半导体光刻工艺技术基础
半导体光刻原理
半导体光刻原理
一、光刻原理概述
光刻是一种微影技术，是半导体工业重要的制造工艺之一。
其基本原
理是使用一个模板将光投影到光敏材料表面，形成所需的微结构图案。
光刻技术可以提高芯片集成度和性能，也可以在新一代微电子设备制
造上起到重要作用。
二、光刻技术的步骤
光刻技术的具体操作步骤如下：
1.准备掩模和光刻胶：首先制作掩模，并且将掩模和光刻胶放在一起。
2.曝光：将光源照射到掩模上，形成所需的微结构。
3.显影：将曝光后的光刻胶进行显影处理，去除未形成型的部分。
4.涂覆：涂覆镀层，用于接下来的刻蚀。
5.刻蚀：采用刻蚀技术，去除多余的金属或硅材料。
三、光刻原理详解
1.曝光：激光或光源照射到掩模上，掩模上的光线重新聚焦形成所需结构图样，并聚焦在光刻胶表面形成暴露的区域。
2.显影：将照射后的光刻胶进行显影处理，去除暴露的部分，保留未暴露的区域。
3.涂覆：涂覆镀层，用于接下来的刻蚀。
4.刻蚀：利用刻蚀技术，去除多余的金属或硅材料，从而形成所需的微结构。
四、光刻的优缺点
光刻技术的优点是制造复杂的微结构比较容易，在处理芯片上表现突出，同时也适合大量生产。
然而，随着工艺的发展，光刻技术的限制
也变得明显。
它不能刻写小于光波长的微结构，而且它涉及到更多的
光速率和温度处理条件的控制。
五、光刻技术的应用
光刻技术应用于半导体和微电子技术中，以制造LED、光纤通信器件、微机械医疗器械等。
在生产出来的领域中，光刻技术的不断创新和发
展已经成为了微电子产业中的重要基石。
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。
半导体光刻的基础知识
术使用了数百年。
它最初是为印刷机开发的，现在已经成功了作为一种被称为光刻的微细制造技术而被应用。
光刻光刻(或UV)是一种利用光敏聚合物(光刻胶)进行光刻的技术。
还有一个模板(称为掩模)。
通过一系列的化学处理，这种图案被任意一种蚀刻法刻上远离暴露的区域或沉积新材料以制造所需的器件。
用于制造设备复杂，光刻周期数增加。
任何光刻工艺的第一步都是制备衬底——在大多数情况下，衬底是硅晶圆，但理论上可以是任何材料。
进行衬底制备以改善光刻胶的附着力衬底。
典型步骤包括基材清洗——清除任何污垢/污染物;脱水烘焙除去任何水分，然后加入附着力促进剂。
通过这些步骤可以减少污染-有机和无机-这将确保我们通过光刻的最佳结果的过程。
一旦衬底制备好，光刻胶就可以涂在表面上。
要得到瘦身的最佳效果要求涂层均匀。
这种薄膜的厚度是极其重要的，因此，抗蚀剂的方式是分配必须精确控制。
已经发展了许多方法来分配和涂敷基材光刻胶最常见的使用方法是旋涂。
对这些涂布方法也进行了总结在Inseto知识库中找到。
在旋转涂层中，光刻胶沉积在基板上，然后在转盘上旋转基板和光刻胶在1000秒的转速下，将粘稠的光刻胶摊开成薄层。
然后将这种薄的抗蚀剂放在电炉上软烤除去多余的溶剂，使抗蚀膜稳定。
光刻工艺的下一步是将覆盖电阻的基板对准掩模并曝光用紫外线(UV)光。
光刻的关键原理是一次改变光刻胶的溶解度暴露在紫外线下。
这种溶解度的变化是如何决定光刻胶的类型的应使用的制造工艺的细节。
•在正面抗蚀剂中，暴露在UV光下的薄膜部分变得更容易溶解与开发人员一起删除。
•在一个消极的抵抗发生相反的情况，当抵抗暴露在光的抵抗变得更难开发者不能删除它。
抗蚀剂有许多不同的组成和版本，允许不同的高度，温度，曝光要制造的设置和结构。
一个典型的光刻工艺如下图所示:在将基板对准掩码时，我们使用掩码对准器或步进器来控制掩码上的图案的位置投影到下面的基板上。
掩模对准器是一个更快的过程，采用与晶圆相同大小的图案和把它投射到晶圆上。
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。
光刻技术在半导体工艺中的应用
光刻技术在半导体工艺中的应用随着科学技术的不断发展，半导体技术越来越成为通信、电力、信息、国防等各个领域的重要支撑。
而光刻技术作为半导体工艺中的一环，也在这个过程中发挥着不可替代的作用。
本文将会介绍光刻技术的基本原理和在半导体工艺中的应用，并探讨其对于半导体技术发展的意义。
一、光刻技术的基本原理光刻技术是一种以光为刻写工具的微细制造技术，其过程主要包括光刻胶涂覆、暴光和化学处理三个部分。
具体步骤如下：1.光刻胶涂覆：将光刻胶涂覆在硅片上，使其均匀地分布在硅片表面，并快速旋转使其均匀铺开。
