西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻

微電子制造技術(shù)

第13章

光刻:氣相成底膜到軟烘

西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解光刻的基本概念，包括工藝概述、關(guān)鍵尺寸劃分、光譜、分辨率、工藝寬容度等；2.討論正性膠和負(fù)性膠的區(qū)別；3.了解光刻的8個(gè)基本步驟；4.討論光刻膠的物理特性；5.解釋軟烘的目的，并說明它在生產(chǎn)中如何完成；

西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!光刻的基本概念

光刻就是利用光刻膠的感光性和耐蝕性，在各種薄膜上復(fù)印并刻蝕出與掩摸版完全對(duì)應(yīng)的幾何圖形。以實(shí)現(xiàn)選擇性摻雜和金屬布線的目的。是一種非常精細(xì)的表面加工技術(shù)，在芯片生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用。光刻精度和質(zhì)量將直接影響器件的性能指標(biāo)，同時(shí)也是影響制造成品率和可靠性的重要因素。光刻過程如圖所示有薄膜的晶圓光刻制程正膠工藝開孔-或負(fù)膠工藝留島-西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!

光刻是一種多步驟的圖形轉(zhuǎn)移過程，首先是在掩膜版上形成所需要的圖形，之后通過光刻工藝把所需要的圖形轉(zhuǎn)移到晶園表面的每一層。

圖形轉(zhuǎn)移通過兩步完成。首先，圖形被轉(zhuǎn)移到光刻膠層，光刻膠經(jīng)過曝光后自身性質(zhì)和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（由原來(lái)的可溶性物質(zhì)變?yōu)榉强扇苄晕镔|(zhì)，或者相反）。再通過化學(xué)溶劑（顯影劑）把可以溶解的部分去掉，不能溶解的光刻膠就構(gòu)成了一個(gè)圖形（硅片上的器件、隔離槽、接觸孔、金屬互聯(lián)線等），而這些圖形正好和掩膜版上的圖形相對(duì)應(yīng)。形成的光刻膠圖形是三維的，具有長(zhǎng)、寬、高物理特征（見下圖）。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!掩膜版

掩膜版有投影掩膜版和光掩膜版之分。投影掩膜版(reticle)是一塊包含了要在硅片上重復(fù)生成圖形的石英版，這種圖形可能只有一個(gè)管芯，或者是幾個(gè)。光掩膜版（photomask）通常也稱為掩膜版（mask），是包含了對(duì)于整個(gè)芯片來(lái)說確定一層工藝所需的完整管芯陣列的石英板。由于在圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠中光是最關(guān)鍵的因素之一，所以光刻有時(shí)被稱為光學(xué)光刻。對(duì)于復(fù)雜的集成電路，可能需要30塊以上的掩膜版用于在硅片上形成多層圖形。每一個(gè)掩膜版都有獨(dú)一無(wú)二的圖形特征，它被置于硅片表面并步進(jìn)通過整個(gè)硅片來(lái)完成每一層。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!光譜

掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上，是通過光能激活光刻膠完成的。典型光能來(lái)自是紫外(UV)光源，能量的傳遞是通過光輻射完成的。為了使光刻膠在光刻中發(fā)揮作用，必須將光刻膠制成與特定的紫外線波長(zhǎng)有化學(xué)反應(yīng)光刻膠。紫外線一直是形成光刻圖形常用的能量源，并會(huì)在接下來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)沿用（包括0.1μm或者更小的工藝節(jié)點(diǎn)的器件制造中）。電磁光譜用來(lái)為光刻引入最合適的紫外光譜，如圖13.3所示。對(duì)于光刻中重要的幾種紫外光波長(zhǎng)在表13.1中列出。大體上說，深紫外光（DUV）指的是波長(zhǎng)在300nm以下的光。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!表13.1光刻曝光的重要UV波長(zhǎng)西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!Figure13.4

PMOSFETNMOSFETCrosssectionofCMOSinverterTopviewofCMOSinverter西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!氧化P-SUBSiO2N阱光刻及注入P-SUBN隔離氧化及光刻P-SUBN柵氧化、多晶硅生長(zhǎng)及光刻P-SUBNP型注入?yún)^(qū)掩模及注入P-SUBNPN型注入?yún)^(qū)掩模及注入P-SUBNN氧化及引線孔光刻P-SUBN金屬化及光刻P-SUBN西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!光刻工藝光刻包括兩種基本類型：

