光刻工艺参考文档
光刻工艺概述范文
光刻工艺概述范文光刻工艺是一种在微电子制造过程中使用的重要技术，它被用来制造集成电路、平板显示器、光学元件和微纳米结构等微系统设备。
光刻工艺可以实现高精度的图案转移，从而实现微电子器件的制造。
首先，光刻工艺的基础是光刻胶的使用。
光刻胶是一种特殊的液体材料，它可以在光照下发生化学反应，从而形成具有特定形状的图案。
光刻胶通常是由光敏剂、聚合物和溶剂组成的复合物。
在光刻过程中，光敏剂在光照下会发生光化学反应，而聚合物则起到保护胶膜的作用。
其次，光刻胶需要通过光刻机进行曝光。
光刻机是一种特殊的设备，它可以通过光源发射出特定波长的光，然后将光照射到光刻胶上。
光刻机通常采用紫外光或深紫外光作为光源，因为这些波长的光可以提供较高的分辨率和光刻胶的敏感性。
光照后，光刻胶中被光化学反应改变的区域会变得溶解性不同于未被照射的区域。
然后，曝光后的光刻胶需要进行显影。
显影是将光刻胶中未被光照的部分溶解掉，以显示出所需的图案。
显影过程常用的显影液是酸性的溶液，因为光刻胶通常是碱性的，酸性的显影液可以中和光刻胶中的碱性物质，从而加快显影的速度。
经过显影后，光刻胶上就会留下所需的图案。
最后，经过显影之后，就需要对光刻胶进行固化和清洗。
固化是通过加热或紫外光照射等方法使光刻胶变得硬化，以增加其耐用性和稳定性。
清洗是将显影后的光刻胶从器件表面去除。
清洗过程通常使用有机溶剂或酸碱溶液进行，以去除光刻胶的残留物。
除了上述基本步骤外，光刻工艺还有其他一些补充工艺，例如涂胶剥离、反蚀刻和多层光刻等。
涂胶剥离技术是在制造过程中用于去除曝光后的光刻胶的方法，可以使工艺更加容易进行。
反蚀刻是一种利用光化学反应来蚀刻材料的方法，可以形成多层结构。
多层光刻则是在多个层次上进行光刻，可以实现更加复杂的图案。
这些补充工艺可以根据不同需求进行选择和组合。
总的来说，光刻工艺是微电子制造中的一种重要技术，它通过使用光刻胶、光刻机和显影液等工具和材料，可以实现高精度的图案转移。
第七章光刻工艺A共29页文档
光源
光阑 快门 掩膜 光刻胶 硅片 一个简单的光刻曝光系统示意图
像纸上的感光材料 光刻胶 胶卷（底片） 掩膜版 曝光系统（印像机） 光刻机 暗室（小红灯） 光刻间（黄灯） 显影液 定影液
2、工序：
(1) 利用旋转涂敷法在硅片表面上制备一层光刻胶; (2) 将一束光通过掩膜版对光刻胶进行选择性曝光; (3) 对光刻胶显影从而将掩膜版上的图形转移到硅片上。
3、 图形转移技术：光刻与刻蚀
光刻工艺
■ � 概述 ■ � 掩膜版 ■ � 光刻机 ■ 光刻胶 ■ � 典型的光刻工艺流程
参考资料： 《微电子制造科学原理与工程技术》第7、8章 （电子讲稿中出现的图号是该书中的图号）
一、概述
（光刻、工序及说明）
1、光刻： 是指通过曝光和选择性化学腐蚀等工序将掩膜版上的
前面工艺的遗留问题
1、 氧化、扩散、离子注入、外延、CVD等一系列工艺都是 对整个硅园片进行处理，不涉及任何图形。
2、 在同一集成电路制造流程中,经历了一系列加工工艺后： a. 如何在一片硅片上定义、区分和制造出不同类型、 不同结构和尺寸的元件? b. 如何把这些数以亿计的元件集成在一起获得我们 所要求的电路功能? c. 如何在同一硅片上制造出具有不同功能的集成电路。
b. 制版工艺： 可分光学制版和电子束制版。 光学制版主要用于3 µm以上图形的制造。
4、掩模版的基本结构
(1) 掩膜材料：主要是铬、氧化铬或氧化铁等金属或金属氧化 物薄膜。
a. 作用：有选择的遮挡照射到硅片表面光刻胶膜上的光。 厚度几十～几百纳米。
b.要求：与玻璃粘附力强，针孔小，易加工成图形，机械 强度与化学稳定性好,分辨率高。
(第五章)光刻工艺
学习目标：
光刻基本概念 负性和正性光刻胶差别 光刻的8个基本步骤 光刻光学系统 光刻中对准和曝光的目的 光刻特征参数的定义及计算方法 五代光刻设备
5.1 引言
光刻是把掩膜版上的电路图形超精确地转移到涂 覆在硅片上的光刻胶膜上，为后续刻蚀或离子注 入提供掩蔽膜，以完成图形的最终转移的工艺过 程。
光刻是集成电路制造的关键工艺
一、光刻技术的特点
产生特征尺寸的关键工艺； 复印图像和化学作用相结合的综合性技术； 光刻与芯片的价格和性能密切相关，光刻成本占
整个芯片制造成本的1/3。
二、光刻三个基本条件
掩膜版 光刻胶 光刻机
