刻蚀工艺介绍PPT课件

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半导体工艺光刻+蚀刻 ppt课件

芯片制造技术中的光刻刻蚀工艺
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1
▪ 芯片制造工艺 ▪ 光刻工艺
▪ 刻蚀工艺
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精品资料
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光刻+蚀刻
最重要
决定着芯片的最小尺寸制造时间的40-50% 制造成本的30%
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5
玻璃模版光刻胶膜
硅片
光刻光化学反应
蚀刻
腐蚀
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7
光刻原理
模版上的铬岛
紫外光
光刻胶的曝光区
光p刻ho胶tor层esist 氧化ox层ide
sil硅ico衬n 底substrate
使光衰弱的被曝光区
光刻胶上的阴影
岛
光刻胶层
窗口
氧化层硅衬底
光刻胶显影后的最终图形
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▪ 使用光敏材料（光刻胶）和可控制的曝光在光刻胶膜层形成三维图形
▪ 在后续工艺(蚀刻)中,保护下面的材料
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HMDS
清洗+喷涂粘附剂
光刻工艺步骤
紫外光
光刻胶
模版
旋转涂胶
软烘
对准和曝光
曝光后烘焙
显影
坚膜烘焙
显影检查
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涂胶
模板曝光
显影
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11
Normal under
Incomplete
over
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光刻工艺 —— 显影后
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蚀刻工艺
▪ 光刻胶上的IC设计图形
晶圆表面
▪ 腐蚀作用，从Si片表面去除不需要的材料，如Si、SiO2，金属、光刻胶等

光刻与刻蚀工艺流程ppt

硅片准备
涂胶种类
根据光刻掩膜版的要求，选择合适的涂胶材料。
涂胶厚度
控制涂胶的厚度，一般要求均匀、无气泡、无杂质。
涂胶
曝光方式
根据光刻掩膜版图形设计要求，选择合适的曝光方式。
曝光时间
控制曝光时间，保证光刻胶充分反应且不过度曝光。
曝光
显影液选择
根据光刻胶的性质，选择合适的显影液。
控制显影时间
显影时间要适当，以充分溶解光刻胶，同时避免损伤硅片表面。
纳米科技领域需要借助光刻和刻蚀技术来制造纳米级结构，从而进一步探索纳米世界的奥秘。
在生物医学工程领域，光刻和刻蚀技术可以制造出复杂的微纳结构，用于药物输送、组织工程等应用。
纳米科技
生物医学工程
建议与展望
06
优化工艺参数
通过严格控制实验参数，如波长、功率、曝光时间等，以提高工艺稳定性和效率。
引入先进设备
xx年xx月xx日
光刻与刻蚀工艺流程ppt
CATALOGUE
目录
光刻和刻蚀工艺简介光刻工艺详细流程刻蚀工艺详细流程光刻和刻蚀工艺的控制因素光刻和刻蚀工艺的未来发展建议与展望
光刻和刻蚀工艺简介
01
1
光刻工艺发展历程
2
3
最早的光刻工艺，分辨率较低，制程技术限制较大。
接触式光刻工艺
改善了分辨率和制程技术限制的问题，但仍然存在接触式光刻工艺的一些缺点。
采用先进的自动控制系统和智能化设备，实现工艺过程的实时监控和精准调控。
改进工艺流程
简化工艺流程，减少重复步骤，降低工艺时间和成本。
提高工艺稳定性与效率的措施
技术交叉融合
加强光刻和刻蚀工艺与材料科学、物理学、化学等学科的交叉融合，引入新技术，如纳米压印、离子束刻蚀等，提高工艺水平和效率。

刻蚀工艺介绍ppt

紧急情况处理
在出现紧急情况时，如设备故障、人员受伤等，应立即采取应急措施，如停机、救援等。
要点三
环保要求与对策
THANK YOU.
谢谢您的观看
干燥
对表面进行涂层或封装，以保护表面不受外界环境的影响，提高表面的稳定性和耐久性。
保护
刻蚀工艺应用与案例
04
刻蚀工艺在芯片制造中占据重要地位，可对硅片进行精细雕刻，制作出微米级别的芯片结构。
芯片制造
通过刻蚀工艺，可以制作出各种复杂的集成电路，包括模拟电路和数字电路等。
集成电路
利用刻蚀工艺，可以制作出超大规模的集成电路，提高电子设备的性能和功能。
激光器制造
光学制造行业应用
刻蚀工艺发展趋势与挑战
05
高精度刻蚀
随着半导体工艺的不断发展，对刻蚀精度的要求越来越高，高精度刻蚀技术成为发展趋势。
技术发展趋势
等离子体刻蚀
等离子体刻蚀技术以其高刻蚀速率、高选择比、低损伤等优点，逐渐成为主流的刻蚀技术。
反应离子刻蚀
反应离子刻蚀技术以其能够实现各向异性刻蚀的优点，广泛应用于深槽、窄缝的刻蚀。
刻蚀工艺吸附剂对固体表面的吸附作用，将固体表面原子吸附到吸附剂上，从而实现表面刻蚀。
物理刻蚀原理
01
物理撞击
利用高能粒子或激光等物理能量，将固体表面原子撞击，使其脱离固体表面。
02
原子碰撞
通过控制物理能量，使得固体表面原子获得足够的能量，发生跳跃并脱离表面。
化学刻蚀原理
混合刻蚀原理
刻蚀工艺流程
03
工艺说明
化学清洗
机械处理
前处理
工艺说明
刻蚀处理是整个刻蚀工艺的核心部分，主要是通过化学或物理手段，对材料表面进行选择性或非选择性腐蚀，以达到预期的形状和尺寸。