2.暴光：在暴光机上用掩模板对光刻胶暴光，将光模式转化为电子模式，控制曝光时间及强度，使上面的掩膜在光刻胶上形成所需图形模板。
3.化学处理：通过显影、清洗、特殊处理等方式将目标图形转换成具体的成像结构，最后留下所需的金属线路和器件。
总的来说，光刻技术的核心在于光刻胶上的掩膜，在这个过程中，匀称、干净的光模板非常重要，因为它会直接影响到掩膜在暴光过程中产生的精度和准确性。
如果光模板产生问题，比如说掩码光打入的角度不同、光刻机照射强度不均等问题将会对制造过程产生极大的影响，甚至会导致最终产品严重出错。
二、光刻技术在半导体工艺中的应用1.微处理器制造微处理器是一种十分重要的半导体器件，它广泛地应用于计算机、智能手机、智能穿戴设备等电子产品中。
而光刻技术对于微处理器制造也起到至关重要的作用，其主要应用于芯片图形制造、光掩模和设备的制造等方面。
结合目前的制造水平，光刻技术已经可以制造出高精度、高度集成化的微处理器，为全社会智能化和数字化的发展提供了坚实基础。
2.光电子学制造光电子学作为半导体工艺中的一个重要领域，同样是光刻技术需要涉及的领域之一。
在光电子学的制造过程中，光学成像被广泛地应用于激光光刻、裸片检验、掩码模制，特别是对于高分辨度的二极管、激光器等结构的制造，光刻技术可以发挥更大的优势。
在现代光电子学产品制造中，光刻技术已经成为了不可或缺的工具。
半导体光刻工艺技术基础
Litho Equipment Litho Chemistry
Pitch = L + S
LS
PR
SiON
FSG
SiN
光刻关键参数
CD 〔Critical Dimension〕: Line Width,Space Width or Hole Diameter of specified designed pattern to monitor photo process condition and resolution capability.
IMD Film
Si Base
PR Developing 52s Puddle ,45s Rinse
IMD Film
Si Base
ADI inspection
Ion Plasma
+++++++
e-
e-
e-
e-
IMD
e-
Si Base
Etching
IMD Film
Si Base
Hard Bake 110 ºC 60 S
Overlay
光刻关键参数
光刻关键参数
Two Criterions: CD v.s. Overlay
1. 光刻胶的组分 2. 光刻胶的种类 3. 光刻胶特性概要
四、光刻胶
光刻胶的组分
光刻胶的组分
光刻胶的组分
光刻胶的组分
光刻胶的种类
光刻胶的种类
光刻胶的种类
光刻胶的种类
半导体制造工艺之光刻原理课件
436,365 nm: Photo-Active-Component (PAC)
R
k1
NA
248,193 nm: Photo-Acid-Generator (PAG)
Mask design and resist
process
[nm]
436 365 248 193
k1 0.8 0.6 0.3-0.4 0.3-0.4
第四章 光刻原理 (下)
28
光栅扫描（左）和矢量扫描
半导体制备工艺基础
第四章 光刻原理 (下)
29
电子束光刻问题：1）速度慢！
半导体制备工艺基础
第四章 光刻原理 (下)
30
电子束光刻问题：2）电子散射及二次电子：线条宽>束斑
✓真空下工作 ✓焦深大 ✓直写，无掩膜版
半导体制备工艺基础
第四章 光刻原理 (下)
干法去胶（Ash)
等离子去胶（Oxygen plasma ashing） 高频电场 O2电离O－＋O＋
O＋活性基与胶反应 CO2， CO ，H2O。
半导体制备工艺基础
第四章 光刻原理 (下)
12
R
k1
NA
提高分辨率的方法
1、Using light source with shorter
光源
波长(nm) 术语
半导体制备工艺基础
第四章 光刻原理 (下)
9
图形转移——刻蚀
半导体制备工艺基础
第四章 光刻原理 (下)
10
图形转移——剥离（lift-off）
去胶
半导体制备工艺基础
第四章 光刻原理 (下)
11
溶剂去胶 （strip）：Piranha (H2SO4:H2O2)。 正胶：丙酮
光刻（半导体技术）
光刻（半导体技术）光刻（半导体技术）photolithography光刻的主要应⽤领域之⼀，在于半导体和微系统技术⽤于⽣产集成电路等产品。
借助于曝光过程，将光掩模的图像转印到光敏光刻胶上。
然后溶解光致抗蚀剂的曝光区域（或者，如果光致抗蚀剂在光下硬化，则未曝光区域也可以溶解）。
