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1、光刻原理培训,主讲：周 源,培训流程,光刻工艺的简介 光刻工艺的主要工艺过程 光刻胶 4、6寸曝光 光刻的意义,光刻工艺的简介,光刻：通过紫外线曝光的方式使均匀涂在硅片表面的感光胶层上复印出掩模版上的图形。,光刻工艺的简介,光刻工艺的简介,光刻工艺的简介,光刻工艺的简介,紫 外 线 曝 光 灯,光刻工艺的简介,曝光完成后，因为掩膜图形遮挡的原因，只有部分胶膜被紫外光充分照射，化学性质发生了改变（图中橘黄色所示位置被曝光）。,紫 外 线 曝 光 灯,光刻工艺的简介,曝光完成，接下来的工艺是显影，通过浸泡显影液，被曝光的正性光刻胶或未曝光的负性光刻胶会被溶除。从而实现将掩膜上的图形复印到胶层。,光
2、刻工艺的简介,至此，光刻工艺简介告一段落，经过显影后的QC检验后即可送往下步工序。 光刻的下步工序为：湿法腐蚀、干法刻蚀、离子注入,下图是以湿法腐蚀为例：,光刻工艺的简介,通过湿法腐蚀，主要用于去除掉没有光刻胶保护部分的氧化硅层或铝层。 利用光刻胶的抗蚀性和阻隔离子的能力，有选择的保护硅片表面的氧化层、氮化硅层、铝层等等，就是光刻工艺的意义。,光刻胶,光刻胶：是一种具有感光成像功能的混合物，其溶质为有用成分，具有抗蚀能力。使用时，用匀胶机均匀的涂在硅片的表面。胶层在经过紫外线照射时会发生化学性质的改变，经过显影后部分胶层被溶解，这样就承载了掩膜版上的图形。,光刻胶,根据光刻胶溶质感光性的差异，
3、将光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶，以下简称正胶和负胶。,正胶：本身是难溶于正胶显影液的物质。而被紫外线照射过的胶层会变为易溶，经正胶显影液显影后，会被溶解去除。,负胶：与正胶相反，本身就是易溶于负胶显影液的物质。而被紫外线照射后的胶层会变为难溶，能够抵抗负胶显影液的显影。未曝光的胶层会被溶解去除。,光刻胶,假设如下情景：,紫外线光源,掩膜（不透光）,匀过负胶的硅片,光刻胶,结果： 阴影部分未经曝光，显影后，为感光的负胶层被显影液溶除。因此阴影处不留胶。若起始匀的为正胶则刚好相反，阴影部分的胶层会留下。,此片经显影后，判断阴影部分是否有胶？若起始匀的为正胶结果如何？,光刻胶,匀胶工艺：,涂膜：
4、在匀胶前的片子表面涂一层增粘剂（HMDS），以增强胶层的粘附力。 匀胶：利用匀胶机匀出均匀胶层。需要注意匀胶的种类，以及选择不同的匀胶程序来得到不同厚度的胶层。 前烘：通过提高温度使光刻胶中的溶剂充分挥发，以增强胶层的粘附力。,4、6寸曝光,曝光的目的就是要在感光胶层上复印出掩膜图形，目前燕东4、6寸生产线在曝光方式上存在比较大的差异。,4寸：接触式一次曝光 掩膜板直接与光刻胶层接触。曝光出来的图形与掩膜板上的图形分辨率相当，设备简单。6寸：投影式多次步进曝光 在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集实现曝光。掩膜板的尺寸以所需图形的5倍制做。引用自：百度百科-光刻,4、6寸曝光,4寸：接触式一次曝光
5、,主要由人工对准，手动进行曝光。需要经过版的对准、上片、标记对准、曝光、下片几步。优点：设备简单、曝光快 缺点： 1、人工操作，人为因素的影响较大。 2、接触式曝光对掩膜版的磨损沾污很严重，既影响曝光质量，又导致版的寿命很短。,4、6寸曝光,4寸：接触式一次曝光,图中为4寸掩膜版,紫 外 线 曝 光 灯,上版,-上片,-对准和顶紧,-曝光,-下片,4、6寸曝光,4寸：接触式一次曝光,只对一次版即可连续地完成多片曝光,紫 外 线 曝 光 灯,对准和顶紧,-曝光,-下片,4寸掩膜版,4、6寸曝光,6寸：投影式多次步进曝光,紫 外 线 曝 光 灯,6寸掩膜版,上版,- 上片,- 步进曝光,4、6寸曝
6、光,6寸：投影式多次步进曝光,每个小方框都表示一个曝光场区，即一次曝光形成一个小方框。步进：机械控制每次移动固定距离，按照“S”形，多次曝光，遍布整个片子。,4、6寸曝光,6寸曝光机的套刻对准系统,6寸曝光机的激光对准系统保证每次光刻都以相同位置为基准。机械系统和电脑的控制大大提高了对准的精度。,x,y,y,x,光刻的意义,光刻是半导体芯片加工中的关键工序！,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，只不过是在微小尺寸下完成。在制程中缺陷会因为多次光刻而被会放大，大大降低成品率。,Thanks for watching！,
