光刻技术的发展与应用23页PPT
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光刻技术的发展与应用
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步骤6：显影
❖ 显影是在硅片表面光刻胶中产生图形的关键 步骤。光刻胶上的可溶解区域被化学显影剂 溶解，将可见的岛或者窗口图形留在硅片表 面。最通常的显影方法是旋转、喷雾、浸润 （见下图），然后显影，硅片用离子水（DI） 冲洗后甩干。
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光刻胶显影
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步骤7：坚膜烘焙
❖ 一旦光刻胶在硅片上形成图形，就要进行检查以确定光刻 胶图形的质量。这种检查系统对于高集成的关键层几乎都 是自动完成的，检查有两个目的：找出光刻胶有质量问题 的硅片，描述光刻胶工艺性能以满足规范要求。如果确定 胶有缺陷，通过去胶可以把它们除去，硅片也可以返工。
❖ 与任何制造工艺一样，光刻工艺的目标是无缺陷产品。然 而，不检查并在胶中留下缺陷将是灾难性的问题。显影后 检查可以发现错误并就地纠正，这是硅片制造过程中少有 的可以纠正的几步之一。一旦有缺陷的硅片被送到下一个 图形形成步骤（通常是刻蚀），就没有纠正错误的机会了。 如果一个硅片被错误刻蚀，它就有了致命的缺陷，被认为 是废品，对公司来说就没有进一步的价值了。这就是检查 数据对于描述和提高光刻胶工艺特性如此重要的原因。
光刻技术的发展与应用
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1
光刻技术的发展史
❖ 在微电子制造技术中，最为关键的是用于电 路图形生产和复制的光刻技术，光刻技术的 研究与开发，在每一代集成电路技术的更新 中都扮演着技术先导的角色。目前国际微电 子领域最引人关注的热点，就是即将到来的 光刻技术变革，这一变革将对整个微电子制 造技术的发展产生深远的影响。
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21
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12
旋ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ涂胶
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光刻过程图片解说优秀课件
光刻
1、基本描述和过程 2、光刻胶 3、光刻机 4、光刻工艺 5、新技术简介
光刻过程图片解说优秀课件
光刻基本介绍
在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻 胶上的过程
将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。 光刻在整个硅片加工成本中几乎占三分之一。 光刻占40%到50%的流片时间。 决定最小特征尺寸。
光刻过程图片解说优秀课件
光刻胶的成分
聚合物 溶剂 感光剂 添加剂
光刻过程图片解说优秀课件
聚合物
固体有机材料（胶膜的主体） 转移图形到硅片上 UV曝光后发生光化学反应，溶解性质发
生改变.
光刻过程图片解说优秀课件
溶剂
溶解聚合物 经过旋转涂布可得到薄光刻胶膜.
感光剂
控制和或改变光化学反应 决定曝光时间和强度
二甲苯(负胶溶剂和显影液):易 燃易爆
HMDS(前处理):易燃易爆 TMAH（正胶显影溶剂):有毒，
有腐蚀性
汞(Hg,UV lamp)蒸气 –高毒性;
氯(Cl2,受激准分子激光器) –有毒，有腐蚀性
氟(F2,受激准分子激光器) –有毒，有腐蚀性
机械安全 活动部件 热表面 高压灯 电安全 高压供电源 掉电 地面静电荷 标注清晰和锁紧 放射性安全 UV光可破坏化学键 有机分子有长化学键结构 更易因UV引起损伤 UV光通常用于消毒杀菌 如果直视UV光源会伤害眼睛 有时需要戴防UV护目镜
高温会加速化学反应引起过显影 光刻胶CD变小
光刻过程图片解说优秀课件
显影
显影液溶解部分光刻胶 正胶显影液通常使用弱碱性的溶剂 最常用的是四甲基氢铵 将掩膜上的图形转移到光刻胶上 三个基本步骤:显影－清洗－干燥
光刻过程图片解说优秀课件
光刻过程图片解说优秀课件
1、基本描述和过程 2、光刻胶 3、光刻机 4、光刻工艺 5、新技术简介
光刻过程图片解说优秀课件
光刻基本介绍
在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻 胶上的过程
将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。 光刻在整个硅片加工成本中几乎占三分之一。 光刻占40%到50%的流片时间。 决定最小特征尺寸。
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光刻胶的成分
聚合物 溶剂 感光剂 添加剂
光刻过程图片解说优秀课件
聚合物
固体有机材料（胶膜的主体） 转移图形到硅片上 UV曝光后发生光化学反应，溶解性质发
生改变.
光刻过程图片解说优秀课件
溶剂
溶解聚合物 经过旋转涂布可得到薄光刻胶膜.
