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1、按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施第五章 光 刻按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施5.1 引引 言言n n光刻的概念光刻的概念 光刻是把掩膜版上的电路图形精确地转移到硅片光刻是把掩膜版上的电路图形精确地转移到硅片光刻是把掩膜版上的电路图形精确地转移到硅片光刻是把掩膜版上的电路图形精确地转移到硅片表面光刻胶膜上的过程。表面光刻胶膜上的过程。表面光刻胶膜上的过程。表面光刻胶膜上的过程。n n光刻是集成电路制造的光刻是集成电路制造的光刻是集成电路制造的光
2、刻是集成电路制造的关键工艺关键工艺关键工艺关键工艺按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施光刻胶光刻胶掩膜版掩膜版不透光图形（铬膜）不透光图形（铬膜）n n光刻示意图光刻示意图 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻是产生特征尺寸的工序光刻是产生特征尺寸的工序n n微芯片上的特征尺寸，是指微芯片上的特征尺寸，是指微芯片上的特征尺寸，是指微芯片上的特征尺寸，是指MOSMOS器件的沟道长度器件的沟道长度器件的沟道长度器件的沟道长度即多晶硅栅条的宽度；或
3、指双极器件引线孔的大即多晶硅栅条的宽度；或指双极器件引线孔的大即多晶硅栅条的宽度；或指双极器件引线孔的大即多晶硅栅条的宽度；或指双极器件引线孔的大小。小。小。小。n n现代集成电路技术都以特征尺寸命名如现代集成电路技术都以特征尺寸命名如现代集成电路技术都以特征尺寸命名如现代集成电路技术都以特征尺寸命名如 0.18m0.18m技技技技术、术、术、术、90nm90nm技术等。技术等。技术等。技术等。n n目前光刻的成本很高，已占整个芯片制造总成本目前光刻的成本很高，已占整个芯片制造总成本目前光刻的成本很高，已占整个芯片制造总成本目前光刻的成本很高，已占整个芯片制造总成本的的的的1/31/3。按照因
4、地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n现代现代IC对光刻的要求越来越高对光刻的要求越来越高 ICIC的性能的性能的性能的性能 ICIC特征尺寸特征尺寸特征尺寸特征尺寸 （即光刻线宽（即光刻线宽（即光刻线宽（即光刻线宽 ） 对光刻的要求对光刻的要求对光刻的要求对光刻的要求 现代光刻技术已发展到纳米时代（如现代光刻技术已发展到纳米时代（如现代光刻技术已发展到纳米时代（如现代光刻技术已发展到纳米时代（如22nm22nm技术）技术）技术）技术）ICIC集成度集成度集成度集成度 器件尺寸器件尺寸器件尺寸器件尺寸 按照因地制宜的原则，结
5、合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n掩膜版（掩膜版（Reticle或或Mask）掩膜版的材质有玻璃和石英之分，亚微米及以下掩膜版的材质有玻璃和石英之分，亚微米及以下掩膜版的材质有玻璃和石英之分，亚微米及以下掩膜版的材质有玻璃和石英之分，亚微米及以下技术都用石英版，石英版的透光性好、热膨胀系技术都用石英版，石英版的透光性好、热膨胀系技术都用石英版，石英版的透光性好、热膨胀系技术都用石英版，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。数低。版上不透光的图形是金属铬膜。数低。版上不透光的图形是金属铬膜。数低。版上不透光的图形是金
6、属铬膜。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n掩膜版的制造掩膜版的制造用设计软件例如用设计软件例如用设计软件例如用设计软件例如CadenceCadence生成生成生成生成版图文件版图文件版图文件版图文件（ .gds.gds）。）。）。）。制版机根据版图文件用制版机根据版图文件用制版机根据版图文件用制版机根据版图文件用激光激光激光激光或者或者或者或者电子束电子束电子束电子束将图形写将图形写将图形写将图形写到掩膜版上
7、，小尺寸图形需要用电子束，花费也到掩膜版上，小尺寸图形需要用电子束，花费也到掩膜版上，小尺寸图形需要用电子束，花费也到掩膜版上，小尺寸图形需要用电子束，花费也相对更高。相对更高。相对更高。相对更高。制版时需说明为制版时需说明为制版时需说明为制版时需说明为亮版亮版亮版亮版还是还是还是还是暗版暗版暗版暗版。版图文件亮版暗版按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施5.2 光刻工艺原理光刻工艺原理n n光刻工艺的光刻工艺的8个基本步骤个基本步骤1. 气相成底膜气相成底膜 2. 旋转涂胶旋转涂胶3. 软烘软烘 4. 对准和曝光对准和曝光
8、5. 曝光后烘培（曝光后烘培（PEB） 6. 显影显影7. 坚膜烘培坚膜烘培 8. 显影检查显影检查按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻工艺的光刻工艺的8个基本步骤个基本步骤按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施1. 气相成底膜（气相成底膜（HMDS priming)n n工艺目的：工艺目的：工艺目的：工艺目的：增加光刻胶（共价键）与硅片表面层的粘附性，在增加光刻胶（共价键）与硅片表面层的粘附性，在增加光刻胶（共价键）与硅片表面层的粘附性，在增
9、加光刻胶（共价键）与硅片表面层的粘附性，在表面为二氧化硅等（离子键、亲水）时尤其重要。表面为二氧化硅等（离子键、亲水）时尤其重要。表面为二氧化硅等（离子键、亲水）时尤其重要。表面为二氧化硅等（离子键、亲水）时尤其重要。n n工艺步骤：工艺步骤：工艺步骤：工艺步骤：1 1、硅片清洗：污染物会导致光刻胶起层和针孔、硅片清洗：污染物会导致光刻胶起层和针孔、硅片清洗：污染物会导致光刻胶起层和针孔、硅片清洗：污染物会导致光刻胶起层和针孔 2 2、脱水烘焙：光刻胶与水分子的粘附性差、脱水烘焙：光刻胶与水分子的粘附性差、脱水烘焙：光刻胶与水分子的粘附性差、脱水烘焙：光刻胶与水分子的粘附性差3 3、HMDSH
10、MDS成底膜：防止硅片吸潮、增强光刻胶粘附成底膜：防止硅片吸潮、增强光刻胶粘附成底膜：防止硅片吸潮、增强光刻胶粘附成底膜：防止硅片吸潮、增强光刻胶粘附按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n气相气相HMDS成底模技术成底模技术最常用的最常用的最常用的最常用的HMDSHMDS成底模技术成底模技术成底模技术成底模技术原理原理原理原理：HMDSHMDS是液态具有很高的蒸汽压，使是液态具有很高的蒸汽压，使是液态具有很高的蒸汽压，使是液态具有很高的蒸汽压，使HMDSHMDS 气流通过加热的硅片表面即可形成底膜。气流通过加热的硅片表
11、面即可形成底膜。气流通过加热的硅片表面即可形成底膜。气流通过加热的硅片表面即可形成底膜。优点优点优点优点：HMDSHMDS消耗量小消耗量小消耗量小消耗量小 工艺时间短工艺时间短工艺时间短工艺时间短 沾污风险小沾污风险小沾污风险小沾污风险小按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n气相成底模工艺方法：气相成底模工艺方法：气相成底模工艺方法：气相成底模工艺方法：硅片放在成底膜真空腔中的热板上，热板温度控硅片放在成底膜真空腔中的热板上，热板温度控硅片放在成底膜真空腔中的热板上，热板温度控硅片放在成底膜真空腔中的热板上，热板温度控
12、制在制在制在制在200 200 250250，用，用，用，用NN2 2携带六甲基二硅胺烷携带六甲基二硅胺烷携带六甲基二硅胺烷携带六甲基二硅胺烷（HMDSHMDS）进入真空腔，处理时间）进入真空腔，处理时间）进入真空腔，处理时间）进入真空腔，处理时间6060秒。这样在秒。这样在秒。这样在秒。这样在硅片上形成了底膜。硅片上形成了底膜。硅片上形成了底膜。硅片上形成了底膜。 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n自动涂胶自动涂胶/显影系统气相成底膜模块显影系统气相成底膜模块按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定