这创建了⼀个光刻能够使⽤化学和物理过程进⾏进⼀步处理的掩模，例如将材料引⼊到打开的窗⼝或蚀刻掉打开的窗⼝下⽅的凹槽。
基本原理光刻的基本原理是通过局部改变光致抗蚀剂的化学性质并在变化的（正性抗蚀剂）或未改变的（负性抗蚀剂）区域中去除光致抗蚀剂的薄⽽全⾯沉积的牺牲层来制作图形产品。
半导体⼯业的现代系统中使⽤的⽤于光致抗蚀剂旋转涂布的系统⽰意图。
图⽚显⽰了系统的主要组件以及加药后（1.）和过程结束时（旋转晶圆后）的光刻胶在第⼀部分步骤中，将液态光刻胶通过旋涂（engl。
Spin -coating）或其他合适的⽅法施加到基板（晶⽚）上。
然后在约110°C的加热步骤（预烘烤或软烘烤）下处理胶层，在此过程中，溶剂和所存在的⼤部分⽔会解吸，从⽽稳定了光刻胶。
然⽽，对于随后的暴露过程中的化学反应，重要的是并⾮所有的⽔都被解吸，并且⼀定量的残留⽔保留在该层中。
浸没式光刻浸没式光刻基本上对应于投影曝光。
但是，在曝光过程中，投影透镜和光刻胶之间没有空⽓，⽽是液体介质。
浸⼊液体可以是例如超纯⽔。
其折射率⾼于空⽓的折射率，增加了成像系统的数值孔径。
这允许创建较⼩的结构。
IBM于2006年2⽉发布了第⼀个开发成果，尽管如此，在实验室测试中，它们仍显⽰出线宽（临界尺⼨，CD）为29.9 nm的结构图，该技术于2007年⾸次投⼊量产。
镜⾯镜⽚也是第⼀次在这⾥使⽤。
⽬前（2010年1⽉），该技术在芯⽚⽣产中的结构尺⼨为32 nm（激光辐射193 nm）。
通过使⽤浸没式光刻技术，迄今已推延到新的并因此更昂贵的光刻技术（例如X射线或电⼦束光刻）的转换。
半导体制造工艺光刻上
半导体制造工艺光刻上简介半导体制造工艺中，光刻技术是非常关键的一步。
它涉及到图案转移、加工精度、提高生产效率等方面。
在这篇文章中，我们将介绍半导体制造工艺中的光刻技术，并探讨其在半导体制造工艺中的应用。
光刻技术的基础原理光刻技术实际上是一种拓印技术。
在半导体制造过程中，这种技术通常用于创建微电子元件中的图案。
首先，需要将待制作的图形准确地投影在光学硅片上，再通过曝光、显影、清洗等步骤制作出所需的图案。
在光刻技术中，最常用的光源是紫外线（UV）光源。
紫外线光源的波长通常在350-400纳米之间，但最近的光刻技术已经开始使用更短的波长，以达到更高的图形分辨率。
光刻技术的应用在半导体制造工艺中，光刻技术几乎用于每个步骤。
下面是一些常见的应用：制作掩模光刻技术常用于制作掩模，掩模是一种用于遮盖半导体表面某些区域的东西。
通过使用掩模，可以确定每个区域的加工方法。
制作掩模的过程通常是先在玻璃或石英基板上涂上光阻，然后将光阻暴露在光源下。
暴露后，光阻会硬化，制成掩模。
图案转移一旦掩模准备好了，就可以开始进行图案转移了。
图案转移过程分为两步，首先是将掩模的图案暴露在硅片上。
接着是将图案转移到硅片上。
显影在暴露后，光刻胶会变硬。
接着，将硅片放到显影剂中，显影剂可以将光刻胶除去。
最终，只有暴露在紫外线下的区域还剩下光刻胶。
后期加工在完成图案转移和显影之后，还需要进行清洗、电镀等后续处理。
这些步骤可以保证半导体元件的性能稳定性和可靠性。
这也就是半导体制造中使用光刻技术的重要性。
光刻技术是半导体制造工艺中不可或缺的一步。
在半导体制造中，它可以帮助我们创建极小的电子元件。
从制作掩模到显影和后期处理，光刻技术涉及到多个方面。
通过更高分辨率的光刻技术，可以为半导体工业带来更多的好处。
半导体光刻技术原理
半导体光刻技术原理
半导体光刻技术是一种制造集成电路（IC）的关键工艺，其原理
可以概括为以下几个步骤：
1. 光刻胶涂覆：首先，在半导体晶片表面涂覆一层光刻胶，光
刻胶是一种感光聚合物材料。
这一步的目的是将光刻胶涂覆在晶片上，形成一个平整的薄膜。
2. 接触或光刻机对齐：将掩膜（即芯片的图案）和晶片通过接
触方式或光刻机对齐，确保图案准确地投射到光刻胶层上。
3. 曝光：通过强光源，将光刻胶层中未被掩模遮挡的部分进行
曝光，使其变化。
在半导体中，光刻胶中有两种常见的类型：正型光
刻胶和负型光刻胶。
正型光刻胶在曝光后变得难以溶解，而负型光刻
胶在曝光后变得容易溶解。
4. 显影：将已曝光的光刻胶表面进行显影处理。
对正型光刻胶
来说，通过显影剂将未曝光区域的光刻胶去除，暴露出底部的晶片表面。
对负型光刻胶来说，未曝光的区域的光刻胶被保留下来。
5. 刻蚀或镀膜：通过化学刻蚀或物理镀膜等方式，将暴露的晶
片表面进行加工，例如在半导体中形成导线或沟槽等细微结构。
这一
