集成電路工藝講義

1、集成電路工藝講義2022/9/141第1頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四目的：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。2022/9/142第2頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四2 VLSI對圖形轉(zhuǎn)移的要求保真度選擇比均勻性清潔度2022/9/143第3頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四dmdmdfdfdfdm保真度：A=|dfdm| / 2h 1A 0 2022/9/144第4頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四選擇比：如SiO2的刻蝕中對光刻膠和

2、硅的腐蝕速率很低對SiO2的腐蝕速率很很高2022/9/145第5頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四均勻性平均厚度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 )2022/9/146第6頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四刻蝕時間差TMTm= h*(1+ ) / V*(1- ) h*(1 ) / V*(1+ )粗細線條兼顧，折中潔凈度防止沾污2022/9/147第7頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四3 刻蝕方法干法刻蝕:橫向腐蝕小,

3、鉆蝕小,無化學(xué)廢液,分辨率高,細線條操作安全，簡便；處理過程未引入污染：易于實現(xiàn)自動化，表面損傷小缺點:成本高,設(shè)備復(fù)雜2022/9/148第8頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四濕法刻蝕: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2022/9/149第9頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四一.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現(xiàn)腐蝕。2022/9/1410第10頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四反應(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)，有很強的化學(xué)活性，撞擊在硅片上

4、，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：2022/9/1411第11頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四CF4 CF3+F*CF3 CF2+F*CF2 CF+F*Si+4F* SiF4SiO2+4F* SiF4 +O2Si3N4+4F* 3SiF4 +2N22022/9/1412第12頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四2.鋁及其合金-氯基CCl4,CHCl33.難熔金屬氯基或氟基TaSiX+nFTaF5+SiF4TaSiX+nClTaCl5+SiCl44.光刻膠O22022/9/1413第13頁，共24頁，20

5、22年，5月20日，1點36分，星期四二. 常用材料的腐蝕劑2022/9/1414第14頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四三.影響刻蝕速度的條件氣體壓力氣體流量射頻功率溫度負載效應(yīng)腐蝕劑選擇比2022/9/1415第15頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四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2022/9/1416第16頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四四.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

6、 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。2022/9/1417第17頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四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。2022/9/1418第18頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四五.等離子刻蝕設(shè)備圓筒型平板型2022/9/1419第19頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四2022/9/1420第20頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四反應(yīng)離子刻蝕結(jié)構(gòu)示意圖(硅片接地)2022/9/1421第21頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四反應(yīng)離子刻蝕結(jié)構(gòu)示意圖2022/9/1422第22頁，共24頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四雙