文档介绍：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***化镓片上做到 。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。这一步曝光的能量(Dose)和成像焦点偏移(Focus offset)) Post Exposure Bake(PEB)即后烘,这是非常重要的一步。在I-line 光刻机中,这一步的目的是消除光阻层侧壁的驻波效应,使侧壁平整竖直;而在 DUV 光刻机中这一步的目的则是起化学放大反应,DUV 设备曝光时,光刻胶不会完全反应,只是产生部分反应生成少量 H+离子,而在这一步烘烤中 H+离子起到类似催化剂的作用,使感光区光刻胶完全反应。这一步主要控制的也是温度与时间,而对于温度的均匀性要求也非常高,通常 DUV的光阻要求热板内温度偏差小于 ℃。6) Develop 即显影,就是把光刻胶光照后的可溶部分除去,留下想要的图形。光刻胶有正胶和负胶两种,正胶就是光照部分可溶于显影液,而负胶就是未光照部分可溶。一般来说正胶可以得到更高的分辨率,而负胶则更耐腐蚀。显影和清洗都在显影槽中完成,每一步的转速和时间都至为重要,对最后图形的均匀性和质量影响很大。有的光刻工艺在显影完成后还有一步 hard bake 即硬烘来除去光刻胶在显影槽中清洗而残留的水分。而有的工艺流程中,在光刻下一工序前会有一道坚膜来除去水分,hard bake 就可以不要了。,7) 显影完成后光刻工艺应该算基本完成,不过在将产品送到下一工序前我们还