1、光刻技術光刻工藝光刻技術刻蝕技術目 的v 光刻系統的主要指標光刻系統的主要指標v 基本光刻工藝流程基本光刻工藝流程v 光刻技術中的常見問題光刻技術中的常見問題 v 光刻掩模板的制造光刻掩模板的制造v 曝光技術曝光技術v 光刻設備光刻設備v 濕法腐蝕和干法刻蝕的原理濕法腐蝕和干法刻蝕的原理高分辨率。高分辨率。通常把線寬作為光刻水平的標志，線寬越來越細，要求光刻具有高分辨率。高靈敏度的光刻膠。高靈敏度的光刻膠。光刻膠的靈敏度通常是指光刻膠的感光速度。光刻膠靈敏度提高，曝光時間短，但往往使光刻膠的其他屬性變差。低缺陷。低缺陷。在集成電路芯片的加工進程中，如果在器件上產生一個缺陷，即使缺陷的尺寸小于圖

2、形的線寬，也可能會使整個芯片失效。精密的套刻對準。精密的套刻對準。集成電路芯片的制造需要經過多次光刻，在各次曝光圖形之間要相互套準。通常要采用自動套刻對準技術。誤差誤差 10%L對大尺寸硅片的加工。對大尺寸硅片的加工。為了提高經濟效益和硅片利用率，一般在一個大尺寸硅片上同時制作很多個完全相同的芯片。對于光刻而言，在大尺寸硅片上滿足前述的要求難度更大。IC 對光刻技術的基本要求3.1 概述v光刻光刻(photolithography)是在光的作用下，是在光的作用下，使圖像從母版向另一種介質轉移的過程。母使圖像從母版向另一種介質轉移的過程。母版就是光刻版，是一種由透光區和不透光區版就是光刻版，是一

3、種由透光區和不透光區組成的玻璃版。組成的玻璃版。v即將掩模版（光刻版）上的幾何圖形轉移到即將掩模版（光刻版）上的幾何圖形轉移到覆蓋在半導體襯底表面的對光輻照敏感薄膜覆蓋在半導體襯底表面的對光輻照敏感薄膜材料（光刻膠）上去的工藝過程材料（光刻膠）上去的工藝過程 。 光刻工藝就是利用光敏光敏的抗蝕涂層發生光化學反應光化學反應，按照確定的版圖圖形，結合刻刻蝕方法蝕方法在各種薄膜薄膜上（如SiO2等絕緣膜和各種金屬膜）制備出制備出合乎要求的電路圖形，包括形成金屬電極和布線、表面鈍化以及實現選擇性摻雜。由于集成電路有一定的空間結構，需多次使用光刻多次使用光刻，每塊集成電路一般要進行67次光刻，所以氧化工

4、藝氧化工藝與光刻工藝光刻工藝的結合構成了整個平面工藝的基礎。v 分辨率、分辨率、v 焦深、焦深、v 對比度、對比度、v 特征線寬控制、特征線寬控制、v 對準和套刻精度、對準和套刻精度、v 產率以及價格。產率以及價格。光刻系統的主要指標包括光刻系統的主要指標包括:73.1.1 分辨率分辨率 分辨率是指一個光學系統精確區分目標的能力。分辨率是指一個光學系統精確區分目標的能力。分辨率是決定光刻系統最重要的指標，能分辨的分辨率是決定光刻系統最重要的指標，能分辨的線線寬寬越小，分辨率越小，分辨率越高越高。其由瑞利衍射定律決定：。其由瑞利衍射定律決定：NAkR1k1=0.60.8NA=0.160.8提高分

5、辨率：提高分辨率：NA ， ，k1 ：曝光光源的波長 NA：曝光鏡頭的數值孔徑 K1: 比例系數83.1.2 光刻分辨率光刻分辨率v分辨率分辨率R=1/2L (mm-1)；直接用線寬直接用線寬L表示表示v存在物理極限，由衍射存在物理極限，由衍射決定：決定： L/2, Rmax 1/L L即每即每mm中包含的間距與寬度相等的線條數目。中包含的間距與寬度相等的線條數目。因光的波動性而產生的衍射效應限定了線寬因光的波動性而產生的衍射效應限定了線寬KrF激光光源，可產生激光光源，可產生0.25um常用光源波長常用光源波長436nm，最佳線寬，最佳線寬47um粒子粒子質量質量m，動能動能E有關有關3.2