負(fù)性光刻和正性光刻。負(fù)性光刻

負(fù)性光刻的基本特征是經(jīng)過曝光的光刻膠，由原來(lái)的可溶解變?yōu)椴豢扇萁猓㈦S之硬化。一旦硬化，被曝光的光刻膠就不能在溶劑中被洗掉。光刻膠上留下的圖形與掩膜版上的圖形相反（見圖13.5）。所以這種光刻膠被稱為負(fù)性光刻膠。

西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!正性光刻正性光刻的基本特征是，經(jīng)過曝光的光刻膠由原來(lái)不可溶解變?yōu)榭扇芙?，即?jīng)過曝光的光刻膠在顯影液中軟化并可溶解。光刻膠上留下的圖形與掩膜版上的圖形相同（見圖13.6）。所以這種光刻膠被稱為正性光刻膠。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!期望印在硅片上的光刻膠結(jié)構(gòu)

窗口襯底光刻膠島石英鉻島使用負(fù)性膠時(shí)要求掩膜版上的圖形(與想要的結(jié)構(gòu)相反)使用正性膠時(shí)要求掩膜版上的圖形(與想要的結(jié)構(gòu)相同)Figure13.7掩膜版與光刻膠之間的關(guān)系西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!8)顯影檢查5)曝光后的烘焙6)顯影7)堅(jiān)膜烘焙UV光掩膜版4)對(duì)準(zhǔn)和曝光光刻膠2)旋轉(zhuǎn)涂膠3)軟烘1)氣相成底膜HMDS光刻工藝的8個(gè)基本步驟西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!脫膠Figure13.13由于表面沾污引起的黏附性差的效果

西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!滴浸潤(rùn)形成旋轉(zhuǎn)硅片除去多余的液體Figure13.14HMDS滴浸潤(rùn)液和旋轉(zhuǎn)西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!3)甩掉多余的膠4)溶劑揮發(fā)1)滴膠2)加速旋轉(zhuǎn)Figure13.14旋轉(zhuǎn)涂布光刻膠的4個(gè)步驟西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!硅片上涂膠的目的光刻膠是一種有機(jī)化合物，經(jīng)紫外線曝光后，在顯影溶液中的溶解度會(huì)發(fā)生明顯變化。芯片制造所用的光刻膠以液態(tài)形式涂在硅片表面。然后被干燥成膠膜。硅片制造中使用光刻膠的目的是：將掩膜版圖案轉(zhuǎn)移到硅片表面頂層的光刻膠上。在刻蝕工藝中，保護(hù)光刻膠下面的材料（各種絕緣介質(zhì)薄膜、金屬薄膜等）完好無(wú)損、不被刻蝕。

西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!光刻膠的類型普通光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。這種分類是基于光刻膠材料對(duì)紫外光的響應(yīng)特性。對(duì)于負(fù)性光刻膠，經(jīng)紫外光曝光后發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)并會(huì)硬化，使原來(lái)可以被顯影液溶解的成分變得不可溶解。顯影后與掩膜版相反的圖形留在光刻膠上。對(duì)于正性光刻膠，經(jīng)紫外光曝光后的區(qū)域經(jīng)歷了一種光化學(xué)反應(yīng)，使原來(lái)難以被顯影液溶解的特性變得可溶解。顯影后與掩膜版相同的圖形留在光刻膠上。也可以依據(jù)光刻膠所形成的最小關(guān)鍵尺寸來(lái)給光刻膠分類。一類是能形成線寬尺寸在0.35μm及其以上的傳統(tǒng)光刻膠。另一類是適用于深紫外(DUV)波長(zhǎng)的化學(xué)放大光刻膠。

西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!光刻膠的物理特性在芯片制造工藝中，可能會(huì)用到許多類型的光刻膠。每一種都應(yīng)該具備其與光刻工藝要求直接相關(guān)的自身物理特性。一種專用的光刻膠應(yīng)該具備以下物理特性分辨率對(duì)比度敏感度粘滯性粘附性抗蝕性表面張力沾污和顆粒

西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!敏感度是指硅片表面光刻膠中產(chǎn)生一個(gè)良好圖形所需要的一定波長(zhǎng)光的最小能量值（以mJ/cm2為單位）。提供給光刻膠的光能量值通常稱為曝光量。粘滯性粘滯性是指對(duì)于液體光刻膠來(lái)說其流動(dòng)特性的定量指標(biāo)。粘滯性越高流動(dòng)性越差。粘滯性越高越有利于臺(tái)階覆蓋，但間隙填充能力就越差。粘附性黏附性是指光刻膠附著于襯底的強(qiáng)渡。粘附性的不足會(huì)導(dǎo)致硅片表面上的圖形變形。要求必須經(jīng)受曝光、顯影和刻蝕等工藝的考驗(yàn)。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!光刻膠的成分添加劑:控制光刻膠材料特殊方面的化學(xué)物質(zhì)，用來(lái)控制和改變光刻膠材料的特定化學(xué)性質(zhì)或光響應(yīng)特性。溶劑:使光刻膠具有流動(dòng)性，易揮發(fā)，對(duì)于光刻膠的化學(xué)性質(zhì)幾乎沒有影響。感光劑:

光刻膠材料中的光敏成分，對(duì)光能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)樹脂:惰性的聚合物，用于把光刻膠中的不同材料聚在一起的粘合劑，給予光刻膠其機(jī)械和化學(xué)性質(zhì)。Figure13.18西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!被曝光的光刻膠溶于顯影液未被曝光的光刻膠，包含PAC,保持交聯(lián)并不溶于顯影液曝光前正性光刻膠曝光后正性光刻膠顯影后正性光刻膠UVOxidePhotoresistSubstrate可溶的光刻膠曝光未被曝光PACFigure13.20在正性I線光刻膠中作為溶解抑制劑的PAC西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!深紫外(DUV)光刻膠對(duì)于最理想的圖形分辨率，光刻的目標(biāo)是曝光光線的波長(zhǎng)與關(guān)鍵尺寸成比例。上世紀(jì)90年代中期最典型的曝光光線的波長(zhǎng)是365nm的I線，可得到0.35mm的關(guān)鍵尺寸。為了得到0.25mm的關(guān)鍵尺寸，必須減小曝光光源的波長(zhǎng)到250nm左右。這個(gè)值相當(dāng)于深紫外(DUV)248nm的紫外波長(zhǎng)。標(biāo)準(zhǔn)I線光刻膠由于缺乏對(duì)更小波長(zhǎng)的光敏感性，要完成光刻膠的光反應(yīng)就需要更長(zhǎng)的曝光時(shí)間或高輸出能量的光源，而對(duì)于248nm深紫外波段汞燈只有很小的能量輸出，基于這一原因，I線光刻膠只適用在線寬為0.35mm和以上的關(guān)鍵尺寸的圖形制作。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!深紫外光刻膠的化學(xué)放大隨著一種基于化學(xué)放大的DUV波長(zhǎng)光刻膠的引入，光刻膠技術(shù)發(fā)生了一個(gè)重大的變化?；瘜W(xué)放大(CA)的意思是對(duì)于哪些DNQ線性酚醛樹脂極大地增加它們的敏感性，所有的正性和負(fù)性248nm的光刻膠都可以放大。DUV曝光進(jìn)行酸性催化反應(yīng)而增加反應(yīng)速度。這個(gè)過程是通過采用一種稱為光酸產(chǎn)生劑(PAG)的感光劑，增加光刻膠的敏感性而完成的。對(duì)于所有CADUV光刻膠樹脂的基本原則是：樹脂需要化學(xué)保護(hù)團(tuán)使其不能溶于水性顯影液。在光刻膠的曝光區(qū)域由PAG產(chǎn)生的酸只有經(jīng)過加熱烘焙時(shí)通過催化反應(yīng)，將保護(hù)團(tuán)移走(消除保護(hù))曝光的光刻膠便可溶于顯影液。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!軟烘硅片上涂膠后要進(jìn)行軟烘（也叫前烘）。軟烘的目的是：將硅片上覆蓋的光刻膠溶劑去除；增強(qiáng)光刻膠的粘附性以便在顯影時(shí)光刻膠可以很好的粘附在硅片表面；3.緩和在旋轉(zhuǎn)過程中光刻膠膠膜內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力；4.防止硅片邊緣處的光刻膠沾到設(shè)備上。

