光刻清洗工艺简介
光刻工艺概述
光刻工艺流程图步骤１、前处理２、匀胶３、前烘4、光刻5、显影6、坚膜7、腐蚀8、去胶一前处理（OAP）通常在150~200℃对基片进行烘考以去除表面水份，以增强光刻胶与硅片的粘附性。
（亲水表面与光刻胶的粘附性差，SI的亲水性最小，其次SIO2，最后PSI玻璃和BSI玻璃）OAP的主要成分为六甲基二硅烷，在提升光刻胶的粘附性工艺中，它起到的作用不是增粘剂，而是改变SiO2的界面结构，变亲水表面为疏水表面。
OAP通常采用蒸汽涂布的方式，简单评价粘附性的好坏，可在前处理过的硅片上滴一滴水，通过测量水与硅片的接触角，角度越大，SI二、匀胶光刻胶通常采用旋涂方式，在硅片上得到一层厚度均匀的胶层。
影响胶厚的最主要因素：光刻胶的粘度及旋转速度。
次要因素：排风；回吸；胶泵压力；胶盘；温度。
胶厚的简单算法：光刻胶理论的最小胶厚的平方乘以理论的转速=目标光刻胶的胶厚的平方乘以目标转速例如：光刻胶理论厚度1微米需要转速3000转/分，那需要光刻胶厚度1.15微米时转速应为12 *3000/1.152三、前烘前烘的目的是为了驱除胶膜中残余的溶剂，消除胶膜的机械应力。
前烘的作用： 1）增强胶层的沾附能力；2）在接触式曝光中可以提高胶层与掩模板接触时的耐磨性能；3）可以提高和稳定胶层的感光灵敏度。
前烘是热处理过程，前烘通常的温度和时间：烘箱90~115℃ 30分钟热板90~120℃ 60~90秒四、光刻光刻胶经过前烘后，原来液态光刻胶在硅片表面上固化。
光刻的目的就是将掩膜版上的图形转移到硅片上。
曝光的设备分类接触式、接近式、投影式、步进式/扫描式、电子束曝光、软X射线曝光。
五、显影经过显影，正胶的曝光区域和负胶的非曝光区域被溶解，正胶的非曝光区域和负胶的曝光区域被保留下来，从而完成图形的转移工作。
正胶曝光区域经过曝光后，生成羧酸与碱性的显影液中和反应从而被溶解。
负胶的曝光区域经过曝光后产生胶联现象，不被显影液溶解。
而未曝光的区域则被显影液溶解掉。
半导体光刻工艺介绍
半导体光刻工艺介绍
半导体光刻工艺是半导体制造中最为重要的工序之一。
主要作用是将图形信息从掩模版（也称掩膜版）上保真传输、转印到半导体材料衬底上。
以下是光刻工艺的主要步骤：
硅片清洗烘干：湿法清洗＋去离子水冲洗＋脱水烘焙（热板150～250℃,1～2分钟，氮气保护）。
涂底：气相成底膜的热板涂底。
旋转涂胶：静态涂胶（Static）。
软烘：真空热板，85～120℃,30～60秒。
对准并曝光：光刻机通常采用步进式 (Stepper)或扫描式 (Scanner)等，通过近紫外光 (Near Ultra-Violet，NUV)、中紫外光 (Mid UV，MUV)、深紫外光(Deep UV，DUV)、真空紫外光 (Vacuum UV，VUV)、极短紫外光 (Extreme UV，EUV)、X-光 (X-Ray)等光源对光刻胶进行曝光，使得晶圆内产生电路图案。
后烘：PEB，Post Exposure Baking。
显影：Development。
硬烘：Hard Baking。
光刻工艺的基本原理是利用涂敷在衬底表面的光刻胶的光化学反应作用，记录掩模版上的器件图形，从而实现将集成器件图形从设计转印到衬底的目的。
详解半导体的光刻工艺全过程
详解半导体的光刻工艺全过程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。
决定光刻胶涂胶厚度的关键参数：光刻胶的黏度（Viscosity），黏度越低，光刻胶的厚度越薄；旋转速度，速度越快，厚度越薄；影响光刻胶厚度均运性的参数：旋转加速度，加速越快越均匀；与旋转加速的时间点有关。
一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关（因为不同级别的曝光波长对应不同的光刻胶种类和分辨率）：I-line最厚，约0.7～3μm；KrF的厚度约0.4～0.9μm；ArF的厚度约0.2～0.5μm。
4、软烘（Soft Baking）方法：真空热板，85～120℃,30～60秒；目的：除去溶剂（4～7%）；增强黏附性；释放光刻胶膜内的应力；防止光刻胶玷污设备；边缘光刻胶的去除（EBR，Edge Bead Removal）。
光刻残留物清洗工艺优化与改进
光刻残留物清洗工艺优化与改进近年来，光刻技术在集成电路制造中起着至关重要的作用。
然而，光刻过程中产生的残留物却成为了产品质量和设备性能的一大难题。
光刻残留物的存在可能引发潜在的缺陷，并且对设备的稳定性和寿命造成不可忽视的影响。
因此，优化和改进光刻残留物清洗工艺成为了当今半导体行业的一个重要课题。
一、问题分析与现状在光刻过程中，由于光罩的使用以及光刻胶与底片的接触，残留物往往会残留在底片表面。
这些残留物主要包括光刻胶、溶剂、金属离子等。
传统的清洗工艺主要采用机械搅拌和化学溶解的方法，然而该方法存在一些问题：一是清洗效果难以确保，底片表面可能仍存在微小的残留物；二是清洗过程繁琐，需要多次循环清洗，耗费时间和资源；三是清洗液的使用量较大，对环境造成一定的污染。