6、基基本本光光刻刻工工藝藝流流程程10底膜處理底膜處理v底膜處理是光刻工藝的第一步，其主要目底膜處理是光刻工藝的第一步，其主要目的是對硅襯底表面進行處理，以增強襯底的是對硅襯底表面進行處理，以增強襯底與光刻膠之間的與光刻膠之間的黏附性黏附性。v底膜處理包括以下過程：底膜處理包括以下過程： 1、清洗；清洗；2、烘干；烘干；3、增粘處理。增粘處理。涂涂 膠膠 在集成電路工藝中，光刻膠層的作用是在刻蝕(腐蝕)或離子注入過程中，保護被光刻膠覆蓋的材料。因此，光刻膠層與硅片表面之間需要牢固地黏附。涂膠的目的是在硅片表面形成厚度均勻、附著性強、并且沒有缺陷的光刻膠薄膜厚度均勻、附著性強、并且沒有缺陷的光刻膠

7、薄膜。 在涂膠之前，硅片一般需要經過脫水烘焙脫水烘焙并且涂上用來增加光刻膠與硅片表面附著能力的化合物。SiO2的表面是親水性親水性的，而光刻膠是疏水性疏水性的六甲基乙硅氮烷六甲基乙硅氮烷(簡稱HMDS)涂膠：采用旋轉涂膠工藝前前 烘烘 在液態的光刻膠中，溶劑的成份占65-85，經過甩膠之后，雖然液態的光刻膠已經成為固態的薄膜，但仍含有10-30的溶劑，涂膠以后的硅片，需要在一定的溫度下進行烘烤，使溶劑從光刻膠內揮發出來，這一步驟稱為前烘。 (前烘后光刻膠中溶劑含量降至到5左右) 在前烘過程中，由于溶劑的揮發，光刻膠的厚度也會減薄，一般減小的幅度為10-20左右。14曝曝 光光v曝光是使光刻掩模

8、版與涂上光刻膠的襯底對曝光是使光刻掩模版與涂上光刻膠的襯底對準，用光源經過光刻掩模版照射襯底，使接準，用光源經過光刻掩模版照射襯底，使接受到光照的光刻膠的光學特性發生變化。受到光照的光刻膠的光學特性發生變化。v曝光中要特別注意曝光光源的選擇和對準。曝光中要特別注意曝光光源的選擇和對準。15簡單的光學系統曝光圖簡單的光學系統曝光圖 顯顯 影影 顯影后所留下的光刻膠圖形光刻膠圖形將在后續的刻蝕和離子注入刻蝕和離子注入工藝中做為掩膜，因此顯影也是一步重要工藝。嚴格地說，在顯影時曝光區與非曝光區的光刻膠都有不同程度的溶解。曝光區與非曝光區的光刻膠的溶解速度反差越大，顯影后得到的圖形對比度越高。 以正膠

9、為例，在顯影過程中，曝光區的光刻膠在顯影液中溶解，非曝光區的光刻膠則不會溶解。曝光后在光刻膠層中形成的潛在圖形，曝光后在光刻膠層中形成的潛在圖形，顯影后便顯現出來顯影后便顯現出來，這一步驟稱為顯影。 17堅堅 膜膜v堅膜也叫后烘，堅膜也叫后烘，主要作用是除去光刻膠中剩余的溶劑，增強光刻膠對硅片表面的附著力，同時提高光刻膠在刻蝕和離子注入過程中的抗蝕性和保護能力。v堅膜溫度要高于前烘和曝光后烘烤溫度，較高的堅膜溫堅膜溫度要高于前烘和曝光后烘烤溫度，較高的堅膜溫度可使堅膜后光刻膠中的溶劑含量更少，但增加了去膠度可使堅膜后光刻膠中的溶劑含量更少，但增加了去膠時的困難。且光刻膠內部拉伸應力的增加會使光