感光剂
控制和或改变光化学反应 决定曝光时间和强度
二甲苯(负胶溶剂和显影液):易 燃易爆
HMDS(前处理):易燃易爆 TMAH（正胶显影溶剂):有毒，
有腐蚀性
汞(Hg,UV lamp)蒸气 –高毒性;
氯(Cl2,受激准分子激光器) –有毒，有腐蚀性
氟(F2,受激准分子激光器) –有毒，有腐蚀性
机械安全 活动部件 热表面 高压灯 电安全 高压供电源 掉电 地面静电荷 标注清晰和锁紧 放射性安全 UV光可破坏化学键 有机分子有长化学键结构 更易因UV引起损伤 UV光通常用于消毒杀菌 如果直视UV光源会伤害眼睛 有时需要戴防UV护目镜
高温会加速化学反应引起过显影 光刻胶CD变小
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显影
显影液溶解部分光刻胶 正胶显影液通常使用弱碱性的溶剂 最常用的是四甲基氢铵 将掩膜上的图形转移到光刻胶上 三个基本步骤:显影－清洗－干燥
光刻过程图片解说优秀课件
光刻过程图片解说优秀课件
光刻机简单介绍PPT(共 36张)
光学基础知识
• i线：波长=365nm • g线：波长=436nm • 波长越长频率越低
i＞g
光刻机整体构造
Uv lamp
ＨＥＰA filter
reticle
lens wafer
Wafer stage
送风机
Heater
压缩机 风
进风口
光学系构造
RA
C F R1 R2 M1
S I MF、SF B
光刻设备概述（二）
• 微细加工技术的核心，是微细光刻技术。 • 主要有光学曝光、电子束曝光、X射线曝光、
离子束曝光。 • 目前生产上大量采用的是光学曝光技术。 • Nikon光刻机：重复步进式光刻机（NSR）
N S R – 2 2 0 5 i 12 C
①
② ③④ ⑤ ⑥
① NSR為「Nikon Step and Repeat exposure systems」的略称。 ② 表示最大曝光範囲。
Hg LAMP E
M2 MC ML
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。
光刻机简单介绍
郑鸿光 2012.09.01
目录
1.发展史 2.光刻机概述 3.光刻机构造 4.相关技术
光刻机发展过程
1.接触式光刻机 2.接近式光刻机 3.投影式光刻机 4.扫描式光刻机 5.步进式光刻机 6.步进扫描式光刻机
微电子工艺——光刻技术.ppt
例：转速 5000 r/min，时间 30 sec，膜厚 1.0 m 。 4、前烘（软烘） 目的是去除光刻胶中的大部分溶剂和稳定胶的感光特性。
5、曝光
6、显影
将曝光后的硅片放到显影液中。对于负胶，显影液将溶解 掉未曝光区的胶膜；对于正胶，显影液将溶解曝光区的胶膜。 几乎所有的正胶都使用碱性显影液，如 KOH 水溶液。
oxide
基本工艺
• Step 5: 去除光刻胶:
– Step 5A: 去胶
• S胶iO时2、碳S被iN还、原多析晶出硅，等微非小金的属碳材粒料会一污般染采衬用底浓表硫面酸，去因胶而。必由须于在浓浓硫硫酸酸去 中 3:加1 入H2O2等强氧化剂，使碳被氧化为CO2溢出。浓硫酸与H2O2的比值为
• 酸性腐蚀液对铝、铬等金属具有较强的腐蚀作用，因此金属衬底的去 胶需要专门的有机去胶剂。通常这类去胶剂中加入了三氯乙烯作为涨 泡剂，因此去胶后要用三氯乙烯和甲醇进行中间清洗，由于去胶液和 三氯乙烯都是有毒物质，处理比较困难
涂胶设备
• 动态移动臂分配 （ Dynamic Moving Arm Dispense ）
涂胶设备
Resist Dispenser
– 光刻胶厚度的控制:
• 光刻胶黏度
• 旋涂速度
• 温度 • 湿度
Vacuum Chuck
• 废气流
Hollow Shaft
To House Vacuum
涂胶的问题
1985 年以前，几乎所有光刻机都采用 g 线 (436 nm) 光源， 当时的最小线宽为 1 m 以上。1985 年以后开始出现少量 i 线 (365 nm) 光刻机，相应的最小线宽为 0.5 m 左右。从 1990 年开 始出现 DUV 光刻机，相应的最小线宽为 0.25 m 左右。从1992 年起 i 线光刻机的数量开始超过 g 线光刻机。截止到 1998 年 ， g 线、i 线和 DUV 光刻机的销售台数比例约为 1：4：2。
《光学光刻》课件
曝光
通过光源照射，使光刻胶中的分子 发生化学反应，形成曝光图形。
光学光刻的工艺流程
01
显影
将曝光后的光刻胶进行显影，使曝 光图形得以显现。
腐蚀