二、工艺优化方向为了解决上述问题，光刻残留物清洗工艺可以从以下几个方面进行优化和改进。
1. 清洗液的选择清洗液的选择直接影响到清洗效果以及对环境的影响。
传统的清洗液通常含有大量的有机溶剂和化学试剂，对环境造成较大的污染。
因此，可以考虑替代传统清洗液，选择环保型的清洗液，如去离子水和纯水等。
这样不仅可以明显降低清洗过程对环境的污染，而且能有效减少残留物的去除难度。
2. 清洗温度的调控清洗温度是影响清洗效果的重要参数。
过高的温度可能导致底片变形或被破坏，而过低的温度则会影响溶解效果。
因此，应根据光刻胶的特性和设备的要求，合理调控清洗温度，确保清洗效果的同时保护底片的完整性。
3. 清洗时间的优化清洗时间是决定清洗效果的关键因素之一。
过长的清洗时间不仅会造成资源的浪费，还可能对底片的表面造成不必要的损伤。
然而，过短的清洗时间则难以彻底去除残留物。
因此，需要通过实验和数据分析得出最佳的清洗时间范围，使清洗过程高效且安全。
4. 清洗设备的改进传统的清洗设备通常采用机械搅拌的方式进行清洗，但其在清洗效果和清洗速度上存在一定的局限性。
改进清洗设备的设计，引入更先进的清洗技术，如超声波清洗、等离子体清洗等，能够提高清洗效果和效率，同时降低对底片的损伤程度。
光刻工艺步骤介绍
光刻工艺步骤介绍光刻工艺是半导体芯片制造中不可或缺的一步，其目的是将芯片设计图案转移到光刻胶上，然后通过化学腐蚀或蚀刻的方式将这些图案转移到芯片表层。
下面是一个光刻工艺的详细步骤介绍：1.准备工作：首先需要清洗芯片表面，以去除表面的杂质和污染物。
清洗可以使用化学溶液或离子束清洗仪等设备。
同时，需要准备好用于光刻的基板，这通常是由硅或其他半导体材料制成的。
2.底层涂覆：将光刻胶涂覆在基板表面，胶层的厚度通常在几微米到几十微米之间。
胶液通常是由聚合物和其他添加剂组成的，可以通过旋涂、喷涂或浸涂等方法进行涂覆。
3.烘烤和预烘烤：将涂覆好的光刻胶进行烘烤和预烘烤。
这一步的目的是除去胶液中的溶剂和挥发物，使胶层更加均匀和稳定。
烘烤的温度和时间可以根据不同的胶液和工艺要求来确定。
4.掩膜对位：将掩膜和基板进行对位。
掩膜是一个透明的玻璃或石英板，上面有芯片设计的图案。
对位过程可以通过显微镜或光刻机上的对位系统来进行。
5.曝光：将掩膜下的图案通过光源进行曝光。
光源通常是由紫外线灯或激光器组成的。
曝光时间和光照强度的选择是根据胶层的特性和所需的图案分辨率来确定的。
6.感光剂固化：曝光后，光刻胶中的感光剂会发生化学反应，使胶层中的暴露部分固化。
这一步被称为光刻胶的显影，可以通过浸泡在显影剂中或使用喷雾设备来进行。
7.显影：在光刻胶上进行显影，即移去显影剂无法固化的胶层。
显影的时间和温度可以根据胶层的特性和图案的要求来确定。
显影过程通常伴随着机械搅动或超声波搅拌，以帮助显影剂的渗透和清洗。
8.硬化：为了提高图案的耐久性和稳定性，可以对显影后的芯片进行硬化处理。
硬化可以通过烘烤、紫外线照射或热处理等方法来实现。
9.检查和修复：在完成光刻工艺后，需要对光刻图案进行检查。
如果发现图案存在缺陷或错误，可以使用激光修复系统或电子束工作站等设备进行修复。
10.后处理：最后，需要对光刻胶进行去除，以准备进行下一步的制造工艺。
去除光刻胶的方法可以采用化学溶剂、等离子体蚀刻或机械刮伤等。
光刻工艺介绍
光刻工艺介绍一、定义与简介光刻是所有四个基本工艺中最关键的，也就是被称为大家熟知的photo，lithography，photomasking, masking, 或microlithography。
在晶圆的制造过程中，晶体三极管、二极管、电容、电阻和金属层的各种物理部件在晶圆表面或表层内构成，这些部件是预先做在一块或者数块光罩上，并且结合生成薄膜，通过光刻工艺过程，去除特定部分，最终在晶圆上保留特征图形的部分。
光刻其实就是高科技版本的照相术，只不过是在难以置信的微小尺寸下完成，现在先进的硅12英寸生产线已经做到22nm，我们这条线的目标6英寸砷化镓片上做到0.11um。
光刻生产的目标是根据电路设计的要求，生成尺寸精确的特征图形，并且在晶圆表面的位置正确且与其它部件的关联正确。
二、光刻工艺流程介绍光刻与照相类似，其工艺流程也类似：实际上，普通光刻工艺流程包括下面的流程：1)Substrate Pretreatment 即预处理，目的是改变晶圆表面的性质，使其能和光刻胶（PR）粘连牢固。
主要方法就是涂HMDS，在密闭腔体内晶圆下面加热到120℃，上面用喷入氮气加压的雾状HMDS，使得HMDS和晶圆表面的-OH健发生反应已除去水汽和亲水健结构，反应充分后在23℃冷板上降温。
该方法效果远比传统的热板加热除湿好。
2)Spin coat即旋转涂光刻胶，用旋转涂布法能提高光刻胶薄膜的均匀性与稳定性。
光刻胶中主要物质有树脂、溶剂、感光剂和其它添加剂，感光剂在光照下会迅速反应。
一般设备的稳定工作最高转速不超过4000rpm，而最好的工作转速在2000～3000rpm。
3)Soft Bake(Pre-bake)即软烘，目的是除去光刻胶中溶剂。