10、刻膠的時的困難。且光刻膠內部拉伸應力的增加會使光刻膠的附著性下降，因此必須適當的控制堅膜溫度附著性下降，因此必須適當的控制堅膜溫度 。1030 min，100140 C腐腐 蝕蝕v腐蝕就是用適當的腐蝕劑，對未被膠膜覆蓋的二氧化硅未被膠膜覆蓋的二氧化硅或其他性質的薄膜進行腐蝕性質的薄膜進行腐蝕，按照光刻膠膜上已經顯示出來的圖形，進行完整、清晰、準確的腐蝕完整、清晰、準確的腐蝕，達到選擇性擴散或金屬布線的目的。它是影響光刻精度的重要環節影響光刻精度的重要環節。v對腐蝕劑的要求有：v(1)只對需要腐蝕的物質進行腐蝕。v(2)對抗蝕劑膠膜不腐蝕或腐蝕很小。v(3)腐蝕因子要大于一定的數值。腐蝕因子定義

11、為：當腐蝕線條時，腐蝕的深度與一邊的橫向增加量的比值。它的值大則表明橫向腐蝕速度小，腐蝕效果好，常用來衡量腐蝕的質量。v(4)腐蝕液毒性小，使用方便，腐蝕圖形邊緣整齊、清晰。去去 膠膠v去膠是常規光刻工藝的最后一道工序，簡單地講，是使用特定的方法將經過腐蝕之后還留在表面的膠膜去除掉。v在集成電路工藝中，去膠的方法包括濕法去膠和干法去膠，在濕法去膠中又分為有機溶液去膠和無機溶液去膠。 v有機溶液去膠主要是使光刻膠溶于有機溶液中（丙酮和芳香族的有機溶劑），從而達到去膠的目的。v無機溶液去膠的原理是使用一些無機溶液(如H2SO4和H2O2等)，將光刻膠中的碳元素氧化成為二氧化碳，把光刻膠從硅片的表面

12、上除去。v98%H2SO4+H2O2+膠膠CO+CO2+H2OvO2+膠膠 CO+CO2+H2Ov干法去膠則是用等離子體將光刻膠剝除。干法去膠則是用等離子體將光刻膠剝除。光刻膠通過在氧等離子體中發生化學反應，生成氣態的CO，CO2和H2O由真空系統抽走。v相對于濕法去膠，干法去膠的效果更好，但是干法去膠存在反應殘留物的玷污問題，因此干法去膠與濕法去膠經常搭配進行。20最終檢驗最終檢驗 v在基本的光刻工藝過程中，最終步驟是在基本的光刻工藝過程中，最終步驟是檢驗。襯底在入射白光或紫外光下首先檢驗。襯底在入射白光或紫外光下首先接受表面目檢，以檢查污點和大的微粒接受表面目檢，以檢查污點和大的微粒污染。

13、之后是顯微鏡檢驗或自動檢驗來污染。之后是顯微鏡檢驗或自動檢驗來檢驗缺陷和圖案變形。檢驗缺陷和圖案變形。 在光刻的過程中通常包括三個主要步驟：曝光、顯影、刻蝕在光刻的過程中通常包括三個主要步驟：曝光、顯影、刻蝕(或淀積或淀積) 。223.3 光刻技術中的常見問題光刻技術中的常見問題v半導體器件和集成電路的制造對光刻質量有半導體器件和集成電路的制造對光刻質量有如下要求：一是刻蝕的如下要求：一是刻蝕的圖形完整圖形完整，尺寸準確，尺寸準確，邊緣整齊陡直邊緣整齊陡直；二是圖形內沒有；二是圖形內沒有針孔針孔；三是；三是圖形外沒有圖形外沒有殘留殘留的被腐蝕的被腐蝕物質物質。同時要求圖。同時要求圖形套刻準確，

14、無污染等等。但在光刻過程中，形套刻準確，無污染等等。但在光刻過程中，常常出現浮膠、毛刺、鉆蝕、針孔和小島等缺出現浮膠、毛刺、鉆蝕、針孔和小島等缺陷陷。 v光刻三要素：光刻膠、掩膜版和光刻機v一、 光刻膠光刻膠又叫光致抗蝕劑，它是由光敏化合物、基體樹脂和有機溶劑等混合而成的膠狀液體光刻膠受到特定波長光線的作用后，導致其化學結構發生變化，使光刻膠在某種特定顯影溶液中的溶解特性改變3.4 光刻膠與掩膜版光刻膠與掩膜版顯影液硅片光刻膠二氧化硅膜曝光后的光刻膠25v按曝光區在顯影中被去除或保留來劃分：按曝光區在顯影中被去除或保留來劃分：正（性）膠正（性）膠 負（性）膠負（性）膠v按其用途劃分：按其用途劃