13、出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施2. 旋转涂胶（旋转涂胶（Spin Coating）n n光刻胶光刻胶光刻胶光刻胶是一种有机化合物，它受紫外线曝光后在显是一种有机化合物，它受紫外线曝光后在显是一种有机化合物，它受紫外线曝光后在显是一种有机化合物，它受紫外线曝光后在显影液中的溶解度发生显著变化。影液中的溶解度发生显著变化。影液中的溶解度发生显著变化。影液中的溶解度发生显著变化。n n光刻胶的目的光刻胶的目的光刻胶的目的光刻胶的目的 1. 1. 做硅片上的图形模版（从掩膜版转移到硅片上的图做硅片上的图形模版（从掩膜版转移到硅片上的图做硅片上的图形模版（从掩膜版转移到硅片上的图
14、做硅片上的图形模版（从掩膜版转移到硅片上的图 形）形）形）形） 2. 2. 在后续工艺中，保护下面的材料（例如刻蚀或离子在后续工艺中，保护下面的材料（例如刻蚀或离子在后续工艺中，保护下面的材料（例如刻蚀或离子在后续工艺中，保护下面的材料（例如刻蚀或离子 注入）注入）注入）注入）按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻对光刻胶的要求：光刻对光刻胶的要求：光刻对光刻胶的要求：光刻对光刻胶的要求：1. 1. 分辨率高分辨率高分辨率高分辨率高（区分硅片上两个相邻特征尺寸图形的（区分硅片上两个相邻特征尺寸图形的（区分硅片上两个
15、相邻特征尺寸图形的（区分硅片上两个相邻特征尺寸图形的能力强）能力强）能力强）能力强）2. 2. 对比度好对比度好对比度好对比度好（指曝光区和非曝光区过渡的陡度）（指曝光区和非曝光区过渡的陡度）（指曝光区和非曝光区过渡的陡度）（指曝光区和非曝光区过渡的陡度） （a）对比度差）对比度差 （b）对比度好）对比度好按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施3. 3. 敏感度好敏感度好敏感度好敏感度好（是指硅片表面光刻胶中产生良好图形（是指硅片表面光刻胶中产生良好图形（是指硅片表面光刻胶中产生良好图形（是指硅片表面光刻胶中产生良好图形所需
16、要的一定波长光的最小能量值，以所需要的一定波长光的最小能量值，以所需要的一定波长光的最小能量值，以所需要的一定波长光的最小能量值，以mJ/cmmJ/cm2 2为为为为单位）单位）单位）单位）4. 4. 粘滞性好粘滞性好粘滞性好粘滞性好（表征液体光刻胶流动性的一个指标，（表征液体光刻胶流动性的一个指标，（表征液体光刻胶流动性的一个指标，（表征液体光刻胶流动性的一个指标，即粘度，单位用即粘度，单位用即粘度，单位用即粘度，单位用cpscps表示）表示）表示）表示）5. 5. 粘附性好粘附性好粘附性好粘附性好（指光刻胶与衬底表面的粘附性好）（指光刻胶与衬底表面的粘附性好）（指光刻胶与衬底表面的粘附性好
17、）（指光刻胶与衬底表面的粘附性好）6. 6. 抗蚀性好抗蚀性好抗蚀性好抗蚀性好（在后续刻蚀工艺中，光刻胶很好地保（在后续刻蚀工艺中，光刻胶很好地保（在后续刻蚀工艺中，光刻胶很好地保（在后续刻蚀工艺中，光刻胶很好地保护衬底表面，胶的这种性质称为抗蚀性）护衬底表面，胶的这种性质称为抗蚀性）护衬底表面，胶的这种性质称为抗蚀性）护衬底表面，胶的这种性质称为抗蚀性）7. 7. 颗粒少颗粒少颗粒少颗粒少按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻胶的成分：光刻胶的成分：光刻胶的成分：光刻胶的成分：1. 1. 树脂（是一种有机聚合物材
18、料，提供光刻胶的机械树脂（是一种有机聚合物材料，提供光刻胶的机械树脂（是一种有机聚合物材料，提供光刻胶的机械树脂（是一种有机聚合物材料，提供光刻胶的机械和化学特性）和化学特性）和化学特性）和化学特性）2. 2. 感光剂（光刻胶材料的光敏成分）感光剂（光刻胶材料的光敏成分）感光剂（光刻胶材料的光敏成分）感光剂（光刻胶材料的光敏成分）3. 3. 溶剂（使光刻胶具有流动性）溶剂（使光刻胶具有流动性）溶剂（使光刻胶具有流动性）溶剂（使光刻胶具有流动性）4. 4. 添加剂（控制光刻胶特殊方面的化学物质，备选）添加剂（控制光刻胶特殊方面的化学物质，备选）添加剂（控制光刻胶特殊方面的化学物质，备选）添加剂（
19、控制光刻胶特殊方面的化学物质，备选）按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n正胶和负胶正胶和负胶正胶和负胶正胶和负胶正胶：曝光的部分易溶解，占主导地位正胶：曝光的部分易溶解，占主导地位正胶：曝光的部分易溶解，占主导地位正胶：曝光的部分易溶解，占主导地位负胶：曝光的部分不易溶解负胶：曝光的部分不易溶解负胶：曝光的部分不易溶解负胶：曝光的部分不易溶解负胶的粘附性和抗刻蚀性能好，但负胶的粘附性和抗刻蚀性能好，但负胶的粘附性和抗刻蚀性能好，但负胶的粘附性和抗刻蚀性能好，但分辨率低分辨率低分辨率低分辨率低 光刻胶光刻胶正胶正胶负胶
20、负胶按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻胶的种类：光刻胶的种类：光刻胶的种类：光刻胶的种类： 根据光刻的要求，光刻胶制成与特定波长的紫外根据光刻的要求，光刻胶制成与特定波长的紫外根据光刻的要求，光刻胶制成与特定波长的紫外根据光刻的要求，光刻胶制成与特定波长的紫外线有显著的光化学响应，一般按照紫外线把胶分线有显著的光化学响应，一般按照紫外线把胶分线有显著的光化学响应，一般按照紫外线把胶分线有显著的光化学响应，一般按照紫外线把胶分类：类：类：类：i i线光刻胶、线光刻胶、线光刻胶、线光刻胶、g g线光刻胶、线光刻胶、
21、线光刻胶、线光刻胶、DUVDUV线光刻胶等。线光刻胶等。线光刻胶等。线光刻胶等。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n传统的正性传统的正性传统的正性传统的正性I I线光刻胶溶解于显影液的机理线光刻胶溶解于显影液的机理线光刻胶溶解于显影液的机理线光刻胶溶解于显影液的机理1. 1. 树脂是悬浮于溶剂中的酚醛甲醛聚合物（树脂是悬浮于溶剂中的酚醛甲醛聚合物（树脂是悬浮于溶剂中的酚醛甲醛聚合物（树脂是悬浮于溶剂中的酚醛甲醛聚合物（ 线性酚线性酚线性酚线性酚醛树脂）醛树脂）醛树脂）醛树脂）2. 2. 感光剂化合物作为强的溶解抑制剂
22、（不溶解于显感光剂化合物作为强的溶解抑制剂（不溶解于显感光剂化合物作为强的溶解抑制剂（不溶解于显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影液）被加到线性酚醛树脂中影液）被加到线性酚醛树脂中影液）被加到线性酚醛树脂中3. 3. 在曝光过程中，感光剂（通常为在曝光过程中，感光剂（通常为在曝光过程中，感光剂（通常为在曝光过程中，感光剂（通常为DNQDNQ）发生光化）发生光化）发生光化）发生光化学分解产生羧酸学分解产生羧酸学分解产生羧酸学分解产生羧酸4. 4. 羧酸提高光刻胶曝光区域的线性酚醛树脂的溶解羧酸提高光刻胶曝光区域的线性酚醛树脂的溶解羧酸提高光刻胶曝光区域的线性酚
23、醛树脂的溶解羧酸提高光刻胶曝光区域的线性酚醛树脂的溶解度度度度按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n化学放大（化学放大（化学放大（化学放大（CACA）深紫外光刻胶）深紫外光刻胶）深紫外光刻胶）深紫外光刻胶n n常规的常规的常规的常规的I I线光刻胶体系的光吸收敏感性对于更短的线光刻胶体系的光吸收敏感性对于更短的线光刻胶体系的光吸收敏感性对于更短的线光刻胶体系的光吸收敏感性对于更短的DUVDUV波长较差。波长较差。波长较差。波长较差。n n化学放大（化学放大（化学放大（化学放大（CACA）的原理是采用光吸收敏感性更高的的
24、原理是采用光吸收敏感性更高的的原理是采用光吸收敏感性更高的的原理是采用光吸收敏感性更高的感光剂和专门的溶解抑制剂。感光剂和专门的溶解抑制剂。感光剂和专门的溶解抑制剂。感光剂和专门的溶解抑制剂。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n化学放大化学放大化学放大化学放大DUVDUV光刻胶溶解于显影液的机理光刻胶溶解于显影液的机理光刻胶溶解于显影液的机理光刻胶溶解于显影液的机理1. 1. 具有保护团的酚醛树脂使之不溶于显影液具有保护团的酚醛树脂使之不溶于显影液具有保护团的酚醛树脂使之不溶于显影液具有保护团的酚醛树脂使之不溶于显影