半导体工艺原理刻蚀工艺(课堂PPT)

需要刻蚀的物质：SiO2 、Si3N4、Polysilicon和铝合金及
Si
要求：图形的保真度高、选择比好、均匀性好、清洁。
.
3
刻蚀工艺流程
刻蚀的基本概念选择性的去除硅片上薄膜的工艺。选择性：分为整片全部去除和部分去除；去除：分为干法刻蚀和湿法刻蚀；薄膜：介电质层、金属层、多晶层、光刻胶等薄膜。
对二氧化硅有选择性，需要氧化物掩膜。
H3PO4:H2O:HNO3:CH3COOH(16:2:1: 对硅，氧化硅和光刻胶有选择性 1)
HNO3:H2O:HF(CH3COOH)(50:20:1) 腐蚀速率依赖于腐蚀剂的组成
HNO3:H2O:HF(CH3COOH)(50:20:1) 腐蚀速率依赖于腐蚀剂的组成
简要介绍各向同性或接近各向同性（有严重钻蚀）；对SiO2很少或没有选择性
非常各向异性，对SiO2没有选择性各向同性或接近各向同性，对SiO2有选择性非常各向异性，对SiO2选择性很高
接近各向同性（有严重钻蚀）；增大离子能量或降低气压能够改进各向同性程度；对硅很少或没有选择性
非常各向同性；对硅有选择性各向同性；对Si3N4有选择性各向同性，对SiO2有选择性, 但对硅没有选择性非常各向异性，对硅有选择性，但对SiO2没有选择性非常各向异性，对硅和SiO2都有选择性，接近各向同性（有严重钻蚀）非常各向异性，经常加入BCl3以置换O2 高刻蚀速率，对SiO2没有选择性对SiO2有选择性
.
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其刻蚀分为两步，首先是要除去未被光刻胶保护的硅化金属，可以采用CF4、SF6、Cl2、HCl2等都可以用来作为硅化金属的RIE的反应气体。
对多晶硅的刻蚀采用氟化物将导致等方向性的刻蚀，而Polycide 的刻蚀必须采用各向异性，因此采用氯化物较好，有 Si, HCL2, SiCl4等。

刻蚀技术 ppt课件

RF electrode
Wafers
Gas in Reaction chamber
Wafers
RF generator
Quartz boat
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Vacuum pump
11
典型工艺条件
射频频率：13.56 MHz
射频功率：300 ~ 600 W
工作气体： O2（去胶） F 基（刻蚀 Si、Poly-Si、Si3N4 等） F 基 + H2（刻蚀 SiO2 等）
最早用于刻蚀的高密度等离子体是电子回旋共振等离子体
气压：10-2 ~ 1 Torr 分辨率：0.5 ~ 1 m
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4 离子铣
离子铣刻蚀又称为离子束溅射刻蚀。
一、离子溅射刻蚀机理
入射离子以高速撞击固体表面，当传递给固体原子的能量超过其结合能（几到几十电子伏特）时，固体原子就会脱离其晶格位置而被溅射出来。这是一种纯粹的物理过程。
Sirtl etch: 1 ml HF + 1 ml CrO3 ( 5 M 水溶液 )
Silver etch: 2 ml HF + 1 ml HNO3 + 2 ml AgNO3（0.65 M 水溶液），（用于检测外延层缺陷）
Wright etch: 60 ml HF + 30 ml HNO3 + 60 ml CH3COOH + 60 ml H2O + 30 ml CrO3 ( 1g in 2 ml H2O ) + 2g (CuNO3)23H2O ，（此腐蚀液可长期保存）
4、钻蚀小
5、对硅片的损伤小
6、安全环保
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2
钻蚀（undercut）现象

光刻与刻蚀工艺

光刻与刻蚀工艺pptxx年xx月xx日contents •光刻与刻蚀工艺简介•光刻工艺详细介绍•刻蚀工艺详细介绍•光刻与刻蚀工艺的挑战与对策•光刻与刻蚀工艺的发展趋势目录01光刻与刻蚀工艺简介1光刻工艺原理23利用光子能量将光刻胶上的分子激活，使其可进行化学反应。