15、分：光學光刻膠光學光刻膠電子抗蝕劑電子抗蝕劑X-射線抗蝕劑射線抗蝕劑分類分類曝光前不可溶曝光前不可溶,曝光后可溶曝光后可溶曝光前可溶曝光前可溶,曝光后不可溶曝光后不可溶26光刻膠的特征量光刻膠的特征量v響應波長響應波長v靈敏度，又稱光敏度，指最小曝光劑量靈敏度，又稱光敏度，指最小曝光劑量E0 v抗蝕性，抗蝕性，指耐酸、堿能力指耐酸、堿能力v粘滯性，指粘滯性，指流動特性的定量指標流動特性的定量指標 v粘附性粘附性 ，指與硅、二氧化硅表面結合力的大小，指與硅、二氧化硅表面結合力的大小 v光刻膠的膨脹光刻膠的膨脹 v微粒數量和金屬含量微粒數量和金屬含量 v儲存壽命儲存壽命 27光學光刻膠光學光刻膠正

16、膠和負膠進行圖形轉移示意圖 283 正、負膠比較正、負膠比較v正膠，顯影容易，圖形邊緣齊，無溶漲現象，光正膠，顯影容易，圖形邊緣齊，無溶漲現象，光刻的分辨率高，去膠也較容易。刻的分辨率高，去膠也較容易。 在超大規模集成電路工藝中，一般只采用正膠。 v負膠顯影后保留區的膠膜是交聯高分子，在顯影負膠顯影后保留區的膠膜是交聯高分子，在顯影時，吸收顯影液而時，吸收顯影液而溶漲溶漲，另外，交聯反應是局部，另外，交聯反應是局部的，邊界不齊，所以圖形分辨率下降。光刻后硬的，邊界不齊，所以圖形分辨率下降。光刻后硬化的膠膜也較難去除。但負膠比正膠相抗蝕性強。化的膠膜也較難去除。但負膠比正膠相抗蝕性強。 適于加工

17、線寬3m的線條29其它光刻膠其它光刻膠1、電子束光刻膠、電子束光刻膠 2、X射線光刻膠射線光刻膠 303.4 光刻掩模版的制造光刻掩模版的制造 掩模版就是將設計好的特定幾何圖形通過一定掩模版就是將設計好的特定幾何圖形通過一定的方法以一定的間距和布局做在基版上，供光的方法以一定的間距和布局做在基版上，供光刻工藝中重復使用。制造商將設計工程師交付刻工藝中重復使用。制造商將設計工程師交付的標準制版數據傳送給一個稱作圖形發生器的的標準制版數據傳送給一個稱作圖形發生器的設備，圖形發生器會根據該數據完成圖形的產設備，圖形發生器會根據該數據完成圖形的產生和重復，并將版圖數據分層轉移到各層光刻生和重復，并將版

18、圖數據分層轉移到各層光刻掩模版（為涂有感光材料的優質玻璃板）上，掩模版（為涂有感光材料的優質玻璃板）上，這就是制版。這就是制版。 31光刻版光刻版32(A)電路圖；電路圖；(B)版圖版圖(A)(B) 掩模版的制備流程掩模版的制備流程v(1)空白版的制備v(2)數據轉換 v(3)刻畫 v(4)形成圖形 v(5)檢測與修補 v(6)老化與終檢 34掩模板的基本構造及質量要求掩模板的基本構造及質量要求掩模版的基本構造 掩膜版質量的要求掩膜版質量的要求v(1)玻璃襯底的選擇 v用于掩膜版制備的玻璃襯底需滿足以下幾個條件。v熱膨脹系數(CTE) 要求越小越好，對于白玻璃，要求要求越小越好，對于白玻璃，要