25、液2. 2. 光酸产生剂在曝光时产生酸光酸产生剂在曝光时产生酸光酸产生剂在曝光时产生酸光酸产生剂在曝光时产生酸3. 3. 曝光区域产生的酸作为催化剂，在曝光后热烘过曝光区域产生的酸作为催化剂，在曝光后热烘过曝光区域产生的酸作为催化剂，在曝光后热烘过曝光区域产生的酸作为催化剂，在曝光后热烘过程中移除树脂保护团程中移除树脂保护团程中移除树脂保护团程中移除树脂保护团4. 4. 不含保护团的光刻胶曝光区域溶解于以水为主要不含保护团的光刻胶曝光区域溶解于以水为主要不含保护团的光刻胶曝光区域溶解于以水为主要不含保护团的光刻胶曝光区域溶解于以水为主要成分的显影液成分的显影液成分的显影液成分的显影液按照因地制
26、宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n涂胶工艺涂胶工艺涂胶工艺涂胶工艺n n工艺目的：工艺目的：工艺目的：工艺目的：在硅片上沉积一层均匀的光刻胶薄膜。在硅片上沉积一层均匀的光刻胶薄膜。在硅片上沉积一层均匀的光刻胶薄膜。在硅片上沉积一层均匀的光刻胶薄膜。n n工艺方法：工艺方法：工艺方法：工艺方法： 1. 1. 滴胶滴胶滴胶滴胶 2. 2. 匀胶匀胶匀胶匀胶 ：转速：转速：转速：转速500rpm500rpm700rpm700rpm 3. 3. 旋转：转速旋转：转速旋转：转速旋转：转速 3000rpm-5000rpm3000rpm-
27、5000rpmn n工艺要求：工艺要求：工艺要求：工艺要求：厚度：厚度：厚度：厚度：1.0m1.0m左右左右左右左右均匀性：均匀性：均匀性：均匀性：3 3以内以内以内以内按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n自动涂胶自动涂胶/显影系统涂胶模块显影系统涂胶模块按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n涂胶模块剖面图涂胶模块剖面图按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n涂胶模块涂
28、胶模块 示意图示意图按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻胶厚度光刻胶厚度光刻胶厚度光刻胶厚度k k约等于约等于约等于约等于100100p p是光刻胶中固体含量百分比（是光刻胶中固体含量百分比（是光刻胶中固体含量百分比（是光刻胶中固体含量百分比（p p越大粘度越大）越大粘度越大）越大粘度越大）越大粘度越大） 是涂胶的旋是涂胶的旋是涂胶的旋是涂胶的旋转转转转转转转转速速速速n n光刻胶越厚，台阶覆盖和抗刻蚀性能越好，但分辨光刻胶越厚，台阶覆盖和抗刻蚀性能越好，但分辨光刻胶越厚，台阶覆盖和抗刻蚀性能越好，但分辨光刻胶越
29、厚，台阶覆盖和抗刻蚀性能越好，但分辨率越差，一般厚度率越差，一般厚度率越差，一般厚度率越差，一般厚度1 1微米左右。微米左右。微米左右。微米左右。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻胶旋转速度曲线光刻胶旋转速度曲线光刻胶旋转速度曲线光刻胶旋转速度曲线按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施3. 软烘（软烘（Soft Bake）n n工艺目的：工艺目的：工艺目的：工艺目的：去除光刻胶中的溶剂去除光刻胶中的溶剂去除光刻胶中的溶剂去除光刻胶中的溶剂改善
30、胶的粘附性改善胶的粘附性改善胶的粘附性改善胶的粘附性优化胶的光吸收特性和显影能力优化胶的光吸收特性和显影能力优化胶的光吸收特性和显影能力优化胶的光吸收特性和显影能力缓解涂胶时产生的应力缓解涂胶时产生的应力缓解涂胶时产生的应力缓解涂胶时产生的应力防止曝光时挥发污染设备。防止曝光时挥发污染设备。防止曝光时挥发污染设备。防止曝光时挥发污染设备。n n溶剂含量溶剂含量溶剂含量溶剂含量65%85% 10%20% 4%7%65%85% 10%20% 4%7% 涂胶前涂胶前涂胶前涂胶前 涂胶后涂胶后涂胶后涂胶后 软烘后软烘后软烘后软烘后 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目
31、实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n工艺方法：工艺方法：工艺方法：工艺方法：热板烘烤热板烘烤热板烘烤热板烘烤温度：温度：温度：温度：8585o oC C到到到到120120o oC C时间：时间：时间：时间：3030秒到秒到秒到秒到6060秒秒秒秒特点：光刻胶底部溶剂先挥发，避免气泡特点：光刻胶底部溶剂先挥发，避免气泡特点：光刻胶底部溶剂先挥发，避免气泡特点：光刻胶底部溶剂先挥发，避免气泡 每次一片，适合自动轨道流水作业每次一片，适合自动轨道流水作业每次一片，适合自动轨道流水作业每次一片，适合自动轨道流水作业 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流
32、程，用高质量的流程指导项目的实施n n自动涂胶自动涂胶/显影系统设备热板显影系统设备热板按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n软烘不当的后果软烘不当的后果软烘不当的后果软烘不当的后果温度过高或时间过长：温度过高或时间过长：温度过高或时间过长：温度过高或时间过长：光刻胶光敏感度降低光刻胶光敏感度降低光刻胶光敏感度降低光刻胶光敏感度降低温度过低或时间不够：温度过低或时间不够：温度过低或时间不够：温度过低或时间不够：光刻胶显影选择比下降光刻胶显影选择比下降光刻胶显影选择比下降光刻胶显影选择比下降按照因地制宜的原则，结合各部门
33、项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施4. 对准和曝光（对准和曝光（Align and Exposure）n n对准曝光系统分为两大类：对准曝光系统分为两大类：对准曝光系统分为两大类：对准曝光系统分为两大类：接触式接触式接触式接触式对准曝光系统对准曝光系统对准曝光系统对准曝光系统和和和和投影式投影式投影式投影式对准曝光系统。对准曝光系统。对准曝光系统。对准曝光系统。n n接触式对准曝光系统简单、相对便宜，硅片上图接触式对准曝光系统简单、相对便宜，硅片上图接触式对准曝光系统简单、相对便宜，硅片上图接触式对准曝光系统简单、相对便宜，硅片上图形与掩膜版完全相同
34、形与掩膜版完全相同形与掩膜版完全相同形与掩膜版完全相同接触式曝光易损坏掩膜版接近式曝光掩膜版寿命长、分辨率差按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n投影式曝光投影式曝光投影式曝光投影式曝光是集成电路主流工艺是集成电路主流工艺是集成电路主流工艺是集成电路主流工艺可实现可实现可实现可实现4 4倍到倍到倍到倍到1010倍的图形缩小，分辨率高倍的图形缩小，分辨率高倍的图形缩小，分辨率高倍的图形缩小，分辨率高按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n投影式对准
35、曝光系统组成投影式对准曝光系统组成投影式对准曝光系统组成投影式对准曝光系统组成 1. 1. 紫外光源紫外光源紫外光源紫外光源 2. 2. 光学系统光学系统光学系统光学系统 3. 3. 投影掩膜版投影掩膜版投影掩膜版投影掩膜版 4. 4. 对准系统对准系统对准系统对准系统 5. 5. 载片台载片台载片台载片台按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n投影式对准曝投影式对准曝投影式对准曝投影式对准曝光系统示意图光系统示意图光系统示意图光系统示意图按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用
36、高质量的流程指导项目的实施n n对准和曝光对准和曝光n n工艺目的：工艺目的：工艺目的：工艺目的： 对准和曝光是将掩膜板上的图形通过镜头由紫外线对准和曝光是将掩膜板上的图形通过镜头由紫外线对准和曝光是将掩膜板上的图形通过镜头由紫外线对准和曝光是将掩膜板上的图形通过镜头由紫外线传递到硅片表面光刻胶膜上传递到硅片表面光刻胶膜上传递到硅片表面光刻胶膜上传递到硅片表面光刻胶膜上, , 形成光敏感物质在空间形成光敏感物质在空间形成光敏感物质在空间形成光敏感物质在空间的精确分布，最终达到图形精确转移的目的。的精确分布，最终达到图形精确转移的目的。的精确分布，最终达到图形精确转移的目的。的精确分布，最终达到