步骤通常需要使用一系列化学和物理过程。
通过上述步骤的重复，可以逐步在晶片上形成多层结构，最终制
造出具有丰富功能的集成电路芯片。
这样的芯片可以完成各种计算和
存储任务，成为现代电子设备的核心。
半导体光刻技术课件
Photo and Photoresist
★ Photoresist classify (base on light source and )
Mercury Lamp
Excimer Laser Fluorine Laser
Name
G-line H-line I-line XeF XeCl KrF (DUV) ArF
分步重复光刻机
步进扫描光刻机
Future
接近式光刻机
接近式光刻机 缓解了沾污问
题。
工作能力下降 减小了分辨能 力，获得小的 关键尺寸成问
题
光刻机的发展
扫描投影光刻机
分步重复光刻机
20世纪80年代初 解决了沾污和 边缘衍射
20世纪80年代 后期，可以使用
缩小透镜 提高了套刻均 一度，提供了高
分辨率
步进扫描光刻机
Uv Light
Cr PATTERN
Wafer
光刻机基础介绍
31
光刻机的发展
2 Resolution limit AND DOF
光刻机的发展
光刻机的发展主要从二十世纪70年代到现在，从早期的线宽5微 米以上到现在的亚微米尺寸，从汞灯光源到KrF等，按曝光方式大 致将光刻机分为五代。
接触式光刻机 接近式光刻机 扫描投影光刻机
光刻胶的基本要求
★EBR——Edge Bead Removal
EBR化剂的成份一般和光刻胶的溶剂成份相同。正胶的EBR一般 成份为PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯)和PGME(丙二醇甲醚),比例 为30%和70%。
EBR除了用于去边、背清之外，也用于金属层之后返工去胶用。
EBR的控制点为金属杂质含量。
NA = n * sin
半导体制造工艺基础精讲 书
半导体制造工艺基础精讲书一、引言半导体制造工艺是指将半导体材料加工成电子器件的过程。
半导体器件广泛应用于电子产品中，如计算机、手机、电视等，并且在科技发展中起着重要的作用。
本文将对半导体制造工艺的基础知识进行精讲，帮助读者了解该领域的基础概念和流程。
二、半导体材料半导体材料是指在温度较高时具有较好导电性，而在较低温度下具有较好绝缘性的材料。
常见的半导体材料有硅(Si)和砷化镓(GaAs)等。
硅是最常用的半导体材料，因其丰富的资源和成熟的制造工艺，被广泛应用于各种半导体器件中。
三、半导体工艺流程半导体制造工艺包括多个步骤，以下为典型的半导体工艺流程：1. 晶圆制备：晶圆是指平整且纯净的半导体片，常用硅晶圆。
制备晶圆的过程包括多个步骤，如去除杂质、生长单晶、切割晶圆等。
2. 清洗和清理：将晶圆进行清洗和清理，以去除表面的污染物和氧化层。
3. 沉积：通过物理或化学方法，在晶圆表面沉积一层薄膜，用于制造电子器件的结构或保护层。
常见的沉积方法有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)等。
4. 光刻：利用光刻胶和光刻机，将图形投影到晶圆上，形成所需的器件结构。
光刻是制造工艺中非常重要的一步，决定了器件的尺寸和形状。
5. 蚀刻：使用化学物质将晶圆上未被光刻胶保护的部分溶解掉，形成所需的器件结构。
6. 掺杂：通过掺入其他物质改变材料的导电性能。
常见的掺杂方法有离子注入和扩散等。
7. 导电层制备：制备导电层，如金属线或导电膜，用于连接器件的不同部分。
8. 封装测试：将芯片封装成最终的半导体器件，并进行测试和质量检验。
四、半导体制造工艺控制半导体制造工艺的控制对于保证器件性能和质量至关重要。
以下是一些常见的工艺控制方法：1. 温度控制：在制造过程中，需要严格控制温度，以确保材料的稳定性和一致性。
2. 气氛控制：在某些工艺步骤中，需要控制反应环境中的气氛成分和浓度，以保证反应的准确性和稳定性。
3. 时间控制：不同的工艺步骤需要控制不同的时间参数，以确保工艺的完成度和一致性。
半导体制造技术-光刻
26
3. 软烘（soft baking）
• 因为光刻胶是一种粘稠体，所以涂胶结束后并不能 直接进行曝光，必须经过烘焙，使光刻胶中的溶剂 蒸发。烘焙后的光刻胶仍然保持“软”状态。但和 晶圆的粘结更加牢固。 • 目的:去除光刻胶中的溶剂。
蒸发溶剂的原因：
1）溶剂吸收光，干扰了曝光中聚合物的化学反应。
9
光刻（lithography）技术的特点