19、求9.310-6K-1；對于硼硅玻；對于硼硅玻璃，要求璃，要求4.510-6K-1；對于石英玻璃，要求；對于石英玻璃，要求0.510-6K-1。v透射率 在在360nm以上的波長范圍內，透射率在以上的波長范圍內，透射率在90%以上。以上。v化學穩定性 掩模版在使用和儲存過程中，很難絕對避免與酸、堿、水和其它掩模版在使用和儲存過程中，很難絕對避免與酸、堿、水和其它氣氛接觸。它們對玻璃都有不同程度的溶解力。氣氛接觸。它們對玻璃都有不同程度的溶解力。v選擇方法 要求玻璃襯底表面平整、光滑、無劃痕、厚度均勻，與遮光膜的要求玻璃襯底表面平整、光滑、無劃痕、厚度均勻，與遮光膜的粘附性好。粘附性好。36彩色

20、版制備技術彩色版制備技術 彩色版是一種采用新型的透明或半透明掩模，因有顏色，彩色版是一種采用新型的透明或半透明掩模，因有顏色，即俗稱彩色版，它可克服超微粒干版缺陷多，耐磨性差及即俗稱彩色版，它可克服超微粒干版缺陷多，耐磨性差及鉻版針孔多、易反光、不易對準等缺點。鉻版針孔多、易反光、不易對準等缺點。 彩色版種類很多，有氧化鐵版、硅版、氧化鉻版、氧化彩色版種類很多，有氧化鐵版、硅版、氧化鉻版、氧化亞銅版等，目前應用較廣的是氧化鐵彩色版。亞銅版等，目前應用較廣的是氧化鐵彩色版。 氧化鐵具備作為選擇透明掩模材料的所有要求的最佳的氧化鐵具備作為選擇透明掩模材料的所有要求的最佳的化學和物理特性。據報道，在

21、紫外區（化學和物理特性。據報道，在紫外區（300400nm）的透的透射率小于射率小于1%，在可見光區（，在可見光區（400800nm）透射率大于透射率大于30%。 373.6 紫外光曝光技術紫外光曝光技術光學相關波長范圍參考圖38紫外光曝光技術紫外光曝光技術v光源：主要是光源：主要是UV，DUV水銀弧光燈：水銀弧光燈： i線線365nm； h線線405nm； g線線436nm氙汞燈：氙汞燈：200-300nm準分子激光：準分子激光：KrF248nm；0.35-0.18 m工藝，工藝，ArF193nm，可用于可用于0.13m的的CMOS工藝工藝39紫外光曝光技術紫外光曝光技術1:1曝光系統曝光系

22、統4或或5倍縮小曝光系統倍縮小曝光系統接觸式接觸式接近式接近式投影式（步進）投影式（步進）40其它曝光技術其它曝光技術其它曝光技術的主要有：其它曝光技術的主要有： 電子束光刻電子束光刻 X-射線光刻射線光刻 離子束光刻離子束光刻 新技術展望新技術展望 41電子束光刻電子束光刻v電子束光刻是采用電子束光刻機進行的光刻，電子束光刻是采用電子束光刻機進行的光刻，有兩種方式：一是在一臺設備中既發生圖形又有兩種方式：一是在一臺設備中既發生圖形又進行光刻，就是進行光刻，就是直寫光刻直寫光刻（不用光刻板的光（不用光刻板的光刻）；另一種是兩個系統，制版和光刻分別進刻）；另一種是兩個系統，制版和光刻分別進行。行

23、。v電子束光刻已應用于制造高精度掩模版、移相電子束光刻已應用于制造高精度掩模版、移相掩膜版和掩膜版和x射線掩模版。射線掩模版。42新技術展望新技術展望 NAkR1NAkR11、浸入式光刻技術、浸入式光刻技術n/ 45, 32, 22 nmTechnology nodes譬如用水替代空氣譬如用水替代空氣全氟聚烷基醚油全氟聚烷基醚油432、納米壓印光刻、納米壓印光刻現有的主流納米壓印光刻44新技術展望新技術展望 3、極紫外光刻（、極紫外光刻（EUV） 極紫外光刻原理圖 45新技術展望新技術展望 4、無掩模光刻、無掩模光刻(ML2)光學無掩模光刻示意圖 帶電粒子無掩模光刻示意圖 46 從平面工藝誕生