一般是在90℃的热板中完成。
4)Exposure即曝光，这也是光刻工艺中最为重要的一步，就是用紫外线把光罩上的图形成像到晶圆表面，从而把光罩上面的图形转移到晶圆表面上的光刻胶中。
光刻工艺介绍
光刻工艺介绍一、定义与简介光刻是所有四个基本工艺中最关键的，也就是被称为大家熟知的photo，lithography，photomasking, masking, 或microlithography。
在晶圆的制造过程中，晶体三极管、二极管、电容、电阻和金属层的各种物理部件在晶圆表面或表层内构成，这些部件是预先做在一块或者数块光罩上，并且结合生成薄膜，通过光刻工艺过程，去除特定部分，最终在晶圆上保留特征图形的部分。
光刻其实就是高科技版本的照相术，只不过是在难以置信的微小尺寸下完成，现在先进的硅12英寸生产线已经做到22nm，我们这条线的目标6英寸砷化镓片上做到0.11um。
光刻生产的目标是根据电路设计的要求，生成尺寸精确的特征图形，并且在晶圆表面的位置正确且与其它部件的关联正确。
二、光刻工艺流程介绍光刻与照相类似，其工艺流程也类似：实际上，普通光刻工艺流程包括下面的流程：1)Substrate Pretreatment 即预处理，目的是改变晶圆表面的性质，使其能和光刻胶（PR）粘连牢固。
主要方法就是涂HMDS，在密闭腔体内晶圆下面加热到120℃，上面用喷入氮气加压的雾状HMDS，使得HMDS和晶圆表面的-OH健发生反应已除去水汽和亲水健结构，反应充分后在23℃冷板上降温。
该方法效果远比传统的热板加热除湿好。
2)Spin coat即旋转涂光刻胶，用旋转涂布法能提高光刻胶薄膜的均匀性与稳定性。
光刻胶中主要物质有树脂、溶剂、感光剂和其它添加剂，感光剂在光照下会迅速反应。
一般设备的稳定工作最高转速不超过4000rpm，而最好的工作转速在2000～3000rpm。
3)Soft Bake(Pre-bake)即软烘，目的是除去光刻胶中溶剂。
一般是在90℃的热板中完成。
4)Exposure即曝光，这也是光刻工艺中最为重要的一步，就是用紫外线把光罩上的图形成像到晶圆表面，从而把光罩上面的图形转移到晶圆表面上的光刻胶中。
28-7nm光掩膜版清洗关键工艺技术
28-7nm光掩膜版清洗关键工艺技术
28-7nm光掩膜版是一种用于半导体制造的光刻工艺中的关键
工具。
在光刻过程中，光掩膜版扮演着将图形精确地转移到光刻胶上的角色。
因此，光掩膜版的清洗工艺至关重要。
清洗光掩膜版的关键工艺技术包括以下几个步骤：
1. 溶剂清洗：首先，使用适当的溶剂来将光掩膜版表面的有机和无机杂质溶解和去除。
常用的溶剂包括酸性和碱性溶剂。
2. 超声清洗：在溶剂清洗后，将光掩膜版置于超声波清洗机中。
超声波能够在液体中产生高频振动，帮助去除微小的污垢和杂质。
3. DI水清洗：在超声清洗后，将光掩膜版再次清洗，使用去
离子（DI）水。
DI水具有极高的纯度，可以去除更多的污垢
和杂质。
4. 干燥：最后，使用氮气或其它干燥方法将光掩膜版彻底干燥，确保表面无水分和残留。
需要注意的是，清洗光掩膜版时需要非常小心，以避免损坏其表面的细微图案。
因此，在清洗过程中应遵循严格的操作规程，并使用专门设计的清洗系统和工具。
此外，经常保持光掩膜版的清洁也是非常重要的。
定期检查和
清洗光掩膜版可以延长其寿命，并确保在光刻过程中获得高质量的图案转移。
光刻清洗工艺简介共66页
使用烘箱进行HMDS增粘处理要注意那些问题？
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。 ③ HMDS的瓶盖打开后，其寿命有限，一定要尽快用 完。
弊端： •可能导致光刻胶流动，使图形精度减低 •通常会增加将来去胶的难度。
பைடு நூலகம்
（八）检验
显影检查是为了查找光刻胶中成形图形的缺陷。 继续进行刻蚀工艺或离子注入工艺前必须进行 检查以鉴别并除去有缺陷的晶圆。
（三）前烘 :
目的
蒸发掉胶中的有机溶剂成分，使晶圆表面 的胶固化。增加光刻胶 与衬底间的粘附性、光吸收以及抗腐蚀能力；缓和涂胶过程中胶 膜内产生的应力等。这个过程中胶中的溶剂基本被蒸发掉，因而 通常 情况下胶的厚度会变薄（大约减少25%） 方法
可在热板或烘箱中进行。每一种胶都有其特定的前烘温度和时间, 更厚的胶可能需要更长的时间。
（六）显影
显影就是用显影液溶解掉不需要的光刻胶，将掩膜版上的图形转移到光刻胶上。 不同的显影方式有不同的显影过程，通常显影过程为： 显影液喷洒，使显影液覆盖整个硅片表面 → 静置显影 → 冲水清洗 常见的显影问题有显影不足、不完全显影以及过显影三种。
（七）坚膜（硬烘烤）
坚膜就是通过加温烘烤使胶膜更牢固地黏附在晶圆表面，并可 以增加胶层 的抗刻蚀能力，坚膜并不是一道必需的工艺。 好处： 能够改善光刻胶的抗刻蚀、注入能力。改善光刻胶与晶圆表面的附性，有 利于后续湿法腐蚀工艺。改善光刻胶中存在的针孔。
涂胶的质量要求是： （1）膜厚符合设计的要求，同时膜厚要均匀，胶面上看 不到干涉花纹； （2）胶层内无点缺陷（如针孔等）； （3）涂层表面无尘埃和碎屑等颗粒。