軟烘的溫度和時(shí)間視具體光刻膠和工藝條件而定。通常在85～120℃的溫度范圍內(nèi)，時(shí)間在30～60秒。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!線寬間距厚度Substrate光刻膠Figure13.2光刻膠的三維圖形西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!4:1Reticle1:1MaskPhoto13.1光刻掩膜版和投影掩膜版西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!可見無(wú)線電波微波紅外線γ射線UVX-射線f(Hz)1010101010101010101046810121416221820(m)420-2-4-6-8-14-10-1210101010101010101010365436405248193157ghiDUVDUVVUVl(nm)在光學(xué)光刻中常用的UV波長(zhǎng)Figure13.3電磁光譜的片段西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!套準(zhǔn)精度光刻要求硅片表面上存在的圖形與掩膜版上的圖形準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，這種特征指標(biāo)就是套準(zhǔn)精度。對(duì)準(zhǔn)十分關(guān)鍵是因?yàn)檠谀ぐ嫔系膱D形要層對(duì)層準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)移到硅片上（見圖13.4）。因?yàn)槊恳淮喂饪潭际菍⒀谀ぐ嫔系膱D形轉(zhuǎn)移到硅片上，而光刻次數(shù)之多，任何一次的套準(zhǔn)誤差都會(huì)影響硅片表面上不同圖案間總的布局寬容度。這種情況就是套準(zhǔn)容差。大的套準(zhǔn)容差會(huì)減小集成密度，即限制了器件的特征尺寸，從而降低IC性能。除了對(duì)圖形對(duì)準(zhǔn)的控制，在工藝過程中的缺陷水平的控制也同樣是非常重要的。光刻操作步驟的數(shù)目之多和光刻工藝層的數(shù)量之大，所以光刻工藝是一個(gè)主要的缺陷來(lái)源。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!CMOS掩模版分解圖西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!工藝寬容度光刻工藝中有許多工藝是可變量。例如，設(shè)備設(shè)定、材料種類、人為操作、機(jī)器性能，還有材料隨時(shí)間的穩(wěn)定性等諸多內(nèi)容都存在可變因素。工藝寬容度表示的是光刻始終如一地處理符合特定要求產(chǎn)品的能力。目標(biāo)是獲得最大的工藝寬容度，以達(dá)到最大的工藝成品率。為了獲得最大的工藝寬容度，設(shè)計(jì)工程師在版圖設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮工藝過程所存在的可變因素，在制造過程中，工藝工程師也可通過調(diào)整工藝參量以實(shí)現(xiàn)最高的制造成品率。對(duì)于光刻，高的工藝寬容度意味著在生產(chǎn)過程中，即使遇到所有的工藝發(fā)生變化，但只要還在規(guī)定的范圍內(nèi)，也就能達(dá)到關(guān)鍵尺寸的要求。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!Ultravioletlight島被曝光的區(qū)域光刻膠發(fā)生交聯(lián)變成阻止顯影的化學(xué)物質(zhì)光刻膠顯影后的最終圖形窗口光刻膠的曝光區(qū)光刻膠上的陰影在掩膜版上的鉻島SiliconsubstratePhotoresistOxidePhotoresistOxideSiliconsubstrateFigure13.5負(fù)性光刻

西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!Figure13.6正性光刻

photoresistsiliconsubstrateoxideoxidesiliconsubstratephotoresistUltravioletlight島光刻膠顯影后的最終圖形光刻膠上的陰影光刻膠的曝光區(qū)

在掩膜版上的鉻島窗口SiliconsubstratePhotoresistOxidePhotoresistOxideSiliconsubstrate西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!接觸孔的模擬(正膠光刻)金屬互連線的模擬(正膠光刻)亮場(chǎng)掩膜版暗場(chǎng)掩膜版Figure13.8亮場(chǎng)與暗場(chǎng)掩膜版西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!氣相成底膜

氣相成底膜主要是為涂膠工藝作前期準(zhǔn)備，包含硅片清洗、脫水烘焙及成底膜等內(nèi)容。硅片清洗

光刻的步首先是硅片表面清洗，因?yàn)椴磺鍧嵉谋砻嫱ǔ４嬖诒砻骖w粒、金屬雜質(zhì)、有機(jī)沾污和自然氧化層等。這些沾污物的一個(gè)主要影響是造成光刻膠與硅片的黏附性變差。這種情況會(huì)在顯影和刻蝕中引起光刻膠的“脫膠”，從而導(dǎo)致光刻膠下的底層薄膜的鉆蝕（見圖13.3）。

