5光刻與刻蝕工藝匯總課件

集成電路工藝基礎(chǔ)微電子學(xué)院戴顯英2014年9月5、光刻與刻蝕工藝（曝光、刻蝕）集成電路工藝基礎(chǔ)微電子學(xué)院5、光刻與刻蝕工藝（曝光、刻1掌握光刻膠的組成+PR和–PR的區(qū)別描述光刻工藝的步驟四種對準(zhǔn)和曝光系統(tǒng)Explainrelationshipsofresolutionanddepthoffocustowavelengthandnumericalaperture.掌握光刻膠的組成2光刻概述Photolithography臨時性地涂覆光刻膠到硅片上把設(shè)計圖形最終轉(zhuǎn)移到硅片上IC制造中最重要的工藝占用40to50%芯片制造時間決定著芯片的最小特征尺寸光刻概述Photolithography臨時性地涂覆光刻膠3ICProcessingFlowICProcessingFlow4光刻需要高分辨率HighResolution光刻膠高光敏性HighPRSensitivity精確對準(zhǔn)PrecisionAlignment光刻需要高分辨率HighResolution5Photoresist(PR)－光刻膠光敏性材料臨時性地涂覆在硅片表面通過曝光轉(zhuǎn)移設(shè)計圖形到光刻膠上類似于照相機膠片上涂覆的光敏材料Photoresist(PR)－光刻膠光敏性材料6PhotoresistNegativePhotoresist負(fù)性光刻膠－負(fù)膠PositivePhotoresist正性光刻膠－正膠曝光后不可溶解曝光后可溶解顯影時未曝光的被溶解顯影時曝光的被溶解便宜高分辨率PhotoresistNegativePhotoresis7NegativeandPositivePhotoresistsNegativeandPositivePhotores8正膠的曝光機理：重氮萘醌光分解反應(yīng)正膠的曝光機理：重氮萘醌光分解反應(yīng)9負(fù)膠的曝光機理：聚乙烯醇肉桂酸脂光聚合反應(yīng)負(fù)膠的曝光機理：聚乙烯醇肉桂酸脂光聚合反應(yīng)10PhotoresistComposition光刻膠基本組成聚合物材料(基體）感光材料溶劑添加劑PhotoresistComposition光刻膠基本組成11例如：聚乙烯醇肉桂酸脂系（負(fù)膠）①基體、感光劑－

聚乙烯醇肉桂酸脂濃度：5-10%②溶劑－環(huán)己酮濃度：90－95％③增感劑－5-硝基苊濃度：0.5-1%例如：聚乙烯醇肉桂酸脂系（負(fù)膠）①基體、感光劑－12負(fù)膠的缺點聚合物吸收顯影液中的溶劑由于光刻膠膨脹而使分辨率降低其主溶劑，如二甲苯等會引起環(huán)境和安全問題負(fù)膠的缺點聚合物吸收顯影液中的溶劑13ComparisonofPhotoresistsComparisonofPhotoresists14正膠PositivePhotoresist曝光部分可以溶解在顯影液中正影（光刻膠圖形與掩膜圖形相同）更高分辨率（無膨脹現(xiàn)象）在IC制造應(yīng)用更為普遍正膠PositivePhotoresist曝光部分可以溶15問題正膠比負(fù)膠具有更好的分辨率，為什么十九世紀(jì)八十年代以前人們普遍使用負(fù)膠？問題正膠比負(fù)膠具有更好的分辨率，為什么十九世紀(jì)八十年代以前人16答案因為正膠比負(fù)膠貴得多，直到器件特征尺寸減小到3um以下時人們才用正膠代替負(fù)膠。答案因為正膠比負(fù)膠貴得多，直到器件特征尺寸減小到3um以下時17對光刻膠的要求高分辨率–ThinnerPRfilmhashighertheresolution–ThinnerPRfilm,thelowertheetchingandionimplantationresistance高抗蝕性好黏附性思考題：為什么光刻膠越薄，分辨率越高？對光刻膠的要求高分辨率18光刻工藝PhotolithographyProcess光刻基本步驟?涂膠Photoresistcoating?對準(zhǔn)和曝光Alignmentandexposure?顯影Development光刻工藝PhotolithographyProcess19光刻工序光刻工序201、清洗硅片WaferClean1、清洗硅片WaferClean212、預(yù)烘和底膜涂覆Pre-bakeandPrimerVapor2、預(yù)烘和底膜涂覆Pre-bakeandPrimer223、光刻膠涂覆PhotoresistCoating3、光刻膠涂覆PhotoresistCoating234、前烘SoftBake4、前烘SoftBake245、對準(zhǔn)Alignment5、對準(zhǔn)Alignment256、曝光Exposure6、曝光Exposure267、后烘PostExposureBake7、后烘PostExposureBake278、顯影Development8、顯影Development289、堅膜HardBake9、堅膜HardBake2910、圖形檢測PatternInspection10、圖形檢測PatternInspection30光刻1－硅片清洗（WaferClean）目的--去除污染物、顆粒--減少針孔和其它缺陷--提高光刻膠黏附性基本步驟–化學(xué)清洗–漂洗–烘干光刻1－硅片清洗（WaferClean）目的31光刻2－預(yù)烘和打底膜（Pre-bakeandPrimerVapor）脫水烘焙--去除圓片表面的潮氣增強光刻膠與表面的黏附性通常大約100°C與底膠涂覆合并進行底膠廣泛使用:Hexamethyldisilazane(HMDS，六甲基乙硅氮烷)HMDS的作用：去除SiO2表面的-OH基。光刻2－預(yù)烘和打底膜（Pre-bakeandPrimer32預(yù)烘和底膠蒸氣涂覆預(yù)烘和底膠蒸氣涂覆33光刻3－涂膠