掩膜版（Reticle或Mask）的材质有玻璃 版和石英版，亚微米技术都用石英版，是 因为石英版的透光性好、热膨胀系数低。 版上不透光的图形是金属铬膜。
7.颗粒少
旋转涂胶参数 光刻胶厚度∝1/(rpm)1/2
传统正性I线光刻胶
1. 树脂是悬浮于溶剂中的酚醛甲醛聚合物 2. 感光剂化合物作为强的溶解抑制剂（不溶解于显影液）被加到线性酚 醛树脂中 3. 在曝光过程中，感光剂（通常为DNQ）发生光化学分解产生羟酸 4. 羟酸提高光刻胶曝光区域的线性酚醛树脂的溶解度
光刻胶成分：
1. 树脂（是一种有机聚合物材料，提供光刻 胶的机械和化学特性） 2. 感光剂（光刻胶材料的光敏成分） 3. 溶剂（使光刻胶具有流动性） 4. 添加剂（控制光刻胶特殊方面的化学物质， 备选）
光刻工艺对光刻胶的要求：
1.分辨率高（区分硅片上两个相邻的最小特征尺 寸图形的能力强）
2.对比度好（指曝光区和非曝光区过渡的陡度）
工艺宽容度，工艺发生一定变化时，在规定范 围内仍能达到关键尺寸要求的能力。
光刻胶参数及光刻工艺
光刻胶参数及光刻工艺1、正性光刻胶RZJ-304●规格RZJ-304：25mpa·s，50mpa·s（粘稠度），配用显影液：RZX-3038●匀胶曲线注：粉色为50cp，蓝色为25cp●推荐工艺条件①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.0～3.5μm②前烘：热板100℃×90sec③曝光：50～75mj/cm2（计算方法:取能量60mj/cm2取光强400×102um/cm2，则60/40=1.5s）④显影：23℃，RZX-3038，1min，喷淋或浸渍⑤清洗：去离子水30sec⑤后烘：热板120℃×120sec●规格S1813，配用显影液为ZX-238●匀胶曲线●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考）①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.23um（1.1～1.9μm）②前烘：热板115℃×60sec③曝光：150mj/cm2④显影：21℃，ZX-238，65sec，喷淋或浸渍⑤清洗：去离子水30sec⑥后烘：热板125℃×120sec●规格AZ-5214，配用显影液AZ-300●匀胶表格（单位：微米）●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考）①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.47um（1.14～1.98μm）②前烘：热板100℃×90sec③曝光：240mj/cm2④后烘：115℃×120sec⑤泛曝光：>200mj/cm2⑥显影：21℃，AZ-300，60sec，喷淋或浸渍⑦清洗：去离子水30sec⑧坚膜：热板120℃×180sec注意：紧急救护措施（对于光刻胶）①吸入：转移至空气新鲜处，必要时进行人工呼吸或就医。
②皮肤接触：肥皂水清洗后自来水清洗。
③眼睛接触：流动清水清洗15分钟以上，必要时就医。
光刻工艺资料整理
光刻工艺资料整理光刻工艺资料整理上一篇/ 下一篇 2007-12-10 20:10:25 / 个人分类：光刻查看( 121 ) / 评论( 0 ) / 评分( 0 / 0 )光刻工艺资料整理概述：光刻技术是集成电路的关键技术之一，在整个产品制造中是重要的经济影响因子，光刻成本占据了整个制造成本的35％。
光刻也是决定集成电路按照摩尔定律发展的一个重要原因，如果没有光刻技术的进步，集成电路就不可能从微米进入深亚微米再进入纳米时代。
所以说光刻系统的先进程度也就决定了光刻工程的高低。
1.光刻工艺简介光刻是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺。
在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜，被除去的部分可能形状是薄膜内的孔或是残留的岛状部分。
光刻工艺也被称为大家熟知的Photomasking, masking, photolithography, 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。
这些部件是每次在一个掩膜层上生成的，并且结合生成薄膜及去除特定部分，通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留特征图形的部分。