将与光刻胶相接触的基片腐蚀掉， 形成电路或器件的结构。
03Βιβλιοθήκη 02坚膜烘焙增强光刻胶的附着力和耐腐蚀性。
去胶
将剩余的光刻胶去除，完成整个工 艺流程。
04
光学光刻的关键技术
挑战
随着制程线宽的不断缩小，光学光刻技术面临着衍射极限、光源波长限制等物理 极限的挑战；同时，高精度对准和转移技术也是亟待解决的问题。
机遇
随着新材料、新工艺和新技术的不断发展，光学光刻技术有望与其他先进技术相 结合，突破物理极限的限制，实现更小制程线宽的制造；同时，光学光刻技术在 柔性电子、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。
光学干涉光刻技术
利用光的干涉现象，实现高精度、大面积的制程 。
光学光刻技术的发展趋势
高分辨率
随着芯片制程的缩小，光学光刻技术需要更高的分辨率。
多功能化
满足不同材料、不同结构、不同制程需求，实现一机多用。
智能化
结合人工智能和机器学习技术，提高制程精度和效率。
光学光刻技术的未来展望
新材料和新技术的应用
微电子封装
在微电子封装领域，光学光刻技术用 于制造高精度、高可靠性的封装结构 ，确保微电子产品的稳定性和可靠性 。
微纳加工领域的应用案例
微纳结构制备
光学光刻技术能够实现微纳级别的结构制备，广泛应用于微纳传感器、微纳执 行器等器件的制造。
生物芯片制备
在生物芯片制备领域，光学光刻技术能够制造高精度、高密度的生物芯片，提 高生物检测和测序的效率。
通过光源照射，使光刻胶中的分子 发生化学反应，形成曝光图形。
光学光刻的工艺流程
01
显影
将曝光后的光刻胶进行显影，使曝 光图形得以显现。
腐蚀
将与光刻胶相接触的基片腐蚀掉， 形成电路或器件的结构。
03Βιβλιοθήκη 02坚膜烘焙增强光刻胶的附着力和耐腐蚀性。
去胶
将剩余的光刻胶去除，完成整个工 艺流程。
04
光学光刻的关键技术
挑战
随着制程线宽的不断缩小，光学光刻技术面临着衍射极限、光源波长限制等物理 极限的挑战；同时，高精度对准和转移技术也是亟待解决的问题。
机遇
随着新材料、新工艺和新技术的不断发展，光学光刻技术有望与其他先进技术相 结合，突破物理极限的限制，实现更小制程线宽的制造；同时，光学光刻技术在 柔性电子、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。
光学干涉光刻技术
利用光的干涉现象，实现高精度、大面积的制程 。
光学光刻技术的发展趋势
高分辨率
随着芯片制程的缩小，光学光刻技术需要更高的分辨率。
多功能化
满足不同材料、不同结构、不同制程需求，实现一机多用。
智能化
结合人工智能和机器学习技术，提高制程精度和效率。
光学光刻技术的未来展望
新材料和新技术的应用
微电子封装
在微电子封装领域，光学光刻技术用 于制造高精度、高可靠性的封装结构 ，确保微电子产品的稳定性和可靠性 。
微纳加工领域的应用案例
微纳结构制备
光学光刻技术能够实现微纳级别的结构制备，广泛应用于微纳传感器、微纳执 行器等器件的制造。
生物芯片制备
在生物芯片制备领域，光学光刻技术能够制造高精度、高密度的生物芯片，提 高生物检测和测序的效率。
接触式光刻机ppt课件
生物医学领域
生物芯片制备
接触式光刻机可用于制备各种生物芯片，如基因芯片、蛋白质芯片等，为生物 医学研究提供有力支持。
组织工程与再生医学
接触式光刻机在组织工程与再生医学领域也有广泛应用，如人工骨骼、人工皮 肤的制造等。
04
接触式光刻机的优缺点
分辨率高
由于接触式光刻机使用紧密接触的方 式，使得光刻胶与掩膜版之间几乎没 有间隙，因此可以获得较高的分辨率 。
微纳加工
接触式光刻机可用于加工各种微 纳结构，如微电子机械系统（ MEMS）、纳米电子器件等，广 泛应用于传感器、执行器等领域 。
纳米科技领域
纳米图案化
接触式光刻机能够实现纳米级别的图 案化，为纳米材料、纳米器件的制备 提供关键技术支持。
纳米测量与表征
接触式光刻机在纳米测量与表征领域 也有广泛应用，如原子力显微电材 料和器件，应用于太阳能电池、LED 等领域。
生物医疗
将接触式光刻机应用于生物医疗领域 ，如制造微流控芯片、生物传感器等 。
市场前景
市场需求
随着微电子、新能源、生物医疗等领域的快速发展，对接触式光 刻机的需求将不断增长。
竞争格局
国内外多家企业都在研发和生产接触式光刻机，市场竞争激烈，企 业需要不断提高产品性能和降低成本。
05
接触式光刻机的未来发展
技术创新
光源技术
研发更短波长的光源，以提高光 刻分辨率和降低制造成本。
镜头技术