（SpinCoating）硅圓片放置在真空卡盤上高速旋轉(zhuǎn)液態(tài)光刻膠滴在圓片中心光刻膠以離心力向外擴展均勻涂覆在圓片表面設(shè)備--光刻膠旋涂機光刻3－涂膠（SpinCoating）硅圓片放置在真空34光刻膠厚度與旋轉(zhuǎn)速率和粘性的關(guān)系光刻膠厚度與旋轉(zhuǎn)速率和粘性的關(guān)系35PhotoresistSpinCoaterEBR:Edgebeadremoval邊緣修復(fù)PhotoresistSpinCoaterEBR:Ed36滴膠滴膠37光刻膠吸回光刻膠吸回38PhotoresistSpinCoatingPhotoresistSpinCoating39光刻4－前烘（SoftBake）①作用：促進膠膜內(nèi)溶劑充分揮發(fā)，使膠膜干燥；

增加膠膜與SiO2（Al膜等）的粘附性及耐磨性。②影響因素：溫度，時間。烘焙不足（溫度太低或時間太短）－顯影時易浮膠，

圖形易變形。烘焙時間過長－增感劑揮發(fā)，導(dǎo)致曝光時間增長，

甚至顯不出圖形。烘焙溫度過高－感光劑反應(yīng)（膠膜硬化），

不易溶于顯影液，導(dǎo)致顯影不干凈。光刻4－前烘（SoftBake）①作用：促進膠膜內(nèi)溶劑充分40BakingSystemsBakingSystems415&6、對準(zhǔn)與曝光（AlignmentandExposure）MostcriticalprocessforICfabricationMostexpensivetool(stepper)inanICfab.MostchallengingtechnologyDeterminestheminimumfeaturesizeCurrently0.13μmandpushingto0.09or0.065μm5&6、對準(zhǔn)與曝光（AlignmentandExposu42對準(zhǔn)和曝光設(shè)備接觸式曝光機接近式曝光機投影式曝光機步進式曝光機（Stepper）對準(zhǔn)和曝光設(shè)備接觸式曝光機43接觸式曝光機設(shè)備簡單分辨率：可達亞微米掩膜與圓片直接接觸，

掩膜壽命有限微粒污染接觸式曝光機設(shè)備簡單44接近式曝光機掩膜與圓片表面有5－50μm間距優(yōu)點：較長的掩膜壽命缺點：分辨率低（線寬>3um）接近式曝光機掩膜與圓片表面有5－50μm間距45投影式曝光機類似于投影儀掩膜與晶圓圖形1:1分辨率：～1um投影式曝光機類似于投影儀46步進式曝光機現(xiàn)代IC制造中最常用的曝光工具通過曝光縮小掩膜圖形以提高分辨率分辨率：0.25μm或更小設(shè)備很昂貴步進-&-重復(fù)步進式曝光機現(xiàn)代IC制造中最常用的曝光工具步進-&-重復(fù)47曝光光源短波長高亮度（高光強）穩(wěn)定高壓汞燈受激準(zhǔn)分子激光器曝光光源短波長48汞燈的光譜汞燈的光譜49曝光機光源曝光機光源50駐波效應(yīng)入射光與反射光干涉周期性過曝光和欠曝光影響光刻分辨率光刻膠中的駐波效應(yīng)駐波效應(yīng)入射光與反射光干涉光刻膠中的駐波效應(yīng)51光刻7－曝光后烘焙（后烘，PEB）機理：光刻膠分子發(fā)生熱運動，過曝光和欠曝光的光刻膠分子發(fā)生重分布；作用：平衡駐波效應(yīng)，提高分辨率。PEB減小駐波效應(yīng)光刻7－曝光后烘焙（后烘，PEB）機理：光刻膠分子發(fā)生熱運動52光刻8－顯影(Development)顯影液溶劑溶解掉光刻膠中軟化部分從掩膜版轉(zhuǎn)移圖形到光刻膠上三個基本步驟:–顯影–漂洗–干燥光刻8－顯影(Development)顯影液溶劑溶解掉光刻膠53顯影:沉浸顯影漂洗旋轉(zhuǎn)干燥顯影:沉浸顯影漂洗旋轉(zhuǎn)干燥54顯影顯影55顯影后剖面正常顯影過顯影不完全顯影欠顯影顯影后剖面正常顯影過顯影不完全顯影欠顯影56光刻9－堅膜（HardBake）蒸發(fā)PR中所有有機溶劑提高刻蝕和注入的抵抗力提高光刻膠和表面的黏附性聚合和使得PR更加穩(wěn)定PR流動填充針孔光刻9－堅膜（HardBake）蒸發(fā)PR中所有有機溶劑57光刻膠熱流動填充針孔光刻膠熱流動填充針孔58堅膜（HardBake）熱板最為常用檢測后可在烘箱中堅膜堅膜溫度:100到130°C堅膜時間：1到2分鐘堅膜溫度通常高于前烘溫度堅膜（HardBake）熱板最為常用59堅膜的控制堅膜不足－光刻膠不能充分聚合－造成較高的光刻膠刻蝕速率－黏附性變差過堅膜－光刻膠流動造成分辨率變差堅膜的控制堅膜不足60光刻膠流動過堅膜會引起太多的光刻膠流動，影響光刻的分辨率正常堅膜過堅膜光刻膠流動過堅膜會引起太多的光刻膠流動，影響光刻的分辨率正常61問題如果涂膠時用錯光刻膠，會發(fā)生什么問題？