光刻清洗工艺简介_图文
4、正胶显影液
化学品中文名称：四甲基氢氧化铵 化学品英文名称：
Tetramethylammonium hydroxide solution
成分/组成信息：纯品
有害物成分
浓度
光刻胶组成 （1）感光剂，感光剂是光刻胶的核心部分，曝光时间、光
源所发射光线的强度都根据感光剂的特性选择决定的； （2）增感剂，感光剂的感光速度都较慢，生产上效率太低，
因此向光刻胶中添加了提高感光速度的增感剂； （3）聚合树脂，聚合树脂用来将其它材料聚合在一起的粘
合剂，光刻胶的粘附性、胶膜厚度等都是树脂给的； （4）溶剂，感光剂和增感剂都是固态物质，为了方便均匀
•光刻机的三个主要性能指标: 分辨率：是可以曝光出来的最小特征尺寸。通常指能分辩的并能保持一定
尺寸容差的最小特征尺寸。 对准和套刻精度:是描述光刻机加工图形重复性能的一个指标，是层间套
刻精度的度量，主要取决于掩模版和硅片的支撑平台图形对准和移动 控制精度性能。 产率:指每小时可加工的硅片数，是判断光刻系统性能的一个重要的指标， 直接决定了集成电路芯片的制造成本。 （1）工作原理：在计算机的控制下，利用紫外光束对光刻胶进行曝光， 受紫外光束辐照后的光刻胶，其物理化学性质发生变化（可在一定的 溶剂中形成良溶或非良溶区域，从而在抗蚀剂上形成精细图形）的过 程。 （2）主要技术参数 光束均匀性、曝光时间、对准精度、分辨率、光束输出强度 （3）配套仪器：光强检测仪等
4、显影机
（1）工作原理：不同的显影方式（喷淋式、浸没式、水柱式）有 不同的显影过程，以喷涂式为例，它的显影过程为：显影液喷洒， 使显影液覆盖整个硅片表面 → 静置显影 → 冲水清洗
（2）主要技术参数 （喷涂显影）
显影温度、显影时间、显影液剂量、
光刻工艺简要流程介绍
光刻工艺简要流程介绍光刻工艺是集成电路制造过程中的一项重要工艺，其主要作用是将电路图案按照一定比例缩小并转移到硅片上，形成集成电路的图案。
下面是光刻工艺的简要流程介绍。
1.硅片准备：首先，需要对硅片进行一系列处理，包括清洗、去除表面氧化层、去除杂质等，以确保硅片的表面光洁度和纯净度。
2.上光胶：将光刻胶涂布在硅片表面。
光刻胶是一种特殊的光敏聚合物，对特定波长的光线敏感。
胶涂布可以通过旋涂法、喷涂法等方式进行，以确保胶涂布均匀。
3.等光干燥：将胶涂布的硅片放入特定设备中进行等光干燥。
等光干燥的目的是将胶涂布的光刻胶暴露于特定的光照条件下，以进行后续的曝光制程。
4.接触曝光：采用光刻机进行接触曝光，将预先准备好的掩膜与胶涂布的硅片接触，并通过曝光源投射光束。
光刻胶能够吸收光束并将光的图案转移到胶涂布的硅片上，形成所需的电路图案。
5.显影：经过曝光后，需要进行显影，以去除未受光束照射的光刻胶。
显影液的成分根据光刻胶的特性来确定，可以通过浸泡、喷淋等方式进行显影。
显影液能够溶解未暴露于光束的部分光刻胶，从而形成所需的电路图案。
6.退胶：为了保护已经形成的电路图案，需要对胶涂布的硅片进行退胶处理。
退胶过程中使用氧等氧化物气体，能够将胶层中的光刻胶蒸发掉，从而完全去除胶层。
7.清洗：清洗是整个光刻工艺中的一个重要环节，目的是去除残留的光刻胶、显影液等杂质，并确保表面的洁净度。
清洗方法包括浸泡、超声波清洗、喷淋等。
8.检测：对最终产生的图案进行检测，确保电路图案的质量和准确性。
检测方法包括显微镜观察、扫描电子显微镜观察等。
以上就是光刻工艺的简要流程介绍。
光刻工艺是集成电路制造中至关重要的一环，通过精确的光刻过程，可以将电路图案转移到硅片上，实现电路的制造。
随着半导体技术的不断发展，光刻工艺也在不断改变和创新，以满足更高性能和更小尺寸的集成电路的需求。
十大步骤详解芯片光刻的流程！
十大步骤详解芯片光刻的流程！在集成电路的制造过程中，有一个重要的环节——光刻，正因为有了它，我们才能在微小的芯片上实现功能。
现代刻划技术可以追溯到190年以前，1822年法国人Nicephore niepce在各种材料光照实验以后，开始试图复制一种刻蚀在油纸上的印痕（图案)，他将油纸放在一块玻璃片上，玻片上涂有溶解在植物油中的沥青。
经过2、3小时的日晒，透光部分的沥青明显变硬，而不透光部分沥青依然软并可被松香和植物油的混合液洗掉。
通过用强酸刻蚀玻璃板，Niepce在1827年制作了一个d’Amboise主教的雕板相的复制品。
Niepce的发明100多年后，即第二次世界大战期间才第一应用于制作印刷电路板，即在塑料板上制作铜线路。
到1961年光刻法被用于在Si上制作大量的微小晶体管，当时分辨率5um，如今除可见光光刻之外，更出现了X-ray和荷电粒子刻划等更高分辨率方法。
所谓光刻，根据维基百科的定义，这是半导体器件制造工艺中的一个重要步骤，该步骤利用曝光和显影在光刻胶层上刻画几何图形结构，然后通过刻蚀工艺将光掩模上的图形转移到所在衬底上。
这里所说的衬底不仅包含硅晶圆，还可以是其他金属层、介质层，例如玻璃、SOS中的蓝宝石。