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（parts）的关联正确。
光刻是所有四个基本工艺中最关键的。
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，只不过是在难以置信的微小尺寸下完成。
在制程中的污染物会造成缺陷。
事实上由于光刻在晶圆生产过程中要完成5层至20层或更多，所以污染问题将会放大。
光刻工艺过程包括有：涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶等。
课程内容：1 光刻前的准备工作1.1 准备要求1.2 准备方法1.2.1 光刻前待光刻片子置于干燥塔中1.2.2 氧化片出炉后可立即送光刻工序涂胶1.2.3 对氧化片可在涂胶前重吹段时间干氧（氧化温度）1.2.4 涂胶前片子置于80度烘箱中烘30分钟2 涂胶2.1 涂胶的要求2.2 涂胶的方法2.2.1 旋转涂胶法2.2.2 喷涂法2.2.3 浸涂法3 前烘3.1 前烘要求3.2 前烘的方法3.2.1 在80度烘箱中烘15分钟-20分钟3.2.2 在红外烘箱中烘3分钟-5分钟4 曝光4.1 曝光的要求4.2 曝光的方法5 显影5.1 显影的要求5.2 显影的方法6 坚膜6.1 坚膜的要求6.2 坚膜的方法6.2.1 置于恒温箱中，在180度烘30 分钟左右6.2.2 置于红外烘箱中烘10分钟左右7 腐蚀7.1 腐蚀的要求7.2 腐蚀的方法7.2.1 腐蚀二氧化硅的方法7.2.2 腐蚀铝电极的方法8 去胶8.1 去胶的要求8.2 去胶的方法课程重点：本节介绍了光刻工艺及对各光刻工艺步骤的要求。
光刻工艺流程
光刻工艺流程光刻工艺流程是制备微电子器件的关键步骤之一，它的主要目的是通过光照和化学腐蚀的方法在硅片表面形成所需的图形，从而制造出微小而精确的电子元件。
下面是一个典型的光刻工艺流程示例。
1. 硅片准备：在光刻工艺开始前，首先需要对硅片进行准备。
这包括清洗硅片表面，去除上面的杂质和残留物，并确保硅片表面光滑和干净。
2. 底部防反射涂层（BARC）涂覆：为了减少光的反射和增强图案的对比度，需要在硅片表面涂覆一层BARC。
这层涂层通常是一种光阻材料，可以有效地防止光的反射。
3. 光刻胶涂覆：在硅片表面涂覆一层光刻胶，光刻胶是一种特殊的聚合物材料，它可以在光照后发生化学反应，并形成所需的图案。
4. 预烘烤：为了去除光刻胶中的溶剂和使其固化，需要将硅片进行预烘烤。
这个步骤通常在约100摄氏度的温度下进行。
5. 光刻胶暴光：使用光刻机器将硅片表面的光刻胶进行曝光。
光刻机器通过照射光的特定波长和强度，实现对光刻胶的化学反应。
6. 显影：在曝光后，需要将硅片进行显影，即将未暴露到光的区域的光刻胶去除。
通常使用化学溶液来实现显影，溶剂的选择会根据光刻胶的化学性质进行调整。
7. 后烘烤：在显影后，需要将硅片进行后烘烤，以去除残存的光刻胶，并使得图案更加精确。
后烘烤的温度和时间根据光刻胶的要求进行调整。
8. 金属蒸镀：在完成光刻后，通常需要对硅片表面进行金属蒸镀。
金属蒸镀是将金属材料蒸发到硅片表面，以形成所需的电子元件。
9. 后处理：最后，需要对完成的硅片进行后处理。
这包括去除任何残留的脏污和残留物，清洗硅片表面，并对器件进行测试和检验。
以上是一个典型的光刻工艺流程示例。
实际的光刻工艺会因器件的具体要求和工艺的不同而有所不同。
然而，这个示例提供了一个基本的框架，描述了光刻工艺的一般步骤。
光刻工艺是制备微电子器件的关键步骤之一，对于微电子工业和科研领域都具有重要的意义。
光刻工艺介绍1
Defocus Effect
+1.0um +0.8um
+0.2um
-0.4um -0.6um
+0.6um
Best Focus
-0.8um
+0.4um
-0.2um
-1.0um
Focus-Exposure Matrix
焦点和曝光量在光阻线条上的效应
固定CD对焦点和曝光量的等高图
对应于可接受的外部极限的两条CD曲线-CD规格
显影基本流 程
DNS 显影系统图:
Post Exposure Bake Developer
HP/HP HP/CP HP/CP HP/HP
SDP
IND4
TR
IND3 IND2
SDP
IND1
Hard Bake