37、图形精确转移的目的。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n工艺方法：工艺方法：工艺方法：工艺方法： 1. 1.上掩膜版、硅片传送上掩膜版、硅片传送上掩膜版、硅片传送上掩膜版、硅片传送 2. 2. 掩膜版对准（掩膜版对准（掩膜版对准（掩膜版对准（ RA RA ）：掩膜版标记与光刻机基准）：掩膜版标记与光刻机基准）：掩膜版标记与光刻机基准）：掩膜版标记与光刻机基准进行激光自动对准进行激光自动对准进行激光自动对准进行激光自动对准 3. 3. 硅片粗对准（硅片粗对准（硅片粗对准（硅片粗对准（ GA GA ）：掩膜版与硅片两边的
38、标记）：掩膜版与硅片两边的标记）：掩膜版与硅片两边的标记）：掩膜版与硅片两边的标记进行激光自动对准进行激光自动对准进行激光自动对准进行激光自动对准 4. 4. 硅片精对准（硅片精对准（硅片精对准（硅片精对准（ FA FA ）：掩膜版与硅片图形区域的）：掩膜版与硅片图形区域的）：掩膜版与硅片图形区域的）：掩膜版与硅片图形区域的标记进行激光自动对准标记进行激光自动对准标记进行激光自动对准标记进行激光自动对准按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n对准标记对准标记对准标记对准标记1. 1. 投影掩膜版的对位标记投影掩膜版的对位
39、标记投影掩膜版的对位标记投影掩膜版的对位标记(RA) (RA) ：在版的左右两侧，：在版的左右两侧，：在版的左右两侧，：在版的左右两侧， RARA与步进光刻机上的基准标记对准与步进光刻机上的基准标记对准与步进光刻机上的基准标记对准与步进光刻机上的基准标记对准2. 2. 整场对准标记整场对准标记整场对准标记整场对准标记(GA):(GA):第一次曝光时被光刻在硅片左第一次曝光时被光刻在硅片左第一次曝光时被光刻在硅片左第一次曝光时被光刻在硅片左右两边，用于每个硅片的粗对准右两边，用于每个硅片的粗对准右两边，用于每个硅片的粗对准右两边，用于每个硅片的粗对准3. 3. 精对准标记精对准标记精对准标记精对
40、准标记(FA)(FA)：每个场曝光时被光刻的，用于：每个场曝光时被光刻的，用于：每个场曝光时被光刻的，用于：每个场曝光时被光刻的，用于每个硅片曝光场和投影掩膜版的对准每个硅片曝光场和投影掩膜版的对准每个硅片曝光场和投影掩膜版的对准每个硅片曝光场和投影掩膜版的对准 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n对准标记对准标记对准标记对准标记按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n8 8张掩膜版及经过张掩膜版及经过张掩膜版及经过张掩膜版及经过8 8次对准和
41、曝光形成的次对准和曝光形成的次对准和曝光形成的次对准和曝光形成的CMOSCMOS器件结构器件结构器件结构器件结构按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n分步重复式光刻机分步重复式光刻机 NSR2005 i9c 型型 NIKON光刻机光刻机按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施5. 曝光后烘培（曝光后烘培（PEB）n n工艺目的：工艺目的：工艺目的：工艺目的：促进关键化学反应（促进关键化学反应（促进关键化学反应（促进关键化学反应（DUVDUV光刻胶）光刻
42、胶）光刻胶）光刻胶） 去除溶剂增强粘附性（去除溶剂增强粘附性（去除溶剂增强粘附性（去除溶剂增强粘附性（I I线光刻胶）线光刻胶）线光刻胶）线光刻胶） 防止产生驻波效应（防止产生驻波效应（防止产生驻波效应（防止产生驻波效应（I I线光刻胶）线光刻胶）线光刻胶）线光刻胶）n n工艺方法：工艺方法：工艺方法：工艺方法：热板，温度高于软烘热板，温度高于软烘热板，温度高于软烘热板，温度高于软烘 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施6. 显影显影（Develop）n n工艺目的：工艺目的：工艺目的：工艺目的：溶解硅片上溶解硅片上溶解硅
43、片上溶解硅片上曝光区域曝光区域曝光区域曝光区域的胶膜，形的胶膜，形的胶膜，形的胶膜，形成精密的光成精密的光成精密的光成精密的光刻胶图形。刻胶图形。刻胶图形。刻胶图形。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n工艺方法：工艺方法：工艺方法：工艺方法： 正胶显影液：正胶显影液：正胶显影液：正胶显影液： 2.38% 2.38% 的四甲基氢氧化铵的四甲基氢氧化铵的四甲基氢氧化铵的四甲基氢氧化铵（TMAHTMAH）特点：碱性、水性显影液、轻度腐蚀硅特点：碱性、水性显影液、轻度腐蚀硅特点：碱性、水性显影液、轻度腐蚀硅特点：碱性、水性显
44、影液、轻度腐蚀硅 1. TMAH 1. TMAH 喷淋显影，转速喷淋显影，转速喷淋显影，转速喷淋显影，转速1000rpm1000rpm1500rpm1500rpm 2. 2. 去离子水喷淋定影，转速去离子水喷淋定影，转速去离子水喷淋定影，转速去离子水喷淋定影，转速 1000rpm1000rpm1500rpm1500rpm 3. 3. 原位旋转甩干原位旋转甩干原位旋转甩干原位旋转甩干n n工艺要求：工艺要求：工艺要求：工艺要求： 均匀性：均匀性：均匀性：均匀性：3 3以内以内以内以内按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n
45、显影及显影后的硅片图形显影及显影后的硅片图形显影及显影后的硅片图形显影及显影后的硅片图形按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施7. 坚膜烘培（坚膜烘培（Hard Bake）n n工艺目的：工艺目的：工艺目的：工艺目的： 使存留在光刻胶中的溶剂彻底挥发，提高光刻胶使存留在光刻胶中的溶剂彻底挥发，提高光刻胶使存留在光刻胶中的溶剂彻底挥发，提高光刻胶使存留在光刻胶中的溶剂彻底挥发，提高光刻胶的粘附性和抗蚀性。的粘附性和抗蚀性。的粘附性和抗蚀性。的粘附性和抗蚀性。n n这一步是稳固光刻胶，对下一步的刻蚀或离子注这一步是稳固光刻胶，对
46、下一步的刻蚀或离子注这一步是稳固光刻胶，对下一步的刻蚀或离子注这一步是稳固光刻胶，对下一步的刻蚀或离子注入过程非常重要。入过程非常重要。入过程非常重要。入过程非常重要。n n工艺方法：工艺方法：工艺方法：工艺方法：热板，温度高于前两次烘焙热板，温度高于前两次烘焙热板，温度高于前两次烘焙热板，温度高于前两次烘焙按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n8. 显影检查显影检查按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施8. 显影检查显影检查由于光刻胶和由于光刻胶和
47、衬底折射率不衬底折射率不匹配，抗反射匹配，抗反射膜（膜（ARC）类）类型不匹配型不匹配由于光刻胶由于光刻胶和衬底酸碱和衬底酸碱不平衡不平衡由于光刻胶由于光刻胶顶部受到过顶部受到过多的显影多的显影按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施8. 显影检查显影检查由于光刻胶由于光刻胶受到空气中受到空气中氨分子（碱氨分子（碱性）对其光性）对其光酸分子在表酸分子在表面的中和面的中和由于光刻胶由于光刻胶对光的吸收，对光的吸收，使得光刻胶使得光刻胶底部接收到底部接收到的光比顶部的光比顶部少少由于光刻胶由于光刻胶同衬底的粘同衬底的粘附性不好，附
48、性不好，或者或者HMDS表面处理不表面处理不良，或底部良，或底部切入切入按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施5.3 光学光刻光学光刻n n光谱光谱 光的能量能满足激活光刻胶，成功实现图形转移光的能量能满足激活光刻胶，成功实现图形转移光的能量能满足激活光刻胶，成功实现图形转移光的能量能满足激活光刻胶，成功实现图形转移的要求。光刻典型的曝光光源是紫外（的要求。光刻典型的曝光光源是紫外（的要求。光刻典型的曝光光源是紫外（的要求。光刻典型的曝光光源是紫外（UV UV u ultraltrav violetiolet）光源以及深紫外