光学曝光将光刻胶上的图形转移到半导体基板上的过程。

图形转移对光刻胶和半导体基板表面进行化学处理，以实现图形的精细加工。

表面处理利用液体化学试剂将半导体表面的材料溶解。

刻蚀工艺原理湿法刻蚀利用等离子体或离子束等高能粒子将半导体表面的材料去除。

干法刻蚀刻蚀过程中，被刻蚀材料与阻挡层材料的去除速率之比。

选择比1光刻与刻蚀工艺的关系23光刻工艺是制造芯片的核心技术，通过光刻胶上的图形控制半导体表面的加工。

刻蚀工艺是将光刻胶上的图形转移到半导体表面的关键步骤，要求高精度和高一致性。

光刻和刻蚀工艺的组合直接决定了芯片制造的质量、产量和成本。

02光刻工艺详细介绍03运动控制系统运动控制系统精确控制掩膜与光刻胶之间的相对位置，确保图形对准和重复性。

光刻机工作原理01曝光系统曝光系统将掩膜上的图形转换为光刻胶上的图形，是光刻机的核心部分。

02投影系统投影系统将曝光系统输出的光线聚焦到光刻胶表面，实现小比例图形转移。

光学接触剂是低分子聚合物，具有高度透明性和低折射率。

光学接触剂正性光刻胶受到光照后会发生交联反应，形成网状结构，耐腐蚀性强。

正性光刻胶负性光刻胶受到光照后会发生降解反应，形成可溶性物质，易于清除。

负性光刻胶光刻胶的分类与性质增加对比度通过优化涂层和选择合适的光源和波长，增加光刻胶与衬底之间的对比度。

提高分辨率采用短波长光源和高级数值孔径透镜，提高光刻机分辨率。

提高精度和一致性采用先进的控制系统和误差修正技术，提高光刻胶图形的精度和一致性。

光刻工艺的优化03刻蚀工艺详细介绍离子刻蚀机以离子束或离子束辅助化学反应的方式进行刻蚀。

具有各向异性刻蚀、高分辨率和低损伤等优点，但刻蚀速率较慢，设备昂贵。

刻蚀工艺介绍ppt

2023
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目录
刻蚀工艺简介刻蚀工艺分类刻蚀工艺流程刻蚀工艺参数优化刻蚀设备及厂商刻蚀工艺发展方向
刻蚀工艺简介
01
刻蚀工艺是指利用化学或物理方法有选择性地去除材料表面上的部分物质，以达到制备特定形状和尺寸的目的。
刻蚀工艺包括干法刻蚀和湿法刻蚀两种，其中干法刻蚀主要利用等离子体或激光等高能粒子进行表面处理，而湿法刻蚀则主要利用化学试剂对材料表面进行腐蚀。
设备名称
溅射刻蚀机（Sputtering Etcher）
设备名称
等离子刻蚀机（Plasma Etcher）
功能描述
溅射刻蚀机利用高能粒子撞击靶材表面，使靶材表面的粒子撞击待刻蚀材料表面，从而实现刻蚀。
主要设备及功能描述
各厂商设备特点比较
厂商A
设备稳定性好，售后服务有保障，但价格较高。
厂商B
设备性价比高，但技术支持能力较弱。
03
利用氢氧化钠对硅、二氧化硅等材料进行刻蚀。氢氧化钠具有强碱性，能够与硅、二氧化硅等材料发生化学反应，将目标材料去除。
利用化学溶液对材料进行刻蚀。在湿法刻蚀过程中，目标材料与化学溶液发生化学反应，将目标材料去除。
湿法刻蚀
利用等离子体、激光或其他光源对材料进行刻蚀。在干法刻蚀过程中，中性粒子或离子与目标材料发生碰撞，通过物理作用将目标材料去除。
控制曝光能量
曝光
选择合适的显影液
选择合适的显影液，以将曝光后的光刻胶溶解去除，从而形成所需的图案。
控制显影时间和温度
控制显影液的使用时间和温度，以避免显影过度或不足，影响刻蚀的质量和精度。
显影
去除未曝光的光刻胶
通过化学试剂或物理方法将未曝光的光刻胶去除，以暴露出硅片表面需要刻蚀的区域。

刻蚀设备与工艺介绍ppt课件

Si+2HNO3=SiO2+2NO+2H2O (慢反应)
• 链的扩展：二氧化氮、一氧化氮与水反应，生成亚硝酸，亚硝酸很快地将硅氧化成二氧化硅
2NO2+H2O=HNO2+HNO3 (快反应)
Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O (快反应)（第一步的主反应）
4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反应)
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SCHMID专辑
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SCHMID机台刻蚀的原理与RENA相同，所以这里不再重复对化学反应的探讨，主要关注的是一些漂”的原理进行硅片背表面和四周的刻蚀；
SCHMID采用滚轮带液的原理进行刻蚀。
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SCHMID滚轮带液
➢ 当然这里首先说明安全是让大家引起足够的重视，不是危言耸听，
保护好自己才能够更好的生产。当然，也没有必要因为危险就害怕，在做好安全防护的前提下，我们的生产安全是有保障的，这个已在各大型电池生产企业得到验证。
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二、电池生产工艺流程
硅片检验丝网印刷
烧结
制绒 PECVD 分档测试
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一、下料台
下料机台图示
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一、下料台——碎片处理
1、碎片：普通碎片，设备识别后会自动将碎片放入下料台中的碎片盒。部
分碎片由于缺损较少，设备可能难以识别，如缺角等类型碎片，可以直接
从设备取出，操作中注意安全；
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二、工艺介绍
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二、工艺介绍-掩膜印刷