研究新型镜头材料和制造工艺，以 提高光刻机的成像质量和稳定性。
精密控制系统
加强光刻机运动系统的精度控制， 提高光刻工艺的重复性和可靠性。
应用拓展
微纳制造
新能源
利用接触式光刻机制造更小尺寸的微 纳结构，应用于传感器、通信器件等 领域。
光刻技术的发展与应用23页PPT
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
Thank you
光刻技术的发展与应用
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
光刻技术的发展与应用
6
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露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
光刻技术的进展[PPT课件]
![光刻技术的进展[PPT课件]](https://img.taocdn.com/s3/m/504c4fdaf80f76c66137ee06eff9aef8941e4892.png)
1972 年， Spears 和 Smith 发表了第一篇有关 X 射线光刻的论文。
紫5n外m范光围固内化，纳M米o1压/B9印e9多技4层术年结构，在垂的直入IB射M时的和反射M率o达to到r6o8%la。公司合作开发 X 射线光刻技术。 ③图形缩小掩模1技9术9可9以年使掩，模制J作M难A度R下公降；司推出0.13μm标准 的 X射线光刻设备 S子C微A弱LP地EL小掩角模度版X散由R射低S，原2而子0C系0r/W0数，将的电薄配子膜备强（散厚点射度光到在大1源0角00生度~。1产5001μm00）mSiNmx和晶高圆原子，系进数的入Cr生/W产（厚线度的在25技0~5术00。μm）组成，SiNx薄膜将电 2(微20)接0高4触集年压成9月印的，光1朗刻倍讯2足是掩0贝由模60尔5W版0实n以h难验imte制后室及s作i联d，;e其合(s3由等)杜以与人邦光光下于掩学学膜1光光9，刻9光刻3L机i年n刻技c相o比ln术技实, 验生节术室产点的，效并率的迅与极要猛A低S求发。ML，展合作产，，生以将无第及掩二第膜刻代一蚀P代系X统PL特技X征L尺术寸技，缩术小其到很分50难n辨m满 MEUo/VSLi在主E要U由V光波源长率、范可缩围微垂以光直达学入系射到统反3、射5掩率n模可m光以。刻达胶到和65光. 刻机等部分组成。
谱线光源以及KrF、ArF等
准分子激光光源。目前光
学光刻技术的发展方向主
要表现为缩短曝光光源波
长、提高数值孔径和改进
曝光方式。
掩 膜 板
超微粒干版制备技 术
制
备 铬版制备技术
工
艺 氧化铁版制备技术
EUVL主要由光源、缩微光学系统、掩模光刻胶和光刻机等部分组成。
光源来源
同步辐射 激光等离子体
光学系统：采用反射式曝光方式 掩膜
紫5n外m范光围固内化，纳M米o1压/B9印e9多技4层术年结构，在垂的直入IB射M时的和反射M率o达to到r6o8%la。公司合作开发 X 射线光刻技术。 ③图形缩小掩模1技9术9可9以年使掩，模制J作M难A度R下公降；司推出0.13μm标准 的 X射线光刻设备 S子C微A弱LP地EL小掩角模度版X散由R射低S，原2而子0C系0r/W0数，将的电薄配子膜备强（散厚点射度光到在大1源0角00生度~。1产5001μm00）mSiNmx和晶高圆原子，系进数的入Cr生/W产（厚线度的在25技0~5术00。μm）组成，SiNx薄膜将电 2(微20)接0高4触集年压成9月印的，光1朗刻倍讯2足是掩0贝由模60尔5W版0实n以h难验imte制后室及s作i联d，;e其合(s3由等)杜以与人邦光光下于掩学学膜1光光9，刻9光刻3L机i年n刻技c相o比ln术技实, 验生节术室产点的，效并率的迅与极要猛A低S求发。ML，展合作产，，生以将无第及掩二第膜刻代一蚀P代系X统PL特技X征L尺术寸技，缩术小其到很分50难n辨m满 MEUo/VSLi在主E要U由V光波源长率、范可缩围微垂以光直达学入系射到统反3、射5掩率n模可m光以。刻达胶到和65光. 刻机等部分组成。
谱线光源以及KrF、ArF等
准分子激光光源。目前光
学光刻技术的发展方向主
要表现为缩短曝光光源波
长、提高数值孔径和改进
曝光方式。
掩 膜 板
超微粒干版制备技 术
制
备 铬版制备技术
工
艺 氧化铁版制备技术
EUVL主要由光源、缩微光学系统、掩模光刻胶和光刻机等部分组成。
光源来源
同步辐射 激光等离子体
光学系统：采用反射式曝光方式 掩膜