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（工艺技术）CMOS集成电
链上。如果这两个对准过程不是精确匹配的，就会发生对准误差。为了避
免这些系统误差，要周期性做基线校准处理。
（2）超出和缩进的消除。在接触式、接近式和扫描投影光刻机中，超出和缩进通常是
由于圆片在一系列的工艺过程中由温度引起的物理尺寸的变化而造成的。步进机以全局对准
模式可以减轻这个问题，应用良好的逐个位置对准方法甚至可以完全消除它。此外，该类型
的误差也容易由于掩模温度的少量变化而产生。
（3）掩模材料的选择。石英由于具有较低的热膨胀系数（），常被选做制作掩模的材料。
为了避免一整块 8 英寸掩模产生大于微米的膨胀，需要掩模温度变化控制 ℃。当大
量光穿过掩模时，这个条件并不容易达到。亚微米步进机应用先进曝光系统控制掩模温度，
以尽量减小这个问题。此外对准记号的畸变也可能造成芯片旋转和对不准。
曝光的方法主要有光学曝光、离子束曝光、电子束曝光和 X 射线曝光等。
3 显影
显影是把潜在的光刻胶图形转变为最后的三维立体图像。这一过程中，最重要的参数是曝光与未曝光区域之间的溶解率比例(DR)。商用正胶有大于 1000 的 DR 比，在曝光区域溶解
速度为 3000nm/min，在未曝光区域仅为几 nm/min（暗腐蚀）。光刻胶的 DR 可在显影时用反
射率现场测量。
4 刻蚀与胶剥离
刻蚀包括湿法刻蚀和干法刻蚀，将在后面详细讨论。完成了上面所有的工艺过程后，最
后，除了高温稳定的光刻胶，例如光敏聚酰亚***，可以作为中间介质或缓冲涂覆而保留在器
件上，要把所有的光刻胶剥离。为避免对被处理表面的损伤，应采用低温下温和的化学方法。
随着所需的特征尺寸的继续减小，光学光刻变得越来越困难。但目前随着光学光刻的不
断改善和向更短波长的发展，预期，光学光刻可以具有分辨略小于微米特征尺寸的能力。
刻蚀
刻蚀工艺主要包括湿法刻蚀和干法刻蚀两种。
1 湿法刻蚀
湿法刻蚀是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术。它是一种纯化学刻蚀，具有优
良的选择性，它刻蚀完当前薄膜就会停止，而不会损坏下面一层其他材料的薄膜。在硅片表
面清洗及图形转换中，湿法刻蚀曾支配着集成电路工业一直到 70 年代中期，即一直到特征
尺寸开始接近膜厚时。因为所有的半导体湿法刻蚀都具有各向同性。无论是氧化层还是金属
层的刻蚀，横向刻蚀的宽度都接近于垂直刻蚀的深度。此外湿法刻蚀还受更换槽内腐蚀液而
必须停机的影响。
目前，湿法工艺一般被用于工艺流程前面的硅片准备阶段和清洗阶段。而在图形转换中，
干法刻蚀已占据主导地位。
2 干法刻蚀
干法刻蚀是以等离子体进行薄膜刻蚀的技术。它是硅片表面物理和化学两种过程平衡的
结果。在半导体刻蚀工艺中，存在着两个极端：离子铣是一种纯物理刻蚀，可以做到各向异
性刻蚀，但不能进行选择性刻蚀；而湿法刻蚀如前面所述则恰恰相反。人们对这两种极端过
程进行折衷，得到目前广泛应用的一些干法刻蚀技术，例如：反应离子刻蚀(RIE)和高密度
等离子体刻蚀(HDP)。这些工艺具有各向异性刻蚀和选择性刻蚀的特点。
3 剥离技术
图形转换过程的另一种工艺技术是剥离技术，这个工艺技术的优点在于可以处理离子轰
击难以刻蚀的材料，并且可以避免对衬底和薄膜的损伤。
剥离技术的工艺流程如图所示。首先涂厚光刻胶并形成所设计的图案，再使用蒸发
技术淀积一层金属薄膜，蒸发的一个特点是对高纵横比的图形覆盖性差。如果光刻胶显影后
得到一个凹的刨面，金属条便会断线。接下来硅片浸到能溶解光刻胶的溶液中，直接淀积在
硅片上的金属线将被保留，而淀积在光刻胶上的金属线将从硅片上脱离。
剥离技术的不足之处是，剥离掉的金属会影响到芯片的合格率。图剥离技术的工艺流程
掺杂、扩散
在制造所有的半导体器件时都必须采用掺杂工艺，通过掺杂可以在硅衬底上形成不同类型的
半导体区域，构成各种器件结构，比如 MOS 管的源、漏区的形成等。为了保证器件能按设计
要求正常工作，掺杂的区域的浓度与尺寸必须符合设计要求，而这些工作都是由掺杂工艺实
现的。在半导体制造中主要