1、光刻是一种表面加工技术； 2、光刻是复印图象和化学腐蚀相结合的综合性 技术； 3、器件的尺寸越小，集成电路的集成度越高， 对光刻精度的要求就越高，难度就越大。
10
对光刻的基本要求
• 高的图形分辨率（resolution)
分辨率：将硅片上两个邻近特征图形区分开的能力—特 征尺寸、关键尺寸（曝光的波长减小到CD同样大小）
• 高灵敏度(sensitivity)； • 低缺陷(defect)； • 精密的套刻对准（alignment and overlay)
套准精度：硅片上的图案与掩膜版上的图案精确对准
• 高工艺宽容度
工艺宽容度：光刻始终如一处理特定要求产品的能力
12
光刻胶
负胶：
晶片上图形与掩膜相反 曝光部分发生交联反应，不可溶解，变硬 没有曝光的部分去除
更高
更好 更快
有机溶剂 酸 氯化溶剂化合物
更少 更好 更高 水溶性溶剂 酸 普通酸溶剂
光刻工艺8步骤
21
22
23
1、气相成底膜
目的：增强光刻胶与硅片的粘附性
步骤：
清洗，
脱水，
硅片表面成底膜处理。
24
2.旋转涂胶（Spin-on PR Coating）
• 1.分滴：当硅片静止或者旋转的非常慢时，光刻胶 被分滴在硅片上 • 2.旋转铺开：快速加速硅片使光刻胶伸展到整个硅 片表面 • 3.旋转甩掉：甩掉多于的光刻胶，在硅片上得到均 匀的光刻胶胶膜覆盖层。 • 4.溶剂挥发：以固定转速继续旋转涂胶的硅片，直 到溶剂挥发，光刻胶胶膜几乎干燥
半导体技术课件第九章 基本光刻工艺
第九章 基本光刻工艺------ 从曝光到最终检验
－10－
硬烘焙方法 在方法和设备上与前面介绍的软烘焙相似。 烘焙工艺 时间和温度仍然是主要的工艺参数，一般是 制造商推荐，工艺工程师精确调整。对一般使用 的对流炉，温度：130～200℃，时间：30分钟。 对其他方法温度和时间各不相同。热烘焙增加粘 度的机理是光刻胶的脱水和聚合，从而增加光刻 胶的耐蚀性。 烘焙温度太低，脱水和聚合不彻底，温度太 高光刻胶容易变软甚至流动（如图9.9所示），所 以温度的控制极为严格。 硬烘焙是在显影后立即进行，或者在刻蚀前 进行，工艺流程如图9.10 所示。 所示。
显微镜 /SEM/AFM
第九章 基本光刻工艺------ 从曝光到最终检验
－1 5－
自动检验 随着晶圆尺寸增大和元件尺寸的减小，制造 工艺变得更加繁多和精细，人工检验的效力也到 了极限。可探测表面和图形失真的自动检验系统 成了在线和非在线检验的选择。详细内容在第14 章中介绍。 9.4 刻蚀 在完成显影检验后，掩膜版的图形就被固定 在光刻胶膜上并准备刻蚀。经过刻蚀图形就永久 留在晶圆的表层。 刻蚀工艺分为两大类：湿法和干法 湿法和 湿法 干法刻蚀。 无论那一种方法，其目的都是将光刻掩膜版上的 图形精确地转移到晶圆表面。同时要求一致性、 边缘轮廓控制、选择性、洁净度都符合要求。
第九章 基本光刻工艺------ 从曝光到最终检验
－11－
图9.9 光刻胶在高温下的流动
硬烘焙工艺流程
显影 检验 硬烘焙 刻蚀
显影 / 烘焙 检验 刻蚀
显影 / 烘焙 检验 重新烘焙 刻蚀
第九章 基本光刻工艺------ 从曝光到最终检验
－12－
显影检验 任何一次工艺过 后都要进行检验，经 去水合物 检验合格的晶圆流入 下一道工艺，对显影 点胶 检验不合格的晶圆可 烘焙 以返工重新曝光、显 影 。 工 艺 流 程 如 图 所 定位和曝光 示。 显影和烘焙 显影检验的内容 图 形 尺 寸 上 的 偏 显影检验 差，定位不准的图形， 表 面 问 题 （ 光 刻 胶 的 合格晶圆 污染、空洞或划
半导体制造工艺中的光刻技术[课件]
![半导体制造工艺中的光刻技术[课件]](https://img.taocdn.com/s3/m/ef8124c90066f5335b812145.png)
接触式
光源
光学系统
接近式
投影式
掩膜版 光刻胶
硅片
三种光刻方式
光学各曝光方式及其利弊
接 触
优点：设备简单，分辨率较高
式
缺点：掩模版与晶片易损伤，成品率低
优点：掩模版寿命长，成本低
接近式
缺点：衍射效应严重，影响分辨率 非
接
触 式
全反射
优点：无像差，无驻波效应影响 缺点：数值孔径小，分辨率低
投影式
折射
– Step 3A 曝光后烘焙 : • g line, i line，减小驻波效应。 • DUV, 是光敏产酸物与聚合物链反应完成曝光过程的关键 工艺。
– Step 3B 湿化学显影: 溶解曝光区的光刻胶 – Step 3C DI 水漂洗: 结束显影 – Step 3D 显影检查: 对准校验和各种缺陷.