24、以來，光刻設備可以分為五代。從平面工藝誕生以來，光刻設備可以分為五代。每一代又以那個時期獲得每一代又以那個時期獲得CD和分辨率所需的設備和分辨率所需的設備類型為代表。這五個精細光刻時代的代表是：類型為代表。這五個精細光刻時代的代表是： 接觸式光刻機；接觸式光刻機； 接近式光刻機；接近式光刻機； 掃描投影光刻機；掃描投影光刻機； 分步重復投影光刻機；分步重復投影光刻機； 步進掃描光刻機。步進掃描光刻機。47 接觸式光刻機系統48接近式光刻機上的邊緣衍射和表面反射 49掃描投影光刻機50步進光刻機的曝光場 51步進掃描投影光刻機步進掃描光刻機的曝光場52光刻設備的發展趨勢光刻設備的發展趨勢 1、光

25、刻設備加工硅片大尺寸化、單、光刻設備加工硅片大尺寸化、單片化、高精度化和全自動化片化、高精度化和全自動化 2、設備制造商壟斷化、設備制造商壟斷化 3、設備高價格化、設備高價格化 4、設備研制聯合化、設備研制聯合化533.8 刻蝕技術刻蝕技術3.8.1 概述概述 3.8.2 濕法刻蝕濕法刻蝕3.8.3 干法刻蝕技術干法刻蝕技術3.8.4 刻蝕技術新進展刻蝕技術新進展543.8.1 概述概述 理想的刻蝕工藝必須具有以下特點：理想的刻蝕工藝必須具有以下特點： 各向異性刻蝕各向異性刻蝕，即只有垂直刻蝕，沒有橫向鉆蝕。，即只有垂直刻蝕，沒有橫向鉆蝕。 良好的刻蝕選擇性良好的刻蝕選擇性，即對作為掩模的抗蝕

26、劑和處于，即對作為掩模的抗蝕劑和處于其下的另一層薄膜或材料的刻蝕速率都比被刻蝕薄膜的刻其下的另一層薄膜或材料的刻蝕速率都比被刻蝕薄膜的刻蝕速率小得多，以保證刻蝕過程中抗蝕劑掩蔽的有效性，蝕速率小得多，以保證刻蝕過程中抗蝕劑掩蔽的有效性，不致發生因為過刻蝕而損壞薄膜下面的其他材料；不致發生因為過刻蝕而損壞薄膜下面的其他材料； 加工批量大加工批量大，控制容易，成本低，對環境污染少，控制容易，成本低，對環境污染少，適用于工業生產。適用于工業生產。55 廣義而言，刻蝕技術包含了所有廣義而言，刻蝕技術包含了所有將材質表面均勻將材質表面均勻移除或是有選擇性地部分去除的技術移除或是有選擇性地部分去除的技術，

27、可大體分為，可大體分為濕法刻蝕濕法刻蝕（Wet Etching）和干法刻蝕和干法刻蝕（Dry Etching）兩種方式兩種方式。 影響刻蝕工藝的因素分為外部因素和內部因素。影響刻蝕工藝的因素分為外部因素和內部因素。 外部因素主要包括設備硬件的配置以及環境的溫度、濕度外部因素主要包括設備硬件的配置以及環境的溫度、濕度影響，對于操作人員來說，外部因素只能記錄，很難改變，影響，對于操作人員來說，外部因素只能記錄，很難改變，要做好的就是優化工藝參數，實現比較理想的實驗結果。要做好的就是優化工藝參數，實現比較理想的實驗結果。 內部因素就是在設備穩定的情況下對工藝結果起到決定性內部因素就是在設備穩定的情況

28、下對工藝結果起到決定性作用。作用。 563.8.2 濕法刻蝕濕法刻蝕v濕法腐蝕是濕法腐蝕是化學腐蝕化學腐蝕，晶片放在腐蝕液中（或噴淋），晶片放在腐蝕液中（或噴淋），通過化學反應通過化學反應去除窗口薄膜去除窗口薄膜，得到晶片表面的薄膜圖，得到晶片表面的薄膜圖形。形。v濕法刻蝕大概可分為三個步驟：濕法刻蝕大概可分為三個步驟：v反應物質擴散到被刻蝕薄膜的表面。反應物質擴散到被刻蝕薄膜的表面。v反應物與被刻蝕薄膜反應。反應物與被刻蝕薄膜反應。v反應后的產物從刻蝕表面擴散到溶液中，并隨溶液反應后的產物從刻蝕表面擴散到溶液中，并隨溶液排出。排出。v在這三個步驟中，一般進行最慢的是反應物與被刻蝕在這三個步驟