HP:HOT PLATE CP：COOLING PLATE IND：INDEXER SDP：SPIN DEVELPER TR：TRANSFER UNIT
DI Water
Develop
Hard bake
显检
(Inspect)
条宽
(Critical Dimension)
后工序
材料 设备
涂胶/显影概况
光刻胶 显影液 其他
SPR6812 IX925G-14CP XHRIC-11 SPR513 Durimide7510 MIR701-29CP MIR701-49CP AZ 6130 SPR660-1.0 AZ AQUATAR AR3-600 UV135 CD26: 5 MF503: 10 HRD-2: 7
驻波效应（Standing Wave）
驻波效应原理: • 由于入射光与反射光产生干
光刻技术的工艺流程
光刻技术的工艺流程
光刻技术，哇，那可真是个精细活！咱先说准备工作哈，就像做饭得先把食材准备好一样。
这光刻呢，得先把光刻胶涂得匀匀的，要不然，哼，后面准得出岔子！我记得我刚开始学的时候，那涂得叫一个乱七八糟，唉，被师傅好一顿骂！
说到这光刻胶，你知道不？不同的光刻胶那效果可差老远啦。
我有一次用错了胶，那做出来的东西简直没法看！
然后呢，就是曝光这一步。
这曝光就好比给照片打光，光不对，那图案就歪七扭八啦。
我跟你说，有一回我们厂来了个新设备，我琢磨了好久才搞明白咋用，嗯……那过程，别提多费劲啦！
对了，还有掩膜版，这可是关键的家伙事儿。
我听说啊，隔壁厂有个新手把掩膜版弄花了，结果整个批次都废了，哇，那损失可大了！
光刻完了还不算完，后面还有清洗、检测啥的。
这清洗的时候，那水冲的声音，“哗哗哗”的，就像下雨似的。
我这说着说着好像顺序有点乱啦，哈哈，你可别嫌我啰嗦。
反正光刻技术这工艺流程，每一步都得小心谨慎，一个不小心，前面的功夫就全白费啦！
我记得我刚入行的时候，觉得这也太难了，差点就打退堂鼓。
不过后来慢慢琢磨，也算是摸出点门道了。
你说要是当初我真放弃了，现在得多后悔呀！
不知道你听我这么说，是不是有点头大啦？哈哈，别担心，多练练，你也能行！要是你在操作过程中有啥问题，随时来问我，咱一起研究研究。
说不定你能发现一些新的窍门，比我还厉害呢！我这又扯远啦，咱接着说光刻……。
光刻胶制备工艺技术手册
光刻胶制备工艺技术手册
引言：
光刻胶是在微电子制造工艺中广泛应用的一种材料，它通常被用于半导体器件的制造过程中，用以形成电路图案。
光刻胶的制备工艺对于制造高精度、高质量的电子器件至关重要。
本手册将介绍光刻胶制备工艺的基本原理、步骤、注意事项以及常见问题的解决方法，旨在提供给从事微电子制造领域的技术人员一个参考。
第一章：光刻胶制备工艺的基本原理
1.1 光刻胶的作用及特性
1.2 光刻胶的组成和分类
1.3 光刻胶的工艺原理
第二章：光刻胶制备的步骤
2.1 原料准备
2.2 光刻胶的溶解和混合
2.3 光刻胶的过滤和除泡
2.4 光刻胶的存储和稳定性测试
第三章：光刻胶制备注意事项
3.1 温度和湿度的控制
3.2 原料质量的控制
3.3 混合工艺的控制
3.4 过滤和除泡的技术要点
3.5 存储条件和稳定性测试要求
第四章：常见问题解决方法
4.1 光刻胶制备过程中出现不良的原因分析
4.2 光刻胶制备过程中常见问题的解决方法
4.3 操作过程中的注意事项
结论：
光刻胶制备工艺对于微电子制造具有重要意义，其制备过程需要严格控制各个环节，以确保光刻胶的质量和稳定性。
通过本手册的介绍，希望能够为从事光刻胶制备工作的技术人员提供一份详尽。
光刻胶参数及光刻工艺
光刻胶参数及光刻工艺1、正性光刻胶RZJ-304●规格RZJ-304：25mpa·s，50mpa·s（粘稠度），配用显影液：RZX-3038●匀胶曲线注：粉色为50cp，蓝色为25cp●推荐工艺条件①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.0～3.5μm②前烘：热板100℃×90sec③曝光：50～75mj/cm2（计算方法:取能量60mj/cm2取光强400×102um/cm2，则60/40=1.5s）④显影：23℃，RZX-3038，1min，喷淋或浸渍⑤清洗：去离子水30sec⑤后烘：热板120℃×120sec●规格S1813，配用显影液为ZX-238●匀胶曲线●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