– 蚀刻: 用湿化学或者等离子来除去底层的没有覆盖光刻胶的薄 膜
– 离子注入 (not shown): 在没有覆盖光刻胶的区域注入掺杂杂质
photoresist
oxide
sisliicliocnonsusbusbtsrtartaete
oxide
基本工艺
• Step 5: 去除光刻胶:
– Step 5A: 去胶
• 返工: 如果确定有缺陷和其他问题 ，晶片并不需要废弃， 可以去除光刻胶,再重做。这个工艺对晶片几乎没有损害.
– Step 3E 后烘（坚膜）: • 目的：去除显影后胶层内残留的溶剂，使胶膜坚固，同时 提高粘附力和抗蚀。 • 烘烤条件100～140℃，10～30min。
基本工艺
• Step 4: 形成永久图案 (Etch or Implant)
• 目前使用的干法去胶和紫外光分解去胶 • 干法去胶与湿法去胶相比有以下优点:操作简单安全;过程中引入污染
半导体工艺开发需要用到的知识
半导体工艺开发需要用到的知识随着科技的不断进步，半导体工艺开发在现代社会中扮演着重要的角色。
半导体工艺开发涉及到许多知识，包括物理学、化学、材料科学等多个学科领域。
本文将就半导体工艺开发需要用到的知识进行详细介绍。
一、半导体物理学知识半导体物理学是半导体工艺开发的基础。
了解半导体的性质，掌握半导体的能带理论、载流子的输运过程、PN结的原理、场效应晶体管等基本知识是非常重要的。
只有深入理解了半导体的本质，才能够在工艺开发中做出合理的设计和优化。
二、化学知识在半导体工艺开发中，化学知识是不可或缺的。
半导体的制备过程中需要用到各种化学试剂，比如各种溶液、气体等。
同时，清洗、腐蚀、沉积等工艺步骤也都涉及到化学反应。
因此，熟悉化学知识，掌握化学实验技术对于半导体工艺开发而言显得尤为重要。
三、材料科学知识半导体材料的选择直接影响着器件的性能和稳定性，所以对材料科学的了解至关重要。
了解不同材料的物理化学性质、熟悉各种材料的制备工艺和表征方法，能够有效地指导半导体工艺开发的方向。
四、微电子学知识半导体工艺开发与微电子学紧密相关。
微电子学涉及到集成电路的设计、制备和测试技术，是半导体工艺开发不可或缺的一部分。
掌握微电子学知识，能够更好地理解半导体器件的工作原理，为工艺的优化提供更多的可能性。
五、工艺工程知识工艺工程知识包括清洁工艺、腐蚀工艺、沉积工艺、光刻工艺、离子注入工艺等多个方面。
掌握这些工艺的基本原理和具体操作方法，能够帮助工程师更好地设计和改进半导体的制备工艺。
六、设备技术知识半导体工艺开发需要用到各种先进的设备，比如离子注入机、化学气相沉积机、光刻机等。
掌握这些设备的结构、原理和操作方法对于开发半导体工艺至关重要。
以上所述的知识只是半导体工艺开发所涉及到的一部分。
实际上，半导体工艺开发需要多学科知识的融合，需要工程师对多个领域都有一定的了解和掌握。
同时，为了跟上技术的发展，工程师需要不断学习和更新知识，才能够在半导体工艺开发的道路上不断取得新的成就。
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。
半导体制造工艺-04光刻(上)概要
正胶
烃基高分子材料 正胶区分率高于负胶
IC主导
抗蚀性：刻蚀和离子注入
半导体制备工艺基础
第四章 光刻 (上)
31
正性光刻胶受光或紫外线照射后感光的局 部发生光分解反响，可溶于显影液，未感光的 局部显影后仍旧留在晶圆的外表
负性光刻胶的未感光局部溶于显影液中，而 感光局部显影后仍旧留在基片外表。
正胶：曝光前不行溶，曝光后 可溶
×1掩膜版制作
接触式、接近式光刻
数字图形
×4或×5投影光 刻版
投影式光刻
半导体制备工艺基础
第四章 光刻 (上)
13
电子束直写
✓×4或×5投影光刻版在 制版时简洁检查缺陷
✓版上缺陷可以修补
✓蒙膜(pellicle)爱护防止颗 粒玷污
高透亮度〔散射小〕 热膨胀小
光刻胶
10～15nmARC〔antireflection coating〕 80nmCr 熔融石英玻璃片
通常我们所说的0.13 m,0.09 m工艺就是 指的光刻技术所能到达最小线条的工艺。
半导体制备工艺基础
