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光刻原理培训 主讲：无名氏 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 硅片截面 光刻工艺的简介 硅片截面 表面生长氧化层 氧化层的生长在扩散班，图中为扩散炉 光刻工艺的简介 硅片截面 表面生长氧化层 光刻班进行加工的片子，都必须经过的步骤-匀胶。 上图中为2道匀胶机 均匀胶层（正胶） 光刻工艺的简介 硅片截面 表面生长氧化层 图中为光刻班的核心加工设备-光刻机。 经过上版、版对准、上片、片对准后执行曝光。将掩膜图形复印到硅片表面的胶层上 均匀胶层（正胶） 紫 外 线 曝 光 灯 光刻工艺的简介 硅片截面 表面生长氧化层 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 硅片截面 表面生长氧化层 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。 上图为显影机，构造与匀胶机类似 光刻工艺的简介 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 硅片截面 表面生长氧化层 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。 硅片截面 表面生长氧化层 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，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：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 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 θ x 光刻的意义 光刻是半导体芯片加工中的关