考）①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.23um（1.1～1.9μm）②前烘：热板115℃×60sec③曝光：150mj/cm2④显影：21℃，ZX-238，65sec，喷淋或浸渍⑤清洗：去离子水30sec⑥后烘：热板125℃×120sec●规格AZ-5214，配用显影液AZ-300●匀胶表格（单位：微米）●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考）①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.47um（1.14～1.98μm）②前烘：热板100℃×90sec③曝光：240mj/cm2④后烘：115℃×120sec⑤泛曝光：>200mj/cm2⑥显影：21℃，AZ-300，60sec，喷淋或浸渍⑦清洗：去离子水30sec⑧坚膜：热板120℃×180sec注意：紧急救护措施（对于光刻胶）①吸入：转移至空气新鲜处，必要时进行人工呼吸或就医。
②皮肤接触：肥皂水清洗后自来水清洗。
③眼睛接触：流动清水清洗15分钟以上，必要时就医。
第5章光刻工艺
投影曝光机
STEPPER的对准曝光示意图
5.3 影响光刻质量的因素
5.3.1 硅片表面状况对光刻工艺的影响
硅片的表面状况对光刻工艺的影响有三个 方面：
表面清洁度
表面粘附性
表面平面度
5.3.2 硅片平面度对光刻工艺的影响
描述平面度的方法之一是用 “峰谷间 距（PV）”来表示，即：圆片表面上最高 点与最低点之间的高度差。为了保证分辨 率，曝光时必须要保证衬底上所有各点都 处于成像透镜的焦深范围之内。
前烘的方式有烘箱烘烤、红外线加 热和热板烘烤。
匀胶、前烘一体机
5.1.5 曝光
曝光就是把掩模版上的图形成像到硅片上
接触式光刻机掩模版
硅圆片
1:1曝光
投影（缩小）曝光
投影式光刻机掩模版
硅圆片
5.1.6 显影和坚膜
显影是把曝光后的硅片放在显影液里进行 处理。对于负胶，未曝光部分被溶解在显影液 里；对于正胶，曝光部分被溶解在显影液里。 要正确地控制曝光量和合适的显影条件（温度、 浓度、时间），既不能曝光、显影不足，也不 能曝光、显影过度。
真空接触
硬接触
软接触
20 μm 接近式 20 μm 接近式（胶中加了 增强对比度材料）
接触式曝光机
接近式曝光机
间隙 调整杆
接近式曝光机原理
掩膜版 硅片
正面图形对准
图形
掩膜版 硅片
背面图形对准
图形 有些工艺需要在没有对准记号的硅片背面 进行加工，这就需要利用正面图像上的对准记 号进行对准，对背面的光刻胶曝光。
涨性好； ● 去胶容易，不留残渣；
光刻胶的留膜率
光刻胶的留膜率是光刻胶的重要指标之一。 从理论上讲，正胶的未曝光部分（负胶则是曝 光部分）是不溶于显影液的（以下统称为“非 溶性胶膜”） ，实际上也被显影液溶解，只是 困难些。所以光刻胶的“留膜率”就是曝光显影 后非溶性胶膜厚度（如正胶的未曝光部分）与 曝光前胶膜厚度之比。要求光刻胶具有较高的 留膜率。
光刻工艺流程精简版
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1. 基底准备：清洁基底去除污染物。
涂覆光刻胶。
光刻工艺流程(参考模板)
光刻工艺流程Lithography Process摘要：光刻技术（lithography technology)是指集成电路制造中利用光学—化学反应原理和化学，物理刻蚀法，将电路图形传递到单晶表面或介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。
光刻是集成电路工艺中的关键性技术，其构想源自于印刷技术中的照相制版技术。
光刻技术的发展使得图形线宽不断缩小，集成度不断提高，从而使得器件不断缩小，性能也不断提利用高。
还有大面积的均匀曝光，提高了产量，质量，降低了成本。
我们所知的光刻工艺的流程为：涂胶→前烘→曝光→显影→坚膜→刻蚀→去胶。