第四章 光刻 (上)
4
光刻的要求
• 对光刻的根本要求： • 〔1〕高区分率 • 〔2〕高灵敏度 • 〔3〕周密的套刻对准 • 〔4〕大尺寸硅片上的加工 • 〔5〕低缺陷
半导体制备工艺基础
第四章 光刻 (上)
mJ/cm2=mW/cm2×sec
半导体制备工艺基础
第四章 光刻 (上)
38
(1)曝光、显影后残存抗蚀剂的百分率与曝光能量有关。值得留意的是， 即使未被曝光，少量抗蚀剂也会溶解。
(2)当曝光能量增加，抗蚀剂的溶解度也会增加，直到阈值能量ET时，抗 蚀剂完全溶解。
半导体的光刻工艺全过程，技术讲解
半导体的光刻工艺全过程，技术讲解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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1947年12月由贝尔实验室完成四特性的总结并最终应用。
二、光刻技术在IC制造中的作用
何谓集成电路IC IC芯片剖面图 单层制造流程简述 光刻设备在IC制造中的作用
何谓IC---集成电路
IC:用硅的体电阻做电阻，用P-N结形成电容；所有有源和 无源器件器件都集合到一个半导体材料上。 1958年9月，TI公司的Jack S.Kilby第一次将所有元器件 （12个元件）都集合到一个的半导体材料上,产生第一块 集成电路。2000年度荣获诺贝尔物理学奖。 现在，超大规模集成电路，一个芯片可以容纳百万个元件。
光刻关键参数
Answer： <1> 国贸高楼 对准和线宽控制； <2> 照像 1）光线；2）好的底片；3）好的相机；4）失真？ 5）本人天生面目？
Micro-lithography Key parameter
• For design rule:
光刻关键参数
– – – – – – –
Resolution Light Source Depth of Focus(DOF) Linearity Line-edge Roughness CD Uniformity Overlay
Thanks！
随后进入光阻图形转换至晶圆表面阶段：通过各种刻蚀工艺转换图形至晶圆表面。 最后，将作为遮挡层的光阻（PR）剥离。到此第一层工艺完成。
PR
Nitride PAD Oxide
光刻设备在IC制造中的作用 ----IC电路单层制造流程简介
流程
薄膜
说明
薄膜(Thin_film)
1.化学气相沉积(CVD) 2.金屬溅镀(PVD) 3.扩散(Diffusion) FILM Wafer
IC芯片剖面图（多层）
PA SION PA OX
图: 一个CMOS器件的剖面示意图。
AL Pad
Global
MT VIA
M2 V1 M1
Intermediate
IMD2
IMD 1
Litho Key layers: Local STI、 POLY、C.H.、M1
(‘’Nano’’ realm)
半导体光刻工艺技术基础
芯硕半导体(中国)有限公司
做世界一流产品 创世界一流品牌
Contents
1. 2. 3.
4.
5. 6. 7.
半导体技术 光刻技术在IC制造中的作用 光刻的工艺流程 光刻胶 光刻机 光源 技术改进和新技术
一、半导体技术
半导体定义 半导体发展历史
半导体定义
常温下导电性能介于导体(conductor) 与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做 半导体（semiconductor）． 半导体五大特性∶电阻率特性，导电 特性，光电特性，负的电阻率温度特 性，整流特性。
P+
P+
N-Well
N+
P-Well
N+
光刻设备在IC制造中的作用
----IC电路单层制造流程简介
在wafer（晶圆）预检侧完毕被送到FAB的工艺线上后，先后在wafer表面 生长出一层致密的SiO2膜和另外一层Si3N4膜，分别称为PAD Oxide和Nitride。
Nitride PAD Oxide
光刻关键参数
Overlay
光刻关键参数
Two Criterions: CD v.s. Overlay
四、光刻胶
1. 2. 3.