29、中，一般進行最慢的是反應物與被刻蝕薄膜反應的步驟，也就是說，該步驟的進行速率即是薄膜反應的步驟，也就是說，該步驟的進行速率即是刻蝕速率。刻蝕速率。57濕法腐蝕特點濕法腐蝕特點v濕法腐蝕工藝簡單，無需復雜設備濕法腐蝕工藝簡單，無需復雜設備v保真度差，腐蝕為各向同性，保真度差，腐蝕為各向同性，A=0，圖形分，圖形分辨率低。辨率低。v選擇比高選擇比高v均勻性好均勻性好v清潔性較差。清潔性較差。 583.8.2.1 硅的濕法腐蝕硅的濕法腐蝕v各向同性腐蝕：各向同性腐蝕：Si+HNO3+6HF H2SiF6+HNO2+H2O+H2v各向異性腐蝕：各向異性腐蝕：Si+2KOH+H2O K2SiO3+H2O

30、593.8.2.2 二氧化硅的濕法腐蝕二氧化硅的濕法腐蝕262262SiOHFSiFH OHHFNHFNH34影響刻蝕質量的因素主要有：影響刻蝕質量的因素主要有： 粘附性光刻膠與粘附性光刻膠與SiO2表面粘附良好，是保表面粘附良好，是保證刻蝕質量的重要條件。證刻蝕質量的重要條件。二氧化硅的性質。二氧化硅的性質。二氧化硅中的雜質。二氧化硅中的雜質。刻蝕溫度。刻蝕溫度。刻蝕時間。刻蝕時間。 603.8.2.4 濕法刻蝕設備濕法刻蝕設備 濕法刻蝕工藝的設備主要由濕法刻蝕工藝的設備主要由刻蝕槽、水洗糟和干刻蝕槽、水洗糟和干燥槽燥槽構成，其裝置結構如圖所示。構成，其裝置結構如圖所示。 613.8.3 干

31、法刻蝕技術干法刻蝕技術v干法腐蝕是應用干法腐蝕是應用等離子技術等離子技術的腐蝕方法，的腐蝕方法，刻刻蝕氣體在反應器中等離子化蝕氣體在反應器中等離子化，與被刻蝕材料，與被刻蝕材料反應（或濺射），反應（或濺射），生成物是氣態物質生成物是氣態物質，從反，從反應器中被抽出。應器中被抽出。v干法刻蝕是干法刻蝕是ULSI的的標準腐蝕工藝標準腐蝕工藝。62干法刻蝕的方式干法刻蝕的方式 依據等離子放電條件、反應氣體、系統的依據等離子放電條件、反應氣體、系統的不同，有多種干法刻蝕方式。不同，有多種干法刻蝕方式。v物理性刻蝕物理性刻蝕v化學性刻蝕（又稱等離子體刻蝕）化學性刻蝕（又稱等離子體刻蝕）v物理化學性刻蝕（

32、又稱反應離子刻蝕物理化學性刻蝕（又稱反應離子刻蝕RIE）633 物理化學性刻蝕（物理化學性刻蝕（RIE）vRIE是等離子是等離子化學性刻蝕化學性刻蝕和和濺射物理性刻蝕濺射物理性刻蝕現象同時作用的刻蝕，實際是離子輔助刻現象同時作用的刻蝕，實際是離子輔助刻蝕。蝕。v設備特點是被刻蝕襯底放置在功率電極上。設備特點是被刻蝕襯底放置在功率電極上。v目前，目前， RIE是在是在IC中采用最多的刻蝕方法。中采用最多的刻蝕方法。64RIE刻蝕特點刻蝕特點v保真度優于化學性刻蝕，但不如物理性保真度優于化學性刻蝕，但不如物理性刻蝕。刻蝕。v選擇比優于物理性刻蝕，但不如化學性選擇比優于物理性刻蝕，但不如化學性刻蝕刻蝕vRIE刻蝕后在襯底上留