Abstract:Lithography technology is the manufacture of integrated circuits using optical - chemical reaction principle and chemical, physical etching method, the circuit pattern is transferred to the single crystal surface or the dielectric layer to form an effective graphics window or function graphics technology.Lithography is the key technology in integrated circuit technology, the idea originated in printing technology in the photo lithographic process. Development of lithography technology makes graphics width shrinking, integration continues to improve, so that the devices continue to shrink, the performance is also rising.There are even a large area of exposure, improve the yield, quality and reduce costs. We know lithography process flow is: Photoresist Coating → Soft bake → exposure → development →hard bake → etching → Strip Photoresist.关键词：光刻，涂胶，前烘，曝光，显影，坚膜，刻蚀，去胶。
光刻工艺因子k1
光刻工艺是集成电路制造的关键步骤，其中涉及到的关键性能参数对于最终的芯片性能和质量有重要影响。
关于光刻工艺中的K值，我们可以给出以下参考信息：
首先，我们需要了解光刻工艺的基本原理。
在光刻工艺中，掩膜版被放置在涂有抗蚀膜的基板上，然后用特定波长的光线通过掩膜版对抗蚀膜进行曝光。
这个过程中，光线的折射和散射等效应会影响最终的曝光效果。
K值是在考虑光线通过掩膜版后的折射和散射等效应时引入的一个参数。
它是一个标量，用来描述光线的传播特性，可以影响光刻工艺中的线条宽度、对比度和最终的成像质量等关键性能指标。
K值的计算方法可能因不同的光刻机型号和不同的生产批次而略有不同。
至于K值的数值，我们通常无法直接测量，因为它取决于许多复杂的物理和化学过程。
但是，我们可以根据光刻工艺的性能指标来评估K值的影响。
一般来说，K值越大，光线的传播特性越强，最终成像的线条宽度和对比度就越接近设计值，成像质量也越高。
反之，K值越小，成像质量就越低。
总的来说，K值是光刻工艺中的一个重要参数，它对光线的传播特性有重要影响，进而影响最终的成像质量。
为了优化光刻工艺的性能，我们需要对K值进行准确的测量和调控。
不过请注意，由于涉及到具体的设备和工艺参数，所以以上内容仅供参考。
如需获取更准确详细的信息，建议咨询专业人士。
(第五章)光刻工艺
典型高压汞灯的发射光谱
Intensity (a.u)
Deep UV (<260)
I-line (365)
G-line (436)
H-line (405)
300
400
500
600
Wavelength (nm)
光刻光源
汞灯 准分子激光
氟激光
名称
G-line H-line
I-line XeF
XeCl
KrF (DUV) ArF F2
不完全显影 PR
Substrate 过显影
Litho process-Auto ADI
Array Misplacement on first layer Wrong Reticle (RV option)
Example Viper defect clips
p
Hot Plate Track Robot
5.2 光刻工艺步骤及原理
光刻工艺的八个基本步骤
一、气相成底膜 二、旋转涂胶 三、软烘 四、对准和曝光 五、曝光后烘培〔PEB 六、显影 七、坚膜烘培 八、显影检查
光刻工艺的八个基本步骤 涂胶
曝光
显影
检查
一、气相成底膜
工艺目的：增加光刻胶与硅片的粘附性. 工艺过程： 1. 在气相成底膜之前,硅片要进行化学清洗、甩
Wafer
PR
EBR
Drain
SSoollvveenntt
分滴
Chuck
PPRR ssuucckk bbaacckkExPnnohRozazzduzlilsesetpenser