49、（）光源以及深紫外（）光源以及深紫外（）光源以及深紫外（DUVDUV）光源、极紫）光源、极紫）光源、极紫）光源、极紫外（外（外（外（EUVEUV）光源。）光源。）光源。）光源。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光谱光谱按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n曝光光源曝光光源1. 1. 高压汞灯：高压汞灯：高压汞灯：高压汞灯：365nm365nm（I I线）、线）、线）、线）、436nm436nm（G G线）线）线）线）2. 2. 准分子激光：
50、准分子激光：准分子激光：准分子激光：248nm248nm（KrFKrF）、）、）、）、193nm193nm（ArFArF）3. 3. 等离子体：等离子体：等离子体：等离子体：13.5nm13.5nm（EUVEUV），开发中），开发中），开发中），开发中按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n高强度汞灯的发射光谱高强度汞灯的发射光谱高强度汞灯的发射光谱高强度汞灯的发射光谱按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n曝光光源的光谱曝光光源的光谱按照因地制宜
51、的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光学光学n n光的反射光的反射光的反射光的反射入射光线反射光线iri = r 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光学光学n n光的折射光的折射光的折射光的折射 入射光线折射光线12Snell定律：n1 sin1 = n2 sin2 折射率n1折射率n2按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光的衍射光的衍射 当光穿过一个小孔或经过一个轮廓分明
52、的边缘时，当光穿过一个小孔或经过一个轮廓分明的边缘时，当光穿过一个小孔或经过一个轮廓分明的边缘时，当光穿过一个小孔或经过一个轮廓分明的边缘时，沿小孔边缘产生了干涉图形，结果得到了一个模糊沿小孔边缘产生了干涉图形，结果得到了一个模糊沿小孔边缘产生了干涉图形，结果得到了一个模糊沿小孔边缘产生了干涉图形，结果得到了一个模糊的图像，这种现象称为衍射。的图像，这种现象称为衍射。的图像，这种现象称为衍射。的图像，这种现象称为衍射。波长越大波长越大小孔尺寸越小小孔尺寸越小衍射越明显衍射越明显按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光的
53、衍射光的衍射 衍射光强度随衍射角的变化由小孔图形的傅里叶变衍射光强度随衍射角的变化由小孔图形的傅里叶变衍射光强度随衍射角的变化由小孔图形的傅里叶变衍射光强度随衍射角的变化由小孔图形的傅里叶变化决定（平行光假设，远场条件）化决定（平行光假设，远场条件）化决定（平行光假设，远场条件）化决定（平行光假设，远场条件）按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光的衍射光的衍射 方形小孔的衍射图像（接触孔）方形小孔的衍射图像（接触孔）方形小孔的衍射图像（接触孔）方形小孔的衍射图像（接触孔）按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积
54、累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n透镜透镜 透镜是一种光学元件，来自物体的光并通过它折透镜是一种光学元件，来自物体的光并通过它折透镜是一种光学元件，来自物体的光并通过它折透镜是一种光学元件，来自物体的光并通过它折射形成物体的像。射形成物体的像。射形成物体的像。射形成物体的像。n n光通过透镜聚焦相当于做一次傅里叶变换。例如光通过透镜聚焦相当于做一次傅里叶变换。例如光通过透镜聚焦相当于做一次傅里叶变换。例如光通过透镜聚焦相当于做一次傅里叶变换。例如平行光聚焦成一个点。平行光聚焦成一个点。平行光聚焦成一个点。平行光聚焦成一个点。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历
55、史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光通过掩膜版小孔图形衍射进行第一次傅里叶变光通过掩膜版小孔图形衍射进行第一次傅里叶变光通过掩膜版小孔图形衍射进行第一次傅里叶变光通过掩膜版小孔图形衍射进行第一次傅里叶变换，再通过透镜聚焦进行第二次傅里叶变换，掩换，再通过透镜聚焦进行第二次傅里叶变换，掩换，再通过透镜聚焦进行第二次傅里叶变换，掩换，再通过透镜聚焦进行第二次傅里叶变换，掩膜版图形在硅片上成像。膜版图形在硅片上成像。膜版图形在硅片上成像。膜版图形在硅片上成像。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导
56、项目的实施曝曝光光机机光光学学系系统统按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n数值孔径（数值孔径（NA） 透镜能够把一些衍射光会聚到一点成像，透镜收透镜能够把一些衍射光会聚到一点成像，透镜收透镜能够把一些衍射光会聚到一点成像，透镜收透镜能够把一些衍射光会聚到一点成像，透镜收集衍射光的能力称为透镜的数值孔径。傅里叶高集衍射光的能力称为透镜的数值孔径。傅里叶高集衍射光的能力称为透镜的数值孔径。傅里叶高集衍射光的能力称为透镜的数值孔径。傅里叶高阶分量衍射光的损失会影响成像对比度。阶分量衍射光的损失会影响成像对比度。阶分量衍射光
57、的损失会影响成像对比度。阶分量衍射光的损失会影响成像对比度。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施 n n为图像介质的折射率（空气为为图像介质的折射率（空气为为图像介质的折射率（空气为为图像介质的折射率（空气为1 1） mm为主光轴与透镜边缘光线的最大夹角。为主光轴与透镜边缘光线的最大夹角。为主光轴与透镜边缘光线的最大夹角。为主光轴与透镜边缘光线的最大夹角。n n透镜半径越大数值孔径越大成像效果越好，但受透镜半径越大数值孔径越大成像效果越好，但受透镜半径越大数值孔径越大成像效果越好，但受透镜半径越大数值孔径越大成像效果越好，
58、但受到镜头成本的限制。到镜头成本的限制。到镜头成本的限制。到镜头成本的限制。n n分步重复光刻机和步进扫描光刻机的分步重复光刻机和步进扫描光刻机的分步重复光刻机和步进扫描光刻机的分步重复光刻机和步进扫描光刻机的NANA都能做到都能做到都能做到都能做到0.600.600.680.68的水平的水平的水平的水平n n数值孔径（数值孔径（NA） 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n数值孔径数值孔径按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n分辨率（分辨率（
59、R）n n分辨率是将硅片上两个相邻的关键尺寸图形区分开分辨率是将硅片上两个相邻的关键尺寸图形区分开分辨率是将硅片上两个相邻的关键尺寸图形区分开分辨率是将硅片上两个相邻的关键尺寸图形区分开的能力。分辨率是光刻中一个重要的性能指标。的能力。分辨率是光刻中一个重要的性能指标。的能力。分辨率是光刻中一个重要的性能指标。的能力。分辨率是光刻中一个重要的性能指标。k k为工艺因子，范围是为工艺因子，范围是为工艺因子，范围是为工艺因子，范围是0.60.60.80.8 为光源的波长为光源的波长为光源的波长为光源的波长NANA为曝光系统的数值孔径为曝光系统的数值孔径为曝光系统的数值孔径为曝光系统的数值孔径 按照
