中，掩模是用来制作图案的载体，它的质量和精度直接影响到最终的制程效果。
现在常见的掩模有玻璃掩模、石英掩模和硅掩模等。
二、光刻基础工艺流程1. 准备工作在进行正式的光刻工艺之前，首先需要对光刻机进行一系列的检查和调试，包括光源的选择、探针和遮光系统的调整、光刻胶的加载等工作。
2. 曝光曝光是光刻工艺中最关键的一步，它决定了最终图案的形状和精度。
曝光时需要根据不同的光刻胶和要求来选择合适的曝光能量和时间。
3. 显影在曝光之后，需要对光刻胶进行显影，将不需要的部分去除，从而形成所需的图案。
显影剂的选择和显影时间的控制对于图案的清晰度和精度有很大的影响。
4. 清洗最后需要对样品进行清洗，将光刻胶残留和其他杂质去除，使得最终的制品达到所需的要求。
三、光刻基础工艺的应用光刻基础工艺广泛应用于半导体制造、平板显示、光学元件制造等领域。
在半导体制造中，光刻工艺被用于制作芯片上的电路图案，其精度和重复性对于芯片的性能和品质有着至关重要的影响。
在平板显示和光学元件制造领域，光刻工艺则被用于制作微米级的图案和结构，用于显示屏和光学器件的制作。
光刻工艺知识点总结
光刻工艺知识点总结光刻工艺是半导体制造工艺中的重要环节，通过光刻技术可以实现微米级甚至纳米级的精密图案转移至半导体芯片上，是芯片制造中最关键的工艺之一。
光刻工艺的基本原理是利用光学原理将图案投射到光刻胶上，然后通过化学蚀刻将图案转移到芯片表面。
下面将对光刻工艺的知识点进行详细总结。
一、光刻工艺的基本原理1. 光刻胶光刻胶是光刻工艺的核心材料，主要由树脂和溶剂组成。
树脂的种类和分子结构直接影响着光刻胶的分辨率和对光的敏感度，而溶剂的选择和比例则会影响着光刻胶的黏度、流动性和干燥速度。
光刻胶的选择要根据不同的工艺要求，如分辨率、坚固度、湿膜厚度等。
2. 掩模掩模是用来投射光刻图案的模板，通常是通过电子束刻蚀或光刻工艺制备的。
掩模上有所需的图形样式，光在通过掩模时会形成所需的图案。
3. 曝光曝光是将掩模上的图案投射到光刻胶表面的过程。
曝光机通过紫外线光源产生紫外线，通过透镜将掩模上的图案投射到光刻胶表面，形成图案的暗部和亮部。
4. 显影显影是通过化学溶液将光刻胶上的图案显现出来的过程。
曝光后，光刻胶在图案暗部和亮部会有不同的化学反应，显影溶液可以去除未暴露的光刻胶，留下所需的图案。
5. 蚀刻蚀刻是将图案转移到硅片上的过程，通过化学腐蚀的方式去除光刻胶未遮盖的部分，使得图案转移到硅片表面。
二、光刻工艺中的关键技术1. 分辨率分辨率是指光刻工艺能够实现的最小图案尺寸，通常用实际图案中两个相邻细线或空隙的宽度之和来表示。
分辨率受到光刻机、光刻胶和曝光技术等多个因素的影响，是衡量光刻工艺性能的重要指标。
2. 等效焦距等效焦距是光刻机的重要参数，指的是曝光光学系统的有效焦距，影响光刻图案在光刻胶表面的清晰度和分辨率。
3. 曝光剂量曝光剂量是指单位面积上接收的光能量，通常用mJ/cm^2或μC/cm^2来表示。
曝光剂量的选择对分辨率和光刻胶的副反应有重要影响。
4. 曝光对位精度曝光对位精度是指光刻胶上已存在的图案和新的曝光对位的精度，是保证多层曝光图案对位一致的重要因素。
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℃。
光刻基础工艺培训共51页文档
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。
第八部分光刻-资料
对准标记
未对准种类：(a) X方向 (b) 转动 (c) 伸出
• 对准系统比较
• 光刻机的分类
接触式 接近式 分步扫描 X射线
扫描投影 步进式 电子束 混合和匹配
OPC
谢谢了解！
2004年9月24日
第31页
The triggering circuits to be described in this chapter are particularly useful. 本章要介绍的这些触发电路特别有用.
It is the best way imaginable.这是能想象出来的最好方法.
The instruments present included some digital ones unexposed.到场的仪器中还有一些末公开的数字仪器.