Vacuum
WWaaffeerr
旋转铺开 旋转甩掉 溶剂挥发 去除边圈
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9.2.2 涂胶
在硅片表面涂敷的光刻胶应厚度均匀、附着 性强、没有缺陷。
在涂胶之前，硅片一般需要经过脱水烘焙， 或涂敷能增加光刻胶与硅片表面附着能力的 化合物。六甲基乙硅氮烷 (HMDS)
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涂胶工艺示意图
3000～6000 rpm，0.5~1 mm
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涂胶厚度主要由光刻胶粘度和转速决定 24
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对准曝光
曝光，曝光剂量等于光强与曝光时间的乘积。 曝光过度会导致图形侧墙倾斜；
入射光波长越短，可实现的特征尺寸越小， 图形分辨率越高，但能量越小；
涂胶步骤：
将光刻胶溶液喷射到硅片表面上； 加速旋转托盘； 达到所需的旋转速度后，保持一定时间的旋
转。 甩胶：？？
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9.2.3 前烘
液态光刻胶中，溶剂的成份占65-85％。经 过甩胶之后，虽然液态的光刻胶已经成为固 态的薄膜，但仍含有10-30％的溶剂，容易 玷污灰尘，通过在较高温度下进行烘焙，可 以使溶剂从光刻胶内挥发出来。
工的最小线条尺寸或机器能充分打印出的区域。
分辨率是决定光刻系统最重要的指标，能分辨的线宽 越小，分辨率越高。其由瑞利定律决定：
R
k1
NA
分辨率系数k1=0.6~0.8 数值孔径NA=0.16~0.8
提高分辨率：
NA，，k1
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使用光源缩小
光源
汞灯 汞灯 KrF(激光) ArF (激光) F2 (激光) 等离子体
9.1 概述 9.2 基本光刻工艺流程 9.3 光刻技术中的常见问题
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9.1 概述
光刻(photolithography)就是将掩模版（光刻版） 上的几何图形转移到覆盖在半导体衬底表面的 对光辐照敏感薄膜材料（光刻胶）上去的工艺 过程 。
光刻是微电子工艺中最重要的单项工艺之一。 用光刻图形来确定分立元器件和集成电路中的
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完整的集成电路工艺中通常需要多次光刻才 能完成。
光刻系统的主要指标包括： --分辨率、 --焦深、 --对比度、 --特征线宽控制、 --对准和套刻精度、 --产率以及价格。
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9.1.1 分辨率 R
分辨率是指一个光学系统精确区分目标的能力。 微图形加工的最小分辨率是指光刻系统所能分辨和加
波长(nm) 436 365 248 193 157 13.5
术语 g线 i线 DUV 193DUV VUV EUV
技术节点 >0.5mm 0.5/0.35mm 0.25/0.13mm 90/65…32nm CaF2 lenses Reflective mirrors
光源
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光刻分辨率
光刻分辨率是指光刻工艺得到的光刻胶图形能分辨线条的最小
线宽L，也可以用单位尺寸的线条数表示。光刻分辨率是决定
芯片最小特征尺寸的最主要因素。
LL
分辨率
R=1/2L (mm-1)；
直接用线宽L表示
存在物理极限，由衍射决定：
L≥λ/2, Rmax ≤1/λ
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9.1.3 焦深（DOF）
表示在一定的工艺条件下，能刻出最小线宽的像面 偏离理想焦面的范围。焦深远大，对光刻图形的制 作越有利。
半导体工艺基础
重庆邮电大学 微电子系
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光刻