60、因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n提高分辨率的方法提高分辨率的方法减小工艺因子减小工艺因子减小工艺因子减小工艺因子k k：先进曝光技术：先进曝光技术：先进曝光技术：先进曝光技术减小光源的波长：汞灯减小光源的波长：汞灯减小光源的波长：汞灯减小光源的波长：汞灯准分子激光（准分子激光（准分子激光（准分子激光（等离子体）等离子体）等离子体）等离子体）增大介质折射率：浸入式曝光增大介质折射率：浸入式曝光增大介质折射率：浸入式曝光增大介质折射率：浸入式曝光增大增大增大增大 mm：增大透镜半径、减小焦距增大透镜半径、减小焦距增大透镜
61、半径、减小焦距增大透镜半径、减小焦距按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n图中分辨率为图中分辨率为图中分辨率为图中分辨率为0.25m0.25m按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n焦深（焦深（DOF）n n焦深是焦点上下的一个范围，在这个范围内图像焦深是焦点上下的一个范围，在这个范围内图像焦深是焦点上下的一个范围，在这个范围内图像焦深是焦点上下的一个范围，在这个范围内图像连续保持清晰。焦深类似照相的景深，集成电路连续保持清晰。焦深类似照相的景深
62、，集成电路连续保持清晰。焦深类似照相的景深，集成电路连续保持清晰。焦深类似照相的景深，集成电路光刻中的景深很小，一般在光刻中的景深很小，一般在光刻中的景深很小，一般在光刻中的景深很小，一般在1.0m1.0m左右。左右。左右。左右。n n焦深限制光刻胶厚度，并要求表面平坦化焦深限制光刻胶厚度，并要求表面平坦化焦深限制光刻胶厚度，并要求表面平坦化焦深限制光刻胶厚度，并要求表面平坦化按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n焦深焦深按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导
63、项目的实施n n从焦深公式中看出提高分辨率降低了焦深，两个从焦深公式中看出提高分辨率降低了焦深，两个从焦深公式中看出提高分辨率降低了焦深，两个从焦深公式中看出提高分辨率降低了焦深，两个参数互相制约。参数互相制约。参数互相制约。参数互相制约。 分辨率和焦深是现代分步重复光刻机或步进扫描分辨率和焦深是现代分步重复光刻机或步进扫描分辨率和焦深是现代分步重复光刻机或步进扫描分辨率和焦深是现代分步重复光刻机或步进扫描光刻机非常重要的参数光刻机非常重要的参数光刻机非常重要的参数光刻机非常重要的参数按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n
64、 n套准精度套准精度套准精度是掩膜版上的图形与硅片上的图形的对套准精度是掩膜版上的图形与硅片上的图形的对套准精度是掩膜版上的图形与硅片上的图形的对套准精度是掩膜版上的图形与硅片上的图形的对准程度。准程度。准程度。准程度。根据光刻的要求，版上的图形与片上图形要精确根据光刻的要求，版上的图形与片上图形要精确根据光刻的要求，版上的图形与片上图形要精确根据光刻的要求，版上的图形与片上图形要精确对准。套准精度也是光刻中一个重要的性能指标。对准。套准精度也是光刻中一个重要的性能指标。对准。套准精度也是光刻中一个重要的性能指标。对准。套准精度也是光刻中一个重要的性能指标。套准精度一般是特征尺寸的套准精度一般
65、是特征尺寸的套准精度一般是特征尺寸的套准精度一般是特征尺寸的1/5 1/41/5 1/4按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n套准精度套准精度套准精度与曝光前的对准步骤相关套准精度与曝光前的对准步骤相关套准精度与曝光前的对准步骤相关套准精度与曝光前的对准步骤相关好的套准精度可以有更宽松的版图设计规则，从好的套准精度可以有更宽松的版图设计规则，从好的套准精度可以有更宽松的版图设计规则，从好的套准精度可以有更宽松的版图设计规则，从而减小器件尺寸而减小器件尺寸而减小器件尺寸而减小器件尺寸按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史
66、经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻质量监控图形光刻质量监控图形按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻质量监控图形光刻质量监控图形按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻质量监控图形光刻质量监控图形按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻质量监控图形光刻质量监控图形按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定
67、出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻质量监控图形光刻质量监控图形按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n最大曝光场（步进光刻机）最大曝光场（步进光刻机）一般来说，曝光视场决定了最大芯片面积。一般来说，曝光视场决定了最大芯片面积。一般来说，曝光视场决定了最大芯片面积。一般来说，曝光视场决定了最大芯片面积。投影缩小越大，制版要求越低，曝光视场越小。投影缩小越大，制版要求越低，曝光视场越小。投影缩小越大，制版要求越低，曝光视场越小。投影缩小越大，制版要求越低，曝光视场越小。按照因地制宜的原则，结合各
68、部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻中的非理想效应光刻中的非理想效应1. 1. 光刻胶对比度差引起的梯形剖面（非常普遍）光刻胶对比度差引起的梯形剖面（非常普遍）光刻胶对比度差引起的梯形剖面（非常普遍）光刻胶对比度差引起的梯形剖面（非常普遍）正胶正胶负胶负胶按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施2. 2. 表面不平坦：不能同时聚焦引起的线宽变化表面不平坦：不能同时聚焦引起的线宽变化表面不平坦：不能同时聚焦引起的线宽变化表面不平坦：不能同时聚焦引起的线宽变化按照因地制宜的原
69、则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施2. 2. 表面不平坦：台阶处不完全曝光表面不平坦：台阶处不完全曝光表面不平坦：台阶处不完全曝光表面不平坦：台阶处不完全曝光可通过增加曝光时间过曝光解决，影响分辨率可通过增加曝光时间过曝光解决，影响分辨率可通过增加曝光时间过曝光解决，影响分辨率可通过增加曝光时间过曝光解决，影响分辨率台阶处光刻胶胶厚按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施3. 3. 表面反射：表面反射：表面反射：表面反射：驻波效应驻波效应驻波效应驻波效应n n入射光和反
70、射光发生干涉并引起光刻胶在厚度方入射光和反射光发生干涉并引起光刻胶在厚度方入射光和反射光发生干涉并引起光刻胶在厚度方入射光和反射光发生干涉并引起光刻胶在厚度方向上的不均匀曝光，这种现象称为驻波效应。深向上的不均匀曝光，这种现象称为驻波效应。深向上的不均匀曝光，这种现象称为驻波效应。深向上的不均匀曝光，这种现象称为驻波效应。深紫外光刻胶由于反射严重驻波效应严重。紫外光刻胶由于反射严重驻波效应严重。紫外光刻胶由于反射严重驻波效应严重。紫外光刻胶由于反射严重驻波效应严重。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻胶中的驻波效
71、应光刻胶中的驻波效应光刻胶中的驻波效应光刻胶中的驻波效应驻波效应降低了光刻胶成像的分辨率，影驻波效应降低了光刻胶成像的分辨率，影驻波效应降低了光刻胶成像的分辨率，影驻波效应降低了光刻胶成像的分辨率，影响线宽的控制。响线宽的控制。响线宽的控制。响线宽的控制。按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施3. 3. 表面反射：底部切入（较少见）表面反射：底部切入（较少见）表面反射：底部切入（较少见）表面反射：底部切入（较少见）按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施4.