• 正光刻胶：光致不抗蚀
负光刻胶：光致抗蚀
Transfer of a pattern to a photosensitive material
a) Pattern definition in positive resist, b) Pattern definition in negative resist
电气工程及其自动化专业教研室
否定形式的转换
一般否定 对谓语部分的否定； 特殊否定 除谓语以外的其他成份的否定。
否定成份的转移
水力发电不用燃料
我们认为相位移不会与频率成正比
该方案不是因为简单而放在首位 否定句转移为肯定句
做实验越仔细电越气工好程及其自动化专业教研室
、
X射线曝光
• 对准法则
第一次光刻只是把掩膜版上的 Y 轴与晶园上 的平边成90º，如图所示。 接下来的掩膜版都用对准 标记与上一层带有图形的 掩膜对准。对准标记是一 个特殊的图形（见图）， 分布在每个芯片图形的边 缘。经过光刻工艺对准标 记就永远留在芯片表面，同时作为下一次对准使 用。
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
光刻工艺培训资料38页PPT
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
光刻工艺培训资料
16、自己选择的路、跪着 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
光刻工艺培训2013.
ITO玻璃的评价参数
热稳定性:
在空气中经30分钟300±5℃（触摸屏用ITO玻璃是在200±5℃）高 温后，ITO膜的方阻的变化率小于300%
表面状态:
表面状态会影响涂胶状态，造成涂胶针孔，脱膜，为了获得较好的表面状 态。用于COG产品的低阻值玻璃厂家一般采用垫塑料圈的包装方式。
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二、ITO玻璃的基本结构
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%。
硌版坚固耐磨，寿命长，分辨率高，可以做0.18 微米的光刻版，对比度高，金属的稳定性好，成 本高。
掩膜版质量要求
图形符合设计要求，尺寸准确，不发生变形。 一套母版的各个分版之间应一一套准。 版黑白反差大，一般应在2.5以上。
反差也叫光密度差，光密度用D表示， 它是阻挡光通过的能力：D=Lg(I入/I透)
感光的光刻胶溶于显影溶液的称为正性光刻胶 正胶在紫外线照射后,曝光区的邻重氮茶酿化合物发 生光解反应重排生成茚羧酸,使胶膜加速溶于稀碱水 溶液, 未曝光区由于没有发生变化,而没有加速作用, 从而在曝光区和未曝光区产生了-个溶解速率差, 经 稀碱水溶液显影后产生正性图像 光刻胶由三部分组成：1，树脂（聚合物材料）
应更为严重，因而分辨率只能达到2—4um 左右。
TEL CTR艺培训资料
化学增幅型光刻胶-- -------- - -- ---- ----P46～
DEV -------- --------- ------- --- ----------未记录
膜厚检测------------------------------------P59～
塗布現像的流程---------------------------P60～
TEL CT
工艺培训资料
目的
制作本手册的目的是为了提高工艺知识 在学习研讨会上使用本手册，主要是使安
装经验较浅的人的水平能提高
前言
本资料，作为WWGR业务各种手册（安全，道德，工艺）的制作，编辑，整理，以及技术服务源自务拓展的一环，WWG是由新人组成的。
作者本身是一边学习收集一边制成的本手册，因此，在内容的记叙上自
是为了提高硅片表面和光刻胶表面的粘着力的工序。 未处理的硅片表面是均一性的，物理化学性不太高，表面吸附着各种液体和气体分子。因此，把光 刻胶涂在硅片表面时，这些官能基,吸附在硅片表面的水和氨分子的存在,就成为了一个很大的问题。 水分子和官能基结合以后很容易和光刻胶分子结合，从而，使硅片表面和光刻胶表面的粘着力大大 降低。而且，氨还触及到以后要讲的催化剂問題。（参照第2章） 为了解决这些问题， 使用挥发性高的增粘 剂 （HMDS）， 进行高温处理，保护官能基，防止水分 子和氨等气体的再吸附。在这，使用高温处理，是为了能立刻祛除吸附着的气体和残留的HMDS。
1.5.2. 冷却工序
由于加热工序，光刻胶被分解，但是仅仅这样分解反应是进行不到底的。因此，要利用催化 剂在高浓度或低温状态下发挥碱性作用的性质，使反应集中。也就是说，把由于加热引起酸 浓度增加的硅片再冷却，使其达到高酸浓度和低温状态，使催化剂的酸和氨基互相中和，集 中发应。
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PHOTOPHOTO 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？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。
何谓Soft Bake？答：上完光阻之后，要进行Soft Bake,其主要目的是通过Soft Bake将光阻中的溶剂蒸发，并控制光阻的敏感度和将来的线宽，同时也将光阻中的残余内应力释放.何谓曝光?答：曝光是将涂布在Wafer表面的光阻感光的过程,同时将光罩上的图形传递到Wafer上的过程.何谓PEB(Post Exposure Bake)?答：PEB是在曝光结束后对光阻进行控制精密的Bake的过程.其目的在于使被曝光的光阻进行充分的化学反应，以使被曝光的图形均匀化.何谓显影？答：显影类似于洗照片,是将曝光完成的Wafer进行成象的过程,通过这个过程，成象在光阻上的图形被显现出来。