光刻工艺、光刻技术、刻蚀 在半导体制造技术中，最为关键的是用于电
路图形生成和复制的光刻技术，光刻技术的 研究和开发，在每一代集成电路技术的更新 中扮演着技术先导的作用。 随着集成电路的不断提高，光刻技术也面临 着越来越多的难题。
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IC对光刻技术的要求
前烘方法：热平板传导；红外线辐射；干燥 循环热风。 10～30 min，80～110 C
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9.2.4 曝光
曝光是使光刻掩模版与涂上光刻胶的衬底对 准，用光源经过光刻掩模版照射衬底，使接 受到光照的光刻胶的光学特性发生变化。
曝光中要特别注意曝光光源的选择和对准。
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简单的光学系统曝光图
各个区域、如注入区、接触窗口和压焊区等。
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用光刻工艺确定的光刻胶图并不是最后器件的 构成部分，仅是图形的印模，为了制备出实际 器件的结构图形，还必须再一次把光刻胶图形 转移到光刻胶下面组成器件的材料层上。也就 是使用能够对非掩膜部分进行选择性去除的刻 蚀工艺来实现图形的转移。
光刻工艺的目标是根据电路设计的要求，生成 尺寸精确的特征图形，并且在衬底表面的位置 正确且与其他部件的关联正确。
高分辨率； 高灵敏度的光刻胶； 低缺陷；
精密的套刻精度：误差≤± 10%L；
可对大尺寸硅片进行光刻加工；
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第9章 光刻工艺
光刻（photolithography）就是将掩膜版（光刻版）上的几何图 形转移到覆盖在半导体衬底表面的对光辐照敏感的薄膜材料 （光刻胶）上去的工艺工程。
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第9章 光刻工艺
DO焦深
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焦平面
焦深 光刻胶
IC技术中，焦深只有1mm，甚至更小
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对比度（CON）
对比度：评价成像图形质量的重要指标。对比度 越高，光刻出来的微细图形越好。
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对比度
MTF Imax Imin Imax Imin
一般要求MTF>0.5 与尺寸有关
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9.2 基本光刻工艺流程
一般的光刻工艺要经历底膜处理、涂胶、前烘、曝 光、显影、坚膜、刻蚀、去胶、检验工序。
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9.2.1 底膜处理
底膜处理是光刻工艺的第一步，其主要目的 是对硅衬底表面进行处理，以增强衬底与光 刻胶之间的黏附性。
底膜处理包括以下过程： 1、清洗；2、烘干；3、增粘处理（涂底）。
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曝光光源的选择：紫外光用于光刻胶的曝光是因为光 刻胶与这个特定波长的光反应。波长很重要，因为较 短波长的可以获得光刻胶上较小尺寸的分辨率。
对准：是指光刻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光刻掩膜版与光 刻机的对准。
套准：对准的结果，或者每个连续图形与先前层匹配 的精度，称为套准。
对比度
尺寸控制的要求以高准度和高精度在完整硅片表面 产生器件特征尺寸。首先要在图形转移工具（光刻 掩膜版）上正确的再造出特征尺寸，然后再准确地 在硅片表面刻印出来。
由于光刻应用的特征尺寸非常小，且各层都须精确 匹配，所以需要配合紧密。图形套准精度是衡量被 刻印的图形能否匹配前面刻印图形的一种尺度。