72、 4. 表面不平坦表面不平坦表面不平坦表面不平坦 + + 表面反射：台阶处光刻胶线宽减小表面反射：台阶处光刻胶线宽减小表面反射：台阶处光刻胶线宽减小表面反射：台阶处光刻胶线宽减小按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n抗反射涂层抗反射涂层 当光刻胶下面的底层是反光的衬底（如金属和多当光刻胶下面的底层是反光的衬底（如金属和多当光刻胶下面的底层是反光的衬底（如金属和多当光刻胶下面的底层是反光的衬底（如金属和多晶），光线将从衬底反射并造成系列问题。在反晶），光线将从衬底反射并造成系列问题。在反晶），光线将从衬底反射并造成系列问
73、题。在反晶），光线将从衬底反射并造成系列问题。在反光衬底上增加一层抗反射涂层（如光衬底上增加一层抗反射涂层（如光衬底上增加一层抗反射涂层（如光衬底上增加一层抗反射涂层（如TiNTiN）可消除）可消除）可消除）可消除光反射带来的问题。光反射带来的问题。光反射带来的问题。光反射带来的问题。原理：吸收光或者使两次反射光干涉相消原理：吸收光或者使两次反射光干涉相消原理：吸收光或者使两次反射光干涉相消原理：吸收光或者使两次反射光干涉相消按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n涂胶涂胶涂胶涂胶/ /显影系统设备显影系统设备显影系统设
74、备显影系统设备 涂胶涂胶涂胶涂胶/ /显影系统显影系统显影系统显影系统5.4 光刻设备光刻设备按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n涂胶涂胶/显影系统设备（显影系统设备（AIO-700型）型）按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n涂胶涂胶/显影系统设备（显影系统设备（AIO-700型）型）按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光刻机分类光刻机分类n n光刻机类型按照曝光
75、进行方式分为：光刻机类型按照曝光进行方式分为：光刻机类型按照曝光进行方式分为：光刻机类型按照曝光进行方式分为： 接触式接触式接触式接触式(Contact)(Contact)，接近式，接近式，接近式，接近式(Proximity)(Proximity)，扫描式，扫描式，扫描式，扫描式(Scan)(Scan)，步进式，步进式，步进式，步进式(Stepping)(Stepping)，步进，步进，步进，步进- -扫描式扫描式扫描式扫描式(Step (Step and Scan)and Scan)n n按照工作波长分为：按照工作波长分为：按照工作波长分为：按照工作波长分为： g-line(435 nm),
76、 i-line(365 nm), KrF(248nm), g-line(435 nm), i-line(365 nm), KrF(248nm), ArF(193nm), ArF(193nm), 和将来的和将来的和将来的和将来的EUV(13.5nm)EUV(13.5nm)按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n按照工作平台的个数分为：按照工作平台的个数分为：按照工作平台的个数分为：按照工作平台的个数分为： 单平台，双平台单平台，双平台单平台，双平台单平台，双平台(ASML Twinscan)(ASML Twinscan)，
77、串列平台，串列平台，串列平台，串列平台(Nikon NSR-S610C)(Nikon NSR-S610C)n n按照一次曝光的区域按照一次曝光的区域按照一次曝光的区域按照一次曝光的区域(Exposure Field)(Exposure Field)大小分为：大小分为：大小分为：大小分为：迷你迷你迷你迷你(Mini)(Mini)，全尺寸，全尺寸，全尺寸，全尺寸(Full Field, 26mm x 33mm)(Full Field, 26mm x 33mm)n n按照缩小比例按照缩小比例按照缩小比例按照缩小比例(Reduction Ratio)(Reduction Ratio)分为：分为：分为：
78、分为：1010倍、倍、倍、倍、5 5倍、倍、倍、倍、4 4倍和倍和倍和倍和1 1倍倍倍倍按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n 不同时代的五种光刻机不同时代的五种光刻机 1. 1. 接触式光刻机接触式光刻机接触式光刻机接触式光刻机2020世纪世纪世纪世纪7070年代，特征尺寸年代，特征尺寸年代，特征尺寸年代，特征尺寸 2m2m 2. 2. 接近式光刻机接近式光刻机接近式光刻机接近式光刻机2020世纪世纪世纪世纪7070年代，特征尺寸年代，特征尺寸年代，特征尺寸年代，特征尺寸 2m2m 3. 3. 扫描投影式光刻机扫描投
79、影式光刻机扫描投影式光刻机扫描投影式光刻机2020世纪世纪世纪世纪8080年代初，特征尺寸年代初，特征尺寸年代初，特征尺寸年代初，特征尺寸 1m1m 4. 4. 分步重复式光刻机分步重复式光刻机分步重复式光刻机分步重复式光刻机2020世纪世纪世纪世纪8080年代后，亚年代后，亚年代后，亚年代后，亚/ /深亚微米深亚微米深亚微米深亚微米 5. 5. 步进扫描式光刻机近年来发展的，亚步进扫描式光刻机近年来发展的，亚步进扫描式光刻机近年来发展的，亚步进扫描式光刻机近年来发展的，亚/ /深亚微米深亚微米深亚微米深亚微米按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高
80、质量的流程指导项目的实施n n接触式光刻机和接近式光刻机接触式光刻机和接近式光刻机按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n 接触式光刻机和接近式光刻机的特点接触式光刻机和接近式光刻机的特点接触式光刻机和接近式光刻机的特点接触式光刻机和接近式光刻机的特点 1. 1. 版上图形与片上图形版上图形与片上图形版上图形与片上图形版上图形与片上图形1 1：1 1 2. 2. 人工对准人工对准人工对准人工对准 3. 3. 版接触光刻胶损伤大光刻图形缺陷多，接近式好些版接触光刻胶损伤大光刻图形缺陷多，接近式好些版接触光刻胶损伤大光刻图形
81、缺陷多，接近式好些版接触光刻胶损伤大光刻图形缺陷多，接近式好些 4. 4. 特征尺寸特征尺寸特征尺寸特征尺寸 2m2m 5. 5. 目前大尺寸功率器件的光刻还使用它。目前大尺寸功率器件的光刻还使用它。目前大尺寸功率器件的光刻还使用它。目前大尺寸功率器件的光刻还使用它。 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n扫描投影式光刻机扫描投影式光刻机按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n 扫描投影式光刻机的特点扫描投影式光刻机的特点扫描投影式光刻机的特点扫
82、描投影式光刻机的特点 1. 1. 版上图形与片上图形版上图形与片上图形版上图形与片上图形版上图形与片上图形1 1：1 1 2. 2. 人工对准人工对准人工对准人工对准 3. 3. 版与光刻胶不接触节省版光刻图形缺陷少版与光刻胶不接触节省版光刻图形缺陷少版与光刻胶不接触节省版光刻图形缺陷少版与光刻胶不接触节省版光刻图形缺陷少 4. 4. 特征尺寸特征尺寸特征尺寸特征尺寸 1m1m按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n分步重复式光刻机分步重复式光刻机 NSR2005 i9c 型型 NIKON光刻机光刻机按照因地制宜的原则，
83、结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n分步重复式光刻系统分步重复式光刻系统分步重复式光刻系统分步重复式光刻系统按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n 分步重复式光刻机的特点分步重复式光刻机的特点分步重复式光刻机的特点分步重复式光刻机的特点 1. 1. 版上图形与片上图形版上图形与片上图形版上图形与片上图形版上图形与片上图形5 5：1 1（即缩小倍率（即缩小倍率（即缩小倍率（即缩小倍率5 5：1 1） 掩膜版制造更容易更精确掩膜版制造更容易更精确掩膜版制造更容易更精
84、确掩膜版制造更容易更精确 2. 2. 机器自动对准机器自动对准机器自动对准机器自动对准 3. 3. 光刻精度高，特征尺寸：亚光刻精度高，特征尺寸：亚光刻精度高，特征尺寸：亚光刻精度高，特征尺寸：亚/ /深亚微米深亚微米深亚微米深亚微米 4. 4. 对硅片的平整度和几何形状变化的补偿较容易对硅片的平整度和几何形状变化的补偿较容易对硅片的平整度和几何形状变化的补偿较容易对硅片的平整度和几何形状变化的补偿较容易 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施5. 5. 为提高硅片处理速度，镜头尺寸大、曝光为提高硅片处理速度，镜头尺寸大、曝
85、光为提高硅片处理速度，镜头尺寸大、曝光为提高硅片处理速度，镜头尺寸大、曝光 区域大，造成像差大，图像畸变区域大，造成像差大，图像畸变区域大，造成像差大，图像畸变区域大，造成像差大，图像畸变6. 6. 如今国内外工艺线均使用分步重复式光刻机（日如今国内外工艺线均使用分步重复式光刻机（日如今国内外工艺线均使用分步重复式光刻机（日如今国内外工艺线均使用分步重复式光刻机（日本本本本NIKONNIKON公司、佳公司、佳公司、佳公司、佳 能公司生产）能公司生产）能公司生产）能公司生产）7. 7. 造价高，一台造价高，一台造价高，一台造价高，一台0.25m0.25m新的步进式光刻机新的步进式光刻机新的步进式
86、光刻机新的步进式光刻机 10001000多万人民币多万人民币多万人民币多万人民币按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施序号序号性能参数性能参数参数要求参数要求1分辨率分辨率 0.45m 2焦深焦深 0.7m 3套刻精度套刻精度 110nm 4最大曝光面积最大曝光面积 20 X 20 mm2 5曝光光强曝光光强600mw/cm2NSR2005 i9c 型型NIKON光刻机主要性能指标光刻机主要性能指标按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n nNSR2005