光刻的基本原理是利用光致抗蚀剂（或称光刻胶）感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模板上的图形刻制到被加工表面上。
光刻原理意图光刻不是一个简单的过程，它要经历很多步骤：光刻的工序下面我们来详细介绍一下光刻的工序：1.清洗硅片（Wafer Clean）清洗硅片的目的是去除污染物去除颗粒、减少针孔和其它缺陷，提高光刻胶黏附性基本步骤：化学清洗——漂洗——烘干。
硅片经过不同工序加工后，其表面已受到严重沾污，一般讲硅片表面沾污大致可分在三类：A. 有机杂质沾污：可通过有机试剂的溶解作用，结合超声波清洗技术来去除。
B. 颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或超声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。
光刻工艺概述
Window
Exposed area of photoresist
photoresist Photoresist oxide Oxide silicon substrate Silicon substrate oxide Oxide silicon substrate substrate Silicon
亮场
暗场
20
第8章 光刻工艺概述
2014年11月5日2时34分
亮场掩模版和暗场掩模版
Clear Field Mask Dark Field Mask
Simulation of metal interconnect lines (positive resist lithography)
Simulation of contact holes (positive resist lithography)
8.2 基本光刻工艺流程
工艺步骤 刻蚀 目的 将晶圆顶层通过光刻 胶的开口去除 晶圆
光刻胶 氧化层
光刻胶去除
从晶圆上去除光刻 胶层
氧化层
晶圆
其次，把图形从光刻胶层转移到晶圆上。这一步是通过不同的刻蚀方法 把晶圆上没有被光刻胶保护的部分的薄膜层去掉。这时图形转移就彻底 完成了。如图所示。
17
第8章 光刻工艺概述
第8章 光刻工艺概述
2014年11月5日2时34分
8.1 光刻技术的发展
高灵敏度的光刻胶
光刻胶的灵敏度通常是指光刻胶的感光速度。 在集成电路工艺中，为了提高产品产量，希望 曝光速度越快越好。
12
第8章 光刻工艺概述
2014年11月5日2时34分
8.1 光刻技术的发展
低缺陷
一般集成电路的加工需要几十步甚至上百步工序，而在 其中光刻大概要占10~20次，每次光刻都要尽量避免缺 陷。
光刻清洗工艺介绍
O N2
H3C
H3C
H3C
O S O R
基本的树脂形态
感光剂（PAC）
•
责任、诚信、努力、创新
武汉华灿光电有限公司
光刻胶的分类
• • 正型光阻：光阻本身原來難溶於顯影液，但照光之後會解離成一種易溶於顯影液的结构。 负型光阻：光阻照光之後會產生聚合鍵結(Cross linking)，使照光光阻結構加強而不溶 於顯影液。
-Si-O-Si-键结，并使晶圆表面由亲水性（Si-OH)变成疏水性（Si-CH3)，含CH3的一 端（有机端）与光阻剂中C、H、O等分子团产生较强的作用力，进而促进光阻剂与 晶 圆表面的附着力。
•
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匀胶(PR Coating)
作用：为了在Wafer表面得到厚度均匀的光阻薄膜。光阻通过滴管被滴在高速旋转的
•
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曝光(Exposure)
• 通过光照射光阻，使涂布在Wafer表面的光阻感光，同时将光罩上的图形传递到Wafer上 的过程。
曝光机
•
曝光系统
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曝光光源(Explosure Source)
曝光主要工艺条件： 曝光量(mj/cm2) 、曝光强度(mW/cm2) 、曝光时间(sec) 曝光量(mj/cm2)＝曝光强度(mW/cm2)×曝光时间(sec)
TMAH (TetraMethylAmmoniumHydroxide 2.38w.t.%)
N+ OH H3C CH3 CH3
CH3
-
•
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光刻清洗工艺简介
涂胶的质量要求是： （1）膜厚符合设计的要求，同时膜厚要均匀，胶面上看 不到干涉花纹； （2）胶层内无点缺陷（如针孔等）； （3）涂层表面无尘埃和碎屑等颗粒。 膜厚的大小可由下式决定：
T KP2 / S 1/2
式中，T为膜厚；P为光刻胶中固体的百分比含量；S为涂 布机的转速；K为常数。
影响胶厚的因素有：
滴胶时常出现问题：
