微納加工技術(shù)總結(jié)

1、12n 光刻工藝的基本過程光刻工藝的基本過程n 正性膠與負性膠性能比較。正性膠與負性膠性能比較。n 光學(xué)曝光方式光學(xué)曝光方式掩模對準式曝光掩模對準式曝光3Wkz n 影響接近式曝光分辨率的因素影響接近式曝光分辨率的因素41RkNA n 投影式曝光的光學(xué)分辨率投影式曝光的光學(xué)分辨率5sinNAn n 數(shù)值孔徑數(shù)值孔徑6n 光學(xué)技術(shù)中的景深與焦深光學(xué)技術(shù)中的景深與焦深7景深不足景深不足大景深效果大景深效果n 照相攝影中的景深效果照相攝影中的景深效果8n 焦深與分辨率的關(guān)系焦深與分辨率的關(guān)系1RkNA 22()DOFkNA n 焦深甚至比分辨率更為重要焦深甚至比分辨率更為重要9n 極紫外曝光極紫外曝

2、光10n X射線曝光用掩模射線曝光用掩模硅或碳化硅膜硅或碳化硅膜Au、W、Ta11對光學(xué)系統(tǒng)的改進，包括離軸照明技術(shù)、空間濾波技術(shù)；對光學(xué)系統(tǒng)的改進，包括離軸照明技術(shù)、空間濾波技術(shù)；對掩模版技術(shù)的改進，包括移相掩模技術(shù)和光學(xué)鄰近效應(yīng)校對掩模版技術(shù)的改進，包括移相掩模技術(shù)和光學(xué)鄰近效應(yīng)校正技術(shù)。正技術(shù)。n 波前工程波前工程12 n 離軸照明離軸照明13光闌光闌傾斜照明n 空間濾波技術(shù)空間濾波技術(shù)Q光源面光源面Pin光瞳面：光瞳面：頻譜面頻譜面I硅片面硅片面(像面像面)L聚光鏡聚光鏡t掩模掩模14n 交替式移相掩模交替式移相掩模振幅振幅相位相位光強光強傳統(tǒng)二傳統(tǒng)二元掩模元掩模180 相移層相移層1

3、5n 光學(xué)鄰近效應(yīng)光學(xué)鄰近效應(yīng)16已確定某光刻膠在已確定某光刻膠在MTF等于等于04時具有分辨圖形能力。若曝時具有分辨圖形能力。若曝光工具光工具NA=035，曝光波長為，曝光波長為436nm和和S=05。問：這個。問：這個工具可分辨的工具可分辨的最小特征尺寸最小特征尺寸是多少是多少?聚焦深度聚焦深度（?。ㄈ2=1）是）是多少多少?如果光源用如果光源用i線線(365nm)替換，這些數(shù)怎樣變化替換，這些數(shù)怎樣變化?n 光學(xué)投影光刻的分辨率限制光學(xué)投影光刻的分辨率限制解：由圖得到，解：由圖得到，MTF等于等于04和和s=05時，歸一化空間頻率為時，歸一化空間頻率為00 52. 17已確定某光刻膠在

4、已確定某光刻膠在MTF等于等于04時具有分辨圖形能力。若曝光工具時具有分辨圖形能力。若曝光工具NA=035，曝光波長為曝光波長為436nm和和S=05。問：這個工具可分辨的。問：這個工具可分辨的最小特征尺寸最小特征尺寸是多少是多少?聚焦聚焦深度深度（?。ㄈ2=1）是多少）是多少?如果光源用如果光源用i線線(365nm)替換，這些數(shù)怎樣變化替換，這些數(shù)怎樣變化?例子：光學(xué)投影光刻的分辨率限制例子：光學(xué)投影光刻的分辨率限制100 351 3160 61 436.m 100 520 52 1 3160 684.m 111 460 6842.Wm 1 460 732.Wm 解：（解：（1）對于）對于

5、g線線436nm而言：而言：243613 560 35.DOFm 查圖得到的空間頻率查圖得到的空間頻率雷利準則對應(yīng)的空間頻率雷利準則對應(yīng)的空間頻率線條或間隔的寬度，即所求的特征尺寸。線條或間隔的寬度，即所求的特征尺寸。焦深焦深空間周期空間周期00 61.NA 22()DOFkNA 12W 18（a a）曝光；曝光；（b）顯影；）顯影；（c）電鑄；）電鑄；（d）將聚合）將聚合物去除后物去除后得到金屬得到金屬微結(jié)構(gòu)；微結(jié)構(gòu)；（e）注塑；）注塑；（f）脫模。）脫模。n LIGA工藝流程工藝流程19形式一：形式一：日本日立公司采用的形式。日本日立公司采用的形式。 n 電子束投影曝光模版電子束投影曝光模