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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。
将掩膜版上的图形缩小 4X,5X,10X倍后投 影到晶圆表面的光刻胶上。 掩膜图形更精确和易制作， 实现更小图形 采用投影式掩膜版（1或 几个芯片图形）以 步进方式多次重复曝光 分辨率：大约0.35um
Байду номын сангаас
显影
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把已曝光的晶片浸入显影液中，通过溶解部 分光刻胶的方法使胶膜中的潜影显现出来的 过程叫显影。 严格的说，在曝光过程中感光和未感光的光 刻胶在显影液中都被不同程度的溶解，为了 得到好的显影图像，希望溶解速率差越大越 好。为此，必须曝光适当并选择合适的显影 液。
显影方式
进行显影有两种主要方法：浸入和喷淋。 浸入显影：在指定的温度和时间内，装有晶片的 片盒成批地浸入显影液槽中并不断搅动。浸入显 影的优点是：高的产能，低的设备成本。 缺点是：均匀性差。
喷淋显影工艺：以单个晶片模式进行，新鲜的显影溶液由喷淋设备 直接喷到晶片表面，此时装有晶片的片托旋转。每个显影操作过程 最后，排出显影液，再增加等量的新鲜显影液。 优点是：不断地把新鲜的显影剂带到表面，自动的控制性高,产品 质量稳定性好。 缺点：效率较低。
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目的：通过对溶液的蒸发来达到固化光刻胶 的目的。 特别作用：使光刻胶和圆片表面有良好的粘 贴性。 最终效果：增加耐刻蚀性。 注意点：光刻胶具有塑料的一些性质，在高 温下会变软并流动。
我司主要光刻工艺
一、台面光刻（MESA光刻） 下料清洗后作业的第一道光刻， 目的是为ICP刻蚀做掩膜。
我司主要光刻工艺
正胶和负胶
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。
正胶：本身是难溶于显影液的物质。而被紫外线照 射过的胶层会变为易溶，经显影液显影后，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 抵抗显影液的显影。未曝光的胶层会被溶解去除。
二、CBL光刻 在台面上作业CBL图形，为SIO2 腐蚀做掩膜。
我司主要光刻工艺
三、ITO光刻 晶圆表面蒸镀完ITO后，作业ITO图形 光刻。为ITO腐蚀做掩膜。
我司主要光刻工艺
三、ITO光刻
我司主要光刻工艺
四、PN光刻 光刻出P N电极图形，为金属蒸镀做准备。
我司主要光刻工艺
五、SIO2光刻 为SIO2腐蚀做掩膜。
曝光后溶解性的变化 正 胶
优缺点
不溶——可溶 显影后光刻胶上的图形 分辨率高，对比度高，线条边缘清 晰和晶片有良好的粘附性和抗蚀性， 与掩膜版上图形一致 可溶——不溶
相反 易形成白影易于剥离；感光度高但 显影时会变形和膨胀，分辨率2um 左右。
负 胶
涂胶
涂胶-在洁净干燥的晶片表面均匀的涂一层 光刻胶。 胶膜的厚度除了与光刻胶本身的粘稠度有 关外，还与涂胶的转速有关，转速越大， 胶膜越薄，厚度的均匀性液越好。
匀胶机
前烘
(1)前烘： 曝光前的烘烤 (2)作用：去除胶中的大部分溶剂，提高胶的粘附性， 并使胶的曝光特性固定。 (3)前烘的方式：红外辐射、烘箱、热板
(4)典型的前烘条件：90~100℃，热板时间约1分钟
曝光
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曝光是使受光照射的光刻胶膜起光化反应， 即感光。 在光学曝光系统中，由于光刻版的位置不 同，可分为接触式曝光、接近式曝光和投 影式曝光 曝光剂量通常是指曝光的光强和曝光的时 间，一般胶膜越厚曝光时间越长。
我司10*23完整图形
谢谢
显影机
后烘
目的-进一步将胶内残留的溶剂含量借着蒸发 而降到最低，使其硬化。 通常坚膜的温度比前烘的温度要高，不仅可 以加强对晶片的附着力，还可以使光刻胶在 后续的工序中，如刻蚀中起到更好的阻挡作 用。 坚膜的温度越高，光刻胶内的溶剂含量越少， 另一方面，去胶时难度也会增加。
显影的后烘
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光刻简介
光刻工序的工艺目的及要求
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1、工艺目的：
光刻是一种通过某种方法从而在衬底上得到人为需 要的、有特定要求图形的一门技术。
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2、工艺要求：
在晶体管制造过程中必须要经过多次光刻，每次光 刻图形的质量要求为：图形完整、尺寸精确、线条 陡直、窗口刻蚀干净；每次光刻图形的好坏将决定 产品的成品率、性能、可靠性。
曝光
目的：对光刻胶进行选择性光化学反应，将掩膜 版图形转移到光刻胶。
方法： 1、接触式 设备简单 掩膜版和硅片直接接触， 掩膜版寿命短 图形缺陷多，颗粒沾污大 分辨率：〉5um
2、接近式曝光（我司目前曝光方式） 与晶圆表面无直接接触，
无损伤，沾污少，更长
的掩膜寿命。 分辨率>3um
3、步进重复式