87、 i9c NSR2005 i9c 型型型型NIKONNIKON光刻机光刻特征尺寸光刻机光刻特征尺寸光刻机光刻特征尺寸光刻机光刻特征尺寸SEMSEM照片照片照片照片1 1按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n nNSR2005 i9c NSR2005 i9c 型型型型NIKONNIKON光刻机光刻特征尺寸光刻机光刻特征尺寸光刻机光刻特征尺寸光刻机光刻特征尺寸SEMSEM照片照片照片照片2 2按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n步进扫描式光刻机步进扫
88、描式光刻机按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n步进扫描式光刻机工作原理步进扫描式光刻机工作原理步进扫描式光刻机工作原理步进扫描式光刻机工作原理按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n 步进扫描式光刻机的特点步进扫描式光刻机的特点步进扫描式光刻机的特点步进扫描式光刻机的特点 1. 1. 版上图形与片上图形版上图形与片上图形版上图形与片上图形版上图形与片上图形4 4：1 1（即缩小倍率（即缩小倍率（即缩小倍率（即缩小倍率4 4：1 1） 掩膜版制造
89、更容易和精确掩膜版制造更容易和精确掩膜版制造更容易和精确掩膜版制造更容易和精确 2. 2. 机器自动对准机器自动对准机器自动对准机器自动对准 3. 3. 光刻精度高，特征尺寸：亚微米光刻精度高，特征尺寸：亚微米光刻精度高，特征尺寸：亚微米光刻精度高，特征尺寸：亚微米/ /深亚微米深亚微米深亚微米深亚微米 4. 4. 用较小的透镜尺寸获得较大的曝光场从而获得较用较小的透镜尺寸获得较大的曝光场从而获得较用较小的透镜尺寸获得较大的曝光场从而获得较用较小的透镜尺寸获得较大的曝光场从而获得较大的芯片尺寸大的芯片尺寸大的芯片尺寸大的芯片尺寸按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的
90、项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施5. 5. 扫描过程调节聚焦，透镜缺陷、硅片平整度变化扫描过程调节聚焦，透镜缺陷、硅片平整度变化扫描过程调节聚焦，透镜缺陷、硅片平整度变化扫描过程调节聚焦，透镜缺陷、硅片平整度变化自动补偿自动补偿自动补偿自动补偿6. 6. 原来由镜头成像质量保证的原来由镜头成像质量保证的原来由镜头成像质量保证的原来由镜头成像质量保证的Y Y方向的线宽和套刻方向的线宽和套刻方向的线宽和套刻方向的线宽和套刻精度现在由机械扫描精度来实现精度现在由机械扫描精度来实现精度现在由机械扫描精度来实现精度现在由机械扫描精度来实现7. 7. 造成像差小，图像畸变小造成像差小，图像畸变小
91、造成像差小，图像畸变小造成像差小，图像畸变小8. 8. 制造成本低制造成本低制造成本低制造成本低按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n步进扫描式光刻机的特点步进扫描式光刻机的特点步进扫描式光刻机的特点步进扫描式光刻机的特点按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n 环境条件对光刻的影响环境条件对光刻的影响 1. 1. 温度：掩膜版架、光学系统、承片台等温度：掩膜版架、光学系统、承片台等温度：掩膜版架、光学系统、承片台等温度：掩膜版架、光学系统、承片
92、台等 2. 2. 湿度：胶粘附性、数值孔径、聚焦等湿度：胶粘附性、数值孔径、聚焦等湿度：胶粘附性、数值孔径、聚焦等湿度：胶粘附性、数值孔径、聚焦等 3. 3. 振动：定位、对准、聚焦、曝光等振动：定位、对准、聚焦、曝光等振动：定位、对准、聚焦、曝光等振动：定位、对准、聚焦、曝光等 4. 4. 大气压力：空气折射率、激光干涉计大气压力：空气折射率、激光干涉计大气压力：空气折射率、激光干涉计大气压力：空气折射率、激光干涉计 5. 5. 颗粒污染：图形缺陷颗粒污染：图形缺陷颗粒污染：图形缺陷颗粒污染：图形缺陷按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流
93、程指导项目的实施n nITRS（2012） 5.5 先进光刻技术（选看）先进光刻技术（选看）按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n离轴照明（离轴照明（OAI）：减小）：减小k因子因子8080年代开始就有使用年代开始就有使用年代开始就有使用年代开始就有使用 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n相移掩膜技术（相移掩膜技术（PSM）：减小）：减小k因子因子已在已在已在已在0.180.18 mm及以下工及以下工及以下工及以下工艺艺艺艺关关关关键层键层
94、键层键层使用使用使用使用按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n光学临近修正（光学临近修正（OPC）：减小）：减小k因子因子已在已在已在已在0.130.13 mm及以下工及以下工及以下工及以下工艺艺艺艺关关关关键层键层键层键层使用使用使用使用依靠依靠依靠依靠EDAEDA算法算法算法算法软软软软件件件件进进进进行行行行按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n两次图形曝光（两次图形曝光（DP）：减小）：减小k因子因子开发中，小规模应用于开发中，小规模应
95、用于开发中，小规模应用于开发中，小规模应用于32nm32nm以下技术节点以下技术节点以下技术节点以下技术节点n nDual-toneDual-tone光刻胶技光刻胶技光刻胶技光刻胶技术术术术曝光量很低和很高的光刻胶区域都不溶于曝光量很低和很高的光刻胶区域都不溶于曝光量很低和很高的光刻胶区域都不溶于曝光量很低和很高的光刻胶区域都不溶于显显显显影液。影液。影液。影液。n nDual-toneDual-tone显显显显影液技影液技影液技影液技术术术术：未量：未量：未量：未量产产产产显显显显影液去掉曝光量很低和很高的光刻胶区域。影液去掉曝光量很低和很高的光刻胶区域。影液去掉曝光量很低和很高的光刻胶区域
96、。影液去掉曝光量很低和很高的光刻胶区域。 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n自自自自对对对对准准准准侧墙侧墙侧墙侧墙技技技技术术术术被用于生被用于生被用于生被用于生产产产产FinFETFinFET的的的的Si FinSi Fin理理理理论论论论上可不断重复生成无限小的特征尺寸上可不断重复生成无限小的特征尺寸上可不断重复生成无限小的特征尺寸上可不断重复生成无限小的特征尺寸按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施两次曝光两次光刻+刻蚀两次（光刻+刻蚀）
97、按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施n n浸入式光刻（浸入式光刻（Immersion）：增大）：增大NA光在大折射率的介质中波长更小光在大折射率的介质中波长更小光在大折射率的介质中波长更小光在大折射率的介质中波长更小从从从从45nm45nm到到到到32nm32nm技术节点开始使用技术节点开始使用技术节点开始使用技术节点开始使用纯纯纯纯水水水水对对对对193nmDUV193nmDUV的折射率的折射率的折射率的折射率1.441.44 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程
98、指导项目的实施n nEUV光刻：减小光刻：减小13.5nm13.5nm光源，将在现有技术都不可行时引入量产光源，将在现有技术都不可行时引入量产光源，将在现有技术都不可行时引入量产光源，将在现有技术都不可行时引入量产 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施 按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施本章小结本章小结n n掩膜版掩膜版n n光刻的光刻的8个工艺步骤和作用个工艺步骤和作用n n光刻胶的成分和作用光刻胶的成分和作用n n正胶和负胶正胶和负胶n n光刻胶
99、的厚度光刻胶的厚度n n接触式曝光和投影式曝光接触式曝光和投影式曝光按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施本章小结本章小结n n曝光光源曝光光源n n数值孔径数值孔径n n分辨率和焦深分辨率和焦深n n驻波效应、抗反射涂层驻波效应、抗反射涂层n n扫描光刻机和步进光刻机的特点扫描光刻机和步进光刻机的特点按照因地制宜的原则，结合各部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施本章习题本章习题n n书中第书中第14章：章： 24、50n n书中第书中第15章：章：17按照因地制宜的原则，结合各
100、部门项目历史经验的积累，制定出正确合理的项目实施流程，用高质量的流程指导项目的实施本章作业本章作业1. 1. 请写出光刻的请写出光刻的请写出光刻的请写出光刻的8 8个基本步骤个基本步骤个基本步骤个基本步骤2. 2. 请列出软烘的至少请列出软烘的至少请列出软烘的至少请列出软烘的至少2 2个作用个作用个作用个作用3. 3. 已知接触孔版图图形为一些小方块，如果使用正已知接触孔版图图形为一些小方块，如果使用正已知接触孔版图图形为一些小方块，如果使用正已知接触孔版图图形为一些小方块，如果使用正胶，掩膜版应该是暗版还是亮版？胶，掩膜版应该是暗版还是亮版？胶，掩膜版应该是暗版还是亮版？胶，掩膜版应该是暗版还是亮版？4. 4. 已知某台分步重复光刻机的紫外光源波长为已知某台分步重复光刻机的紫外光源波长为已知某台分步重复光刻机的紫外光源波长为已知某台分步重复光刻机的紫外光源波长为248nm248nm、光学系统的数值孔径为、光学系统的数值孔径为、光学系统的数值孔径为、光学系统的数值孔径为0.70.7、工艺因子为、工艺因子为、工艺因子为、工艺因子为0.70.7，试计算该设备光刻的分辨率和焦深。，试计算该设备光刻的分辨率和焦深。，试计算该设备光刻的分辨率和焦深。，试计算该设备光刻的分辨率和焦深。