光刻胶的组分 光刻胶的种类 光刻胶特性概要
光刻胶的组分
光刻胶的组分
光刻胶的组分
光刻胶的组分
光刻胶的种类
光刻胶的种类
光刻胶的种类
光刻胶的种类
光刻胶的种类
概述
OPC
OPC
OPC
OPC
浸没式光刻
浸没式光刻
浸没式光刻
浸没式光刻
浸没式光刻
浸没式光刻
浸没式光刻
浸没式光刻
浸没式光刻
下一代光刻技术（NGL）
下一代光刻技术（NGL）
下一代光刻技术（NGL）
下一代光刻技术（NGL）
下一代光刻技术（NGL）
下一代光刻技术（NGL）
Si Base
Si Base
Si Base
ADI inspection
OVL Measurement
Ion Plasma
CD Measurement
+++++++
eeeIMD
ee-
Si Base
Etching
光刻关键参数 请大家思考两个问题： <1> 国贸高楼，建筑师建造之的难度和关键点； <2> 给你的朋友照像时，如何才能留下 那美好的一瞬间，永久回忆？
STI: shallow trench isolate浅沟槽隔离工艺
光刻设备在IC制造中的作用
----IC电路单层制造流程简介
然后在两层膜的表面甩上光阻、曝光、 显影，进而在wafer表面形成光阻的电路 图形。
PR Nitride PAD Oxide
光刻设备在IC制造中的作用
----IC电路单层制造流程简介
相关光学专题
相关光学专题
学专题
相关光学专题
六、光源
1. 2. 3.
光源要求 光谱及光刻机光源 下一代光源
光源要求
光谱及光刻机光源
光谱及光刻机光源
光谱及光刻机光源
光谱及光刻机光源
下一代光源
七、技术改进和新技术
1. 2. 3. 4.
概述 OPC 浸没式光刻 NGL
半导体的应用，按照其制造技术可以 分为：集成电路（IC）器件，分立器 件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、 储存器等大类
半导体发展历史
1833年，英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的上升而降低（负 电阻率温度特性）。这是半导体现象的首次发现。 1839年，法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下 会产生一个电压--光生伏特效应，这是被发现的半导体的第二个特征。 1874年，德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关， 即它的导电有方向性，这就是半导体的整流效应，也是半导体所特有的 第三种特性。 1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应， 这是半导体又一个特有的性质。 1911年考尼白格和维斯首次定义半导体这个名词。
。。。
Diffusion
deposition implant
plating
etching
三、光刻的工艺流程
1. 2.
光刻工艺 光刻关键参数
光刻工艺
光刻工艺流程 Standard Litho Process Wafer Flow ( 1 )
光刻工艺流程 Standard Litho Process Wafer Flow ( 2 )
IMD Film
IMD Film
IMD Film
Si Base
Si Base
Si Base
PR Developing 52s Puddle ,45s Rinse
Hard Bake 110 º 60 S C
Cooling 23 º C
CD
PR IMD Film Cu PR IMD2 Cu IMD 1 IMD Film
光刻胶的种类
光刻胶的种类
光刻胶的种类
光刻胶特性概要
五、光刻机
1. 2. 3. 4. 5. 6.
概述 接近式光刻机 接触式光刻机 步进式光刻机 扫描式光刻机 相关光学专题
概述
接触式光刻机
接近式光刻机
步进式光刻机
相关光学专题
相关光学专题
相关光学专题
相关光学专题
相关光学专题
相关光学专题
1.湿蚀刻(Wet-ETCH) 2.干蚀刻(DRY-ETCH)
光阻去除(PR remove)
光阻去除
将光阻去除后就是我們所需的 图形(PATTERN)
光刻设备在IC制造中的作用
-
由POLY工艺：
集成电路的最小线宽决定于光刻设备的分辨率。它定义了半导体器件 尺寸。
-
光刻设备是IC制造中的核心设备。
图释
Wafer
黃光
黃光(PHOTO)
1.光罩(MASK) 2.光阻(Coater) 3.曝光(Exposure) 4.显影(Development)
FILM Wafer
光刻决定CD
光罩 光阻 FILM Wafer
25~45次litho 65nm,>45层
植入 刻蚀
光阻 FILM Wafer
刻蚀(ETCH)
Pitch = L + S
Litho Equipment
L
S
PR
SiON
FSG
– – – –
Aspect Ratio Resist film loss CD uniformity Etch Selectivity
SiN
Litho Chemistry
光刻关键参数
CD （Critical Dimension）: Line Width,Space Width or Hole Diameter of specified designed pattern to monitor photo process condition and resolution capability.