涂胶的典型过程为： 接片对中→稳定转速→滴胶→慢速匀胶→快速匀胶→硅片 底部清洗→硅片顶部去边→快速甩干 为什么要去边 去边分为两步，为底部去边和顶部去边。由于快速甩胶 时，整个涂胶腔体内弥漫着溶剂和光刻胶的微粒，一部分 光刻胶微粒会黏附在硅片的底部，在随后的工艺过程中会 对其它设备造成沾污，所以利用位于硅片底部的一个喷嘴， 对硅片底部进行清洗。在快速甩胶结束后，整个硅片上分 布的是均匀厚度的光刻胶，但在硅片表面的最外缘一圈， 由于气流的影响，胶层特别厚，因在随后的工艺（如腐蚀 或注入等）处理中，为了传输或固定，一些设备中的某些 机构会接触到硅片表面的边缘，摩擦会使边缘的胶脱落， 对设备造成颗粒沾污。
① 硅片的温度 ② 胶的温度 ③ 环境温度和湿度 ④ 排风量 ⑤ 涂胶程序（预匀的转速和时间，快速匀胶的速度， 加速度等） ⑥ 胶本身的黏度 ⑦ 胶量 前烘的温度、时间及方式
（三）前烘 :
目的 蒸发掉胶中的有机溶剂成分，使晶圆表面 的胶固化。增加光刻 胶与衬底间的粘附性、光吸收以及抗腐蚀能力；缓和涂胶过程中 胶膜内产生的应力等。这个过程中胶中的溶剂基本被蒸发掉，因 而通常 情况下胶的厚度会变薄（大约减少25%） 方法 可在热板或烘箱中进行。每一种胶都有其特定的前烘温度和时间, 更厚的胶可能需要更长的时间。
4、显影机
（1）工作原理：不同的显影方式（喷淋式、浸没式、水柱式）有 不同的显影过程，以喷涂式为例，它的显影过程为：显影液喷洒， 使显影液覆盖整个硅片表面 → 静臵显影 → 冲水清洗 （2）主要技术参数 （喷涂显影）
Wafer Process工艺制造流程
介绍：
19
可以淀积多种薄膜。
服务指南
淀积薄膜 类型
淀积材料
工作温度 腔体压力
工作方式
SiN、SiO2、 SiH4、NH3、N2、
SiON、PSG、 N2O、Ar 等
α-Si 等
250～350 度
650～ 2000mt
HF power/pulse、 LF power/pulse 等
3.1.7 键合工艺
一般的光刻流程包括前处理、匀胶、前烘、对准曝光、显影、后烘，
可以根据实际情况调整流程中的操作。目前提供单面接触式对准光
刻、双面接触式对准光刻服务。
处理材料：衬底材料直径 100mm，厚度 400－5000um。
（1）单面接触式对准光刻
11
服务指南
光刻胶类型 光刻胶厚度 最小线宽
Shipley 6112 0.5-2.0um
扩散炉
处理面数：双面
片数/批 : 最多 48 片
检 验：方块电阻偏差+/-5%,结深+/-5％
3.1.4 光刻
简 介：光刻工艺是微机械技术里用得最频繁，最关键得技术之一，
光刻工艺将掩膜图形转移到衬底表面的光刻胶图形上，根据曝光方式
可分为接触式、接近式和投影式，根据光刻面数的不同有单面对准光
刻和双面对准光刻，根据光刻胶类型不同，有薄胶光刻和厚胶光刻。
处理面数：双面
片数/批 : 25
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服务指南
腐蚀槽
（2）干法刻蚀
STS 硅深反应离子刻蚀
配方
选择比
腐蚀速率 腐蚀性质 设备
备注
硅：光刻胶（50：1） 0.5－ 标准
硅：氧化硅（150：1） 2um/min
物理细沟槽光刻胶清洗方法
物理细沟槽光刻胶清洗方法物理细沟槽（Physical Spacer, PS）是半导体制造中的一种硬掩模版，用于在光刻过程中定义器件的尺寸和形状。
PS通常由氧化硅或氮化硅等材料构成，并在后续的刻蚀步骤中充当刻蚀停止层。
在制造过程中，光刻胶经常被用于定义PS的图案，然后需要被清洗掉。
光刻胶清洗的方法很多，可以分为湿法清洗和干法清洗两大类。
以下是一些常见的光刻胶清洗方法：湿法清洗湿法清洗是利用化学溶液与光刻胶发生反应，从而将其溶解去除。
常用的化学溶液包括：1. 有机溶剂：如异丙醇（IPA）、醋酸乙酯（EA）、二甲苯（Xylene）等。
2. 碱性溶液：如氢氧化钾（KOH）、氢氧化钠（NaOH）、四甲基氢氧化铵（TMAH）等。
3. 酸性溶液：如盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）等。
4. 混合溶液：如水和IPA的混合液、水和EA的混合液等。
干法清洗干法清洗通常使用等离子体或其他干燥的清洗技术。
其中，RIE（Reactive Ion Etching）是一种常用的干法清洗技术，它使用反应性气体在高能射频或微波的激发下产生等离子体，等离子体中的离子与光刻胶反应，将其剥离。
物理细沟槽光刻胶清洗步骤对于物理细沟槽的光刻胶清洗，需要特别注意不要损害到PS本身。
以下是一个典型的清洗步骤：1. 预浸泡：首先在去离子水中浸泡，以软化光刻胶。
2. 涂抹清洗液：使用刷子或软布蘸取适量的清洗液，均匀涂抹在晶圆表面。
3. 浸泡清洗：将晶圆浸泡在装有清洗液的容器中，根据光刻胶的类型和厚度，选择合适的时间进行浸泡。
4. 超声波清洗：利用超声波震荡增加清洗液的渗透力，帮助清洗液进入光刻胶的微小缝隙中。
5. 冲洗：使用去离子水或其他适当的溶液冲洗晶圆，以去除残余的清洗液和松动的光刻胶颗粒。