通常進(jìn)入光刻工藝的硅片剛完成氧化或淀積操作，并處于潔凈狀態(tài)，為這些潔凈硅片涂膠的最佳條件是盡可能地快。

西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!脫水烘焙

脫水烘焙的目的是清除硅片表面的殘余潮氣，以便使光刻膠和硅片表面有很好的黏附性能。實(shí)際的烘焙溫度是可變的，一般為200～250℃，不超過400℃。典型的烘焙是在傳統(tǒng)的充滿惰性氣體的烘箱或真空烘箱中完成，現(xiàn)在幾乎所有的硅片加工廠都使用自動(dòng)化硅片軌道系統(tǒng)完成脫水烘焙工藝。硅片成底膜脫水烘焙后的硅片立即用六甲基二硅胺烷(HMDS)成底膜，作用是提高光刻膠的黏附性能。HMDS的作用是影響硅片表面使之疏離水分子，同時(shí)形成對(duì)光刻膠的結(jié)合力。HMDS可以用浸泡、噴霧和氣相方法來(lái)涂。硅片上成底膜的方法一般被集成在硅片軌道系統(tǒng)上。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!旋轉(zhuǎn)涂膠成底膜處理后，硅片要立即用旋轉(zhuǎn)涂膠的方法涂上液相光刻膠材料。通常硅片被固定在一個(gè)真空載片臺(tái)上，一定數(shù)量的液體光刻膠滴在硅片上，然后旋轉(zhuǎn)硅片得到一層厚度均勻的光刻膠涂層（見圖13.10）。不同的光刻膠要求不同的旋轉(zhuǎn)涂膠條件，例如最初慢速旋轉(zhuǎn)（約500rpm），接下來(lái)躍變到最大轉(zhuǎn)速3000rpm或者更高。依靠旋轉(zhuǎn)離心力和光刻膠的表面張力使硅片表面得到一層厚度均勻的光刻膠。涂膠應(yīng)用的重要質(zhì)量指標(biāo)是：時(shí)間、速度、厚度、均勻性、顆粒沾污及光刻膠缺陷，如針孔等。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!工藝小結(jié):硅片置于真空吸盤上滴約5ml的光刻膠以約500rpm慢速旋轉(zhuǎn)加速到約3000to5000rpm質(zhì)量指標(biāo)時(shí)間速度厚度均勻性顆粒和缺陷真空吸盤與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)連接的轉(zhuǎn)桿至真空泵滴膠頭Figure13.10旋轉(zhuǎn)涂膠西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!隨著電路密度和關(guān)鍵尺寸的不斷縮小，為了將亞微米線寬的圖形轉(zhuǎn)移到硅片表面，光刻膠必須具備如下特性：更好的圖形清晰度(分辨率)對(duì)硅片表面更好的黏附性更好的均勻性工藝寬容度高(對(duì)工藝可變量敏感度降低)

西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!正負(fù)光刻膠的對(duì)比負(fù)性光刻膠因具有與硅片良好的黏附性能和對(duì)刻蝕良好的阻擋作用，在20世紀(jì)70年代被廣泛使用。然而，由于顯影時(shí)的變形和膨脹，通常只能有2μm的分辨率。隨著集成度的提高和關(guān)鍵尺寸的不斷減小，負(fù)性光刻膠被正性光刻膠所取代。但正性光刻膠的黏附性能較負(fù)性光刻膠差。要在硅片上得到相同圖案，使用不同極性的光刻膠所對(duì)應(yīng)的掩膜版（亮、暗場(chǎng)轉(zhuǎn)換）是不同的。這種變化不僅僅是改變掩膜版的明暗場(chǎng)，因?yàn)閮煞N不同的光刻膠其復(fù)印掩膜尺寸是不同的。主要原因是圖形周圍光的散射（衍射）。所以掩膜版不僅是明暗場(chǎng)的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化，必須考慮該因素而進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!分辨率：硅片上形成符合質(zhì)量規(guī)范要求的最小特征圖形的能力，形成的關(guān)鍵尺寸越小，光刻膠的分辨率能力就越高。對(duì)比度：是指光刻膠上從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的陡度（見圖13.16）。差的光刻膠對(duì)比度斜坡墻膨脹ResistFilm好的光刻膠對(duì)比度陡直墻無(wú)膨脹ResistFilmFigure13.16西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!抗蝕性光刻膠在后續(xù)的濕法刻蝕和干法刻蝕中必須有效保護(hù)光刻膠下的襯底表面不受刻蝕的影響。這種性質(zhì)稱為光刻膠的抗蝕性。

表面張力指的是液體中將表面分子拉向液體主體內(nèi)的分子間的吸引力（見下圖）。

小分子力引起小的表面張力 大分子引起大的表面張力

Figure13.17表面張力西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第十三章光刻共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!被曝光的區(qū)域發(fā)生交聯(lián)，并變成阻止顯影的化學(xué)物質(zhì)未曝光的區(qū)域保留可溶于顯影液的化學(xué)物質(zhì)曝光前負(fù)性光刻膠曝光后負(fù)性光刻膠顯影后的光刻膠UVOxidePhotoresistSubstrate交聯(lián)未被曝光曝光可溶Figure13.19負(fù)性光刻膠交聯(lián)西安交通大學(xué)微