6、版 形式二：形式二：朗汛公司朗汛公司(前貝爾實驗室前貝爾實驗室)和和IBM公司采用的形式。公司采用的形式。 20n 金屬溶脫工藝過程金屬溶脫工藝過程21 沉積過程中的襯底溫度低于光刻膠軟化溫度。 薄膜沉積的方向性。 溶脫剝離法要求沉積的金屬薄膜厚度小于光刻膠厚度的1/3。 對于高深寬比的圖形，隨著薄膜沉積厚度的增加，將發(fā)生不均勻圖形沉積。因此，對于厚膜沉積和高深寬比結(jié)構(gòu)，需要通過電鍍法進行薄膜沉積。22n薄膜沉積的方法物理氣相沉積：電阻蒸發(fā)鍍膜、電子束蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜、分子束外延?；瘜W(xué)氣相沉積：CVD、PCVD。蒸發(fā)鍍膜過程中，樣品位于球面上，薄膜均勻。高分子量的高分子量的PMMA在最頂層為

7、成像層，在最頂層為成像層，低分子量的低分子量的PMMA在底層。在底層。 PMMAPMMA雙層抗蝕劑工藝雙層抗蝕劑工藝PMMA的分子量越低，的分子量越低，其靈敏度越高。在同其靈敏度越高。在同樣的曝光劑量下，底樣的曝光劑量下，底層低分子量的層低分子量的PMMA顯影速度要比頂層高顯影速度要比頂層高分子量的分子量的PMMA快。快。n 電子束曝光中的多層抗蝕劑工藝電子束曝光中的多層抗蝕劑工藝 PMMA-PPMMA-P（MMA-MAAMMA-MAA）雙層抗蝕劑工藝）雙層抗蝕劑工藝23 LOR雙層抗蝕劑顯影剖面雙層抗蝕劑顯影剖面24n 用多層抗蝕劑工藝制作高深寬比結(jié)構(gòu)用多層抗蝕劑工藝制作高深寬比結(jié)構(gòu)25n

8、電子束曝光的鄰近效應(yīng)電子束曝光的鄰近效應(yīng)26 電子束曝光系統(tǒng)電子束曝光系統(tǒng)n 影響電子束曝光極限分辨率的因素影響電子束曝光極限分辨率的因素 穩(wěn)定的工作環(huán)境穩(wěn)定的工作環(huán)境 二次電子散射效應(yīng)二次電子散射效應(yīng) 抗蝕劑工藝抗蝕劑工藝27n 離子束曝光系統(tǒng)中用離子束曝光系統(tǒng)中用質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器 28Vf EB質(zhì)量分析器的結(jié)構(gòu)質(zhì)量分析器的結(jié)構(gòu)29 磁質(zhì)量分析器的結(jié)構(gòu)磁質(zhì)量分析器的結(jié)構(gòu)S1S2S1S230n 聚焦離子束加工原理聚焦離子束加工原理 離子濺射離子濺射 離子誘導(dǎo)沉積（離子束輔助沉積）離子誘導(dǎo)沉積（離子束輔助沉積）31n 聚焦離子束加工應(yīng)用聚焦離子束加工應(yīng)用1：制作集成電路的剖面：制作集成電路的

9、剖面32 用聚焦離子束連接絕緣層下金屬導(dǎo)體用聚焦離子束連接絕緣層下金屬導(dǎo)體n 聚焦離子束加工應(yīng)用聚焦離子束加工應(yīng)用2：聚焦離子束對電路進行修：聚焦離子束對電路進行修理理33 聚焦離子束對電路進行修理的實例聚焦離子束對電路進行修理的實例34n 聚焦離子束加工應(yīng)用聚焦離子束加工應(yīng)用3：修復(fù)光刻掩模：修復(fù)光刻掩模35n 離子束曝光所用的掩模離子束曝光所用的掩模 鏤空掩模鏤空掩模36 離子束曝光所用的掩模離子束曝光所用的掩模普通薄膜透射掩模普通薄膜透射掩模 離子束曝光所用的掩模離子束曝光所用的掩模硅通道掩模硅通道掩模37n 納米壓印技術(shù)納米壓印技術(shù)3839n 刻蝕技術(shù) 化學(xué)濕法腐蝕技術(shù)。 干法腐蝕技術(shù)：濺射刻蝕