6. 干燥：最后使用氮气吹扫或其他干燥方法将晶圆烘干。
在整个清洗过程中，要注意控制温度、pH值、清洗时间等参数，以避免对PS造成损伤。
另外，为了确保清洗效果，还需要定期检查和更换清洗液，确保其清洁能力。
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2、热烘板（Hot plate） （1）工作原理：电流通过热板，电热板将电流转化 成热量，由热板的阻值的大小来控制功率的高低， 由温控器控制开关来实现温度控制，这就是电热板 的基本原理 （2）主要技术指标 温控精度、温控范围、温度均匀性 、时间、排风 （3）配套仪器：温度检测仪等
3、光刻机 光刻技术的主体是光刻机（曝光机、对准机），它是将掩膜版上的图 形与前次工序中已刻在硅片上的图形对准后，再对硅片表面的光刻胶 进行曝光实现图形复制的过程。 •光刻机的三个主要性能指标: 分辨率：是可以曝光出来的最小特征尺寸。通常指能分辩的并能保持一定 尺寸容差的最小特征尺寸。 对准和套刻精度:是描述光刻机加工图形重复性能的一个指标，是层间套 刻精度的度量，主要取决于掩模版和硅片的支撑平台图形对准和移动 控制精度性能。 产率:指每小时可加工的硅片数，是判断光刻系统性能的一个重要的指标， 直接决定了集成电路芯片的制造成本。 （1）工作原理：在计算机的控制下，利用紫外光束对光刻胶进行曝光， 受紫外光束辐照后的光刻胶，其物理化学性质发生变化（可在一定的 溶剂中形成良溶或非良溶区域，从而在抗蚀剂上形成精细图形）的过 程。 （2）主要技术参数 光束均匀性、曝光时间、对准精度、分辨率、光束输出强度 （3）配套仪器：光强检测仪等
8、原子力显微镜（台阶仪）
（1）原理：将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有 一微小的针尖，针尖与样品表面轻轻接触，由于针尖尖端原子 与样品表面原子间存在极微弱的排斥力，通过在扫描时控制这 种力的恒定，带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子 间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。利用 光学检测法或隧道电流检测法，可测得微悬臂对应于扫描各点 的位臵变化，从而可以获得样品表面形貌的信息。 （2）功用： 原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的 固体材料表面结构的分析结构信息。仪器，研究物质的表面结 构及性质，以纳米级分辨率获得表面（测胶厚、台阶高度等） （3）主要技术参数 Discoverer扫描范围：1μm，7μm达原子分辨率 样品尺寸：15×15×15mm Explore扫描范围：2um，130μ，亚微米分辨率
滴胶时常出现问题：
涂胶的典型过程为： 接片对中→稳定转速→滴胶→慢速匀胶→快速匀胶→硅片 底部清洗→硅片顶部去边→快速甩干 为什么要去边 去边分为两步，为底部去边和顶部去边。由于快速甩胶 时，整个涂胶腔体内弥漫着溶剂和光刻胶的微粒，一部分 光刻胶微粒会黏附在硅片的底部，在随后的工艺过程中会 对其它设备造成沾污，所以利用位于硅片底部的一个喷嘴， 对硅片底部进行清洗。在快速甩胶结束后，整个硅片上分 布的是均匀厚度的光刻胶，但在硅片表面的最外缘一圈， 由于气流的影响，胶层特别厚，因在随后的工艺（如腐蚀 或注入等）处理中，为了传输或固定，一些设备中的某些 机构会接触到硅片表面的边缘，摩擦会使边缘的胶脱落， 对设备造成颗粒沾污。
4、显影机
（1）工作原理：不同的显影方式（喷淋式、浸没式、水柱式）有 不同的显影过程，以喷涂式为例，它的显影过程为：显影液喷洒， 使显影液覆盖整个硅片表面 → 静臵显影 → 冲水清洗 （2）主要技术参数 （喷涂显影）
显影温度、显影时间、显影液剂量、 清洗、排风、Wafer吸盘稳定性。
5、HMDS预处理系统 （1）原理： 通过对烘箱HMDS预处理过程的工作 温度、处理时间、处理时保持时间等参数可以在 硅片、基片表面均匀涂布一层HMDS，降低了 HMDS处理后的硅片接触角，降低了光刻胶的用 量，提高光刻胶与硅片的黏附性。 （2）主要技术参数 真空度、加热方式、温度、时间、流量等 （3）检测仪器：温硅
6、烘烤箱（电热恒温鼓风干燥箱） （1）原理：工作时空气由箱底进气孔流进，经 发热丝加热再经鼓风装臵流入工作室，再由箱 顶排气孔排出。 （2）主要性能指标 温度范围、温度波动度、温度均匀度 （3）检测仪器：温硅
7、甩干机 （1）原理:一般包含以下三个环节 低速旋转热水喷淋冲洗-高速度离心甩干 -氮气加热烘干 （2）主要技术参数 旋转速度 旋转时间 氮气流量 水流量 加热温度等
（二）.涂胶 目的：就是在晶园表面建立一厚度均匀的、并且没 有缺陷的光刻胶膜。 方法：静态旋转涂覆 动态喷洒涂覆
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。
