集成電路工藝講義

集成電路工藝講義2024/3/211第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月目的：把經(jīng)過曝光,顯影后的光刻膠微圖形中下層材料的裸露部分去掉,即在下層材料上重現(xiàn)與光刻膠相同的圖形。2024/3/212第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月§2VLSI對圖形轉(zhuǎn)移的要求保真度選擇比均勻性清潔度2024/3/213第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月dmdmdfdfdfdm保真度：A=|df－dm|/2h1<A<0

2024/3/214第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇比：如SiO2的刻蝕中對光刻膠和硅的腐蝕速率很低對SiO2的腐蝕速率很很高2024/3/215第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月均勻性平均厚度h，厚度變化因子，1≤

≤0，最厚處h*(1+),最薄處h*(1－)平均刻蝕速率V，速度變化因子，1≤

≤0，最大速度V*(1+),最小速度V*(1－)2024/3/216第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月刻蝕時間差TM－Tm=[h*(1+)/V*(1-)]

－[h*(1－)/V*(1+)]粗細(xì)線條兼顧，折中潔凈度防止沾污2024/3/217第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月§3刻蝕方法干法刻蝕:橫向腐蝕小,鉆蝕小,無化學(xué)廢液,分辨率高,細(xì)線條操作安全，簡便；處理過程未引入污染：易于實(shí)現(xiàn)自動化，表面損傷小缺點(diǎn):成本高,設(shè)備復(fù)雜2024/3/218第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月濕法刻蝕:操作簡單,成本低廉,用時短濕法干法結(jié)合濕法去表層膠，干法去底膠2024/3/219第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月一.干法刻蝕原理基本原理：腐蝕劑氣體與被腐蝕樣品表面接觸來實(shí)現(xiàn)腐蝕。2024/3/2110第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)腔加上射頻電場，刻蝕氣體放電產(chǎn)生等離子體，等離子體處于激發(fā)態(tài)，有很強(qiáng)的化學(xué)活性，撞擊在硅片上，發(fā)生反應(yīng)，腐蝕硅化物。1.多晶硅、氧化硅、氮化硅，采用CF4刻蝕兩類物質(zhì)的腐蝕：2024/3/2111第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CF4CF3+F*CF3CF2+F*CF2CF+F*Si+4F*SiF4SiO2+4F*SiF4+O2Si3N4+4F*3SiF4+2N22024/3/2112第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月2.鋁及其合金----氯基CCl4,CHCl33.難熔金屬－－氯基或氟基TaSiX+nF－－TaF5+SiF4TaSiX+nCl－－TaCl5+SiCl44.光刻膠－－－O22024/3/2113第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月二.常用材料的腐蝕劑2024/3/2114第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月三.影響刻蝕速度的條件氣體壓力氣體流量射頻功率溫度負(fù)載效應(yīng)腐蝕劑選擇比2024/3/2115第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月刻鋁中的問題鋁表面的氧化鋁難刻中間產(chǎn)物AlCl4,BCl3淀積在表面，阻止刻蝕2024/3/2116第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月四.濕法腐蝕濕法的刻蝕原理：濕法是接觸型腐蝕，以HF酸腐蝕SiO2為例：SiO2+4HF=SiF4+2H2O此反應(yīng)的產(chǎn)物是氣態(tài)的SiF4和水,其反應(yīng)速率R可用Arrhenius方程描述：R=R0exp(-Ea/kT)，其中R0是常數(shù)，Ea是反應(yīng)的激活能，k是玻耳茲曼常數(shù)，T是溫度。2024/3/2117第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月去膠等離子去除膠底膜紫外光分解去膠原理:光刻膠薄膜在強(qiáng)紫外光照射下,分解為可揮發(fā)性氣體（如CO2、H2O），被側(cè)向空氣帶走。2024/3/2118第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月五.等離子刻蝕設(shè)備圓筒型平板型2024/3/2119第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月2024/3/2120第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)離子刻蝕結(jié)構(gòu)示意圖(硅片接地)2024/3/2121第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)離子刻蝕結(jié)構(gòu)示意圖2024/3/2122第22