动态涂胶： 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。
版上的一根或多根线，也可能是某种形状。
曝光：是要是通过汞弧灯或其他辐射源将掩模板上图形转移到光刻胶图层上 曝光工具: 接触式光刻机 接近式光刻机 步进重复式曝光系统 扫描式曝光系统
用尽可能短的时间使光刻胶充分感光，在显影后获得尽可能高的留膜率，近似垂直的光刻胶侧壁和 可控的线宽。
曝光质量 是影响光刻胶与wafer表面粘附性的重要因素之一。
2、光刻的质量
光刻的质量:用分辨率、光刻精度以及缺陷密度等来衡量。 影响光刻质量的主要因素是：光刻胶、光刻掩模板、曝光方式、曝光系统等。
3、基本流程
二、光刻工艺流程 （一）、表面处理
为什么要进行表面处理 由于晶圆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）
曝光量过度的正胶，由于，感光剂反应不充分，显
影时聚合物会发生膨胀，从而引起图形畸变，严重 时部分图形会被溶解；曝光量不足的正胶不能彻底 显影，会产生底膜，使待刻蚀的膜层刻蚀不净。而 负胶正好相反。
生产中影响曝光量的因素有：
光刻胶对光的吸收、光反射、临近效应。
（五）后烘（PEB）
在曝光时由于驻波效应的存在，光刻胶侧壁会有不平整的现象，曝光后进行 烘烤，可使感光与未感光边界处的高分子化合物重新分布，最后达到平衡， 基本可以消除驻波效应。它主要有如下作用： ①消除曝光中驻波效应的影响，提高工艺容宽。 ②进一步去除胶中的残留溶剂，提高胶对衬底的黏附性。
涂胶的质量要求是： （1）膜厚符合设计的要求，同时膜厚要均匀，胶面上看 不到干涉花纹； （2）胶层内无点缺陷（如针孔等）； （3）涂层表面无尘埃和碎屑等颗粒。 膜厚的大小可由下式决定：
T KP2 / S 1/2
式中，T为膜厚；P为光刻胶中固体的百分比含量；S为涂 布机的转速；K为常数。
影响胶厚的因素有：
弊端： •可能导致光刻胶流动，使图形精度减低 •通常会增加将来去胶的难度。
（八）检验 显影检查是为了查找光刻胶中成形图形的缺陷。 继续进行刻蚀工艺或离子注入工艺前必须进行 检查以鉴别并除去有缺陷的晶圆。
三、主要工艺设备介绍
1、匀胶机 （1）工作原理：利用高转速的电机带动载有晶圆片的真空卡盘（Chuck） 旋转。光刻胶(光阻)或树脂等液体被以一定量滴到晶圆片中央，马达加 速迅速上升至程式之设定速度，在马达加速期间，光刻胶液被迅速甩 向(离心力+表面张力）晶圆片边缘。马达继续旋转，以让刚刚涂布的 光刻胶均匀和干燥，之后马达停止。涂布工作完成。 厚度视不同胶液和基片间的粘滞系数而不同, 也和旋转速度及时间有关。 （2）主要性能参数速度 加速度、转速、时间、滴胶量、排风口径等 （3）配套仪器：转速检测仪等
（6）抗蚀性，化学稳定性一定要很高，能抵抗各种腐蚀。
2、光刻掩模板
掩膜版质量的优劣直接影响光刻图形的质量。 在IC制造中需要经过多次光刻，每次光刻都 需要一块掩膜版，每块掩膜版都会影响光刻 质量，光刻次数越多，成品率就越低。所以， 要有高的成品率，就必须制作出品质优良的 掩膜版，而且一套掩膜版中的各快掩膜版之 间要能够相互精确的套准。
（六）显影
显影就是用显影液溶解掉不需要的光刻胶，将掩膜版上的图形转移到光刻胶上。 不同的显影方式有不同的显影过程，通常显影过程为： 显影液喷洒，使显影液覆盖整个硅片表面 → 静臵显影 → 冲水清洗 常见的显影问题有显影不足、不硬烘烤）
坚膜就是通过加温烘烤使胶膜更牢固地黏附在晶圆表面，并可 以增加胶层 的抗刻蚀能力，坚膜并不是一道必需的工艺。 好处： 能够改善光刻胶的抗刻蚀、注入能力。改善光刻胶与晶圆表面的附性，有 利于后续湿法腐蚀工艺。改善光刻胶中存在的针孔。
（四）对准和曝光
对准：是掩膜版与光刻机之间的对准，二者均刻有对准标记，使标记对准即可达到掩 膜版与光刻机的对准。对准就是确定wafer上图形的位臵、方向和变形的过程，然后 利用这些数据与掩膜版建立正确的关系。对准必须快速、重复以及精确。对准的结果 用套准精度来衡量。套准容差说明了要形成的图形层与前图形层间的最大相对位移。 对准标记是wafer和掩膜版上用来确定它们的位臵和方向的可见图形，它可能是掩膜
四、其他
1、光刻胶 光刻胶（PR）也叫光致抗蚀剂，受到光照后其特性会发生改变。 可用来将掩膜版上的图形转移到基片上，也可作为后序工艺时 的保护膜。光刻胶有正胶和负胶之分，正胶经过曝光后，受到 光照的部分会变得容易溶解，经过显影处理之后被溶解，只留 下光未照射的部分形成图形；而负胶和正胶恰恰相反。
光刻胶组成 （1）感光剂，感光剂是光刻胶的核心部分，曝光时间、光 源所发射光线的强度都根据感光剂的特性选择决定的； （2）增感剂，感光剂的感光速度都较慢，生产上效率太低， 因此向光刻胶中添加了提高感光速度的增感剂；
大 纲
光刻工艺介绍
一、光刻概述 二、工艺流程 三、主要工艺设备介绍 四、其他
清洗工艺介绍
一、清洗概述 二、常用湿法清洗（腐蚀）方法 三、清洗机及超声清洗 四、等离子清洗机 五、常用化学品理化特性
光刻工艺介绍