每種光刻膠都有不同的敏感性和粘性，都需要不同的旋轉(zhuǎn)速率、斜坡速率、旋轉(zhuǎn)時間、烘干時間和溫度、曝光強度和時間、顯影液和顯影條件，因此圖形轉(zhuǎn)移將失敗。問題如果涂膠時用錯光刻膠，會發(fā)生什么問題？每種光刻膠都有62光刻10－圖形檢測（PatternInspection）?檢查發(fā)現(xiàn)問題，剝?nèi)ス饪棠z，重新開始–光刻膠圖形是暫時的–刻蝕和離子注入圖形是永久的?光刻工藝是可以返工的，刻蝕和注入以后就不能再返工?檢測手段：SEM（掃描電子顯微鏡）、光學(xué)顯微鏡光刻10－圖形檢測（PatternInspection）?63問題為什么不能用光學(xué)顯微鏡檢查0.25um尺寸的圖形?

因為特征尺寸(0.25mm=250nm)小于可見光的波長，可見光波長為390nm(紫光)to750nm(紅光)問題為什么不能用光學(xué)顯微鏡檢查0.25um尺寸的圖形?因64圖形檢測未對準(zhǔn)問題：重疊和錯位-Run-out,Run-in,掩膜旋轉(zhuǎn)，晶圓旋轉(zhuǎn)，X方向錯位，Y方向錯位臨界尺寸Criticaldimension(CD)（條寬）表面不規(guī)則：劃痕、針孔、瑕疵和污染物圖形檢測未對準(zhǔn)問題：重疊和錯位65未對準(zhǔn)問題未對準(zhǔn)問題66圖形檢測通過圖形檢測，即可進入下一步工藝刻蝕或離子注入圖形檢測通過圖形檢測，即可進入下一步工藝67光刻間全部流程光刻間全部流程68未來趨勢FutureTrends更小特征尺寸Smallerfeaturesize更高分辨率Higherresolution減小波長Reducingwavelength采用相移掩膜Phase-shiftmask未來趨勢FutureTrends更小特征尺寸Sma69光衍射光衍射影響分辨率衍射光投射光強度光衍射光衍射影響分辨率衍射光投射光強度70衍射光的減小波長越短，衍射越弱光學(xué)凸鏡能夠收集衍射光并增強圖像偏離的折射光被凸鏡收集的衍射光衍射光的減小波長越短，衍射越弱偏離的折射光被凸鏡收集的衍射光71數(shù)值孔徑（NumericalAperture：NA）NA：表示凸鏡收集衍射光的能力NA=2r0/D–r0

:凸鏡的半徑–D：目標(biāo)（掩膜）與凸鏡的距離NA越大，凸鏡收集更多的衍射光，產(chǎn)生更尖銳的圖形數(shù)值孔徑（NumericalAperture：NA）NA：72分辨率

Resolution表征光刻精度；定義－光刻時所能得到的光刻圖形的最小尺寸。表示方法：每mm最多可容納的線條數(shù)。若可分辨的最小線寬為L（線條間隔也L），則R＝1/(2L)(mm-1)R由曝光系統(tǒng)的光波長λ和數(shù)值孔徑NA決定，R=K1λ/NA注：這里的R就是最小線寬L。K1為系統(tǒng)常數(shù),λ光波長,NA=2r0/D；NA:凸鏡收集衍射光的能力分辨率Resolution表征光刻精度；73舉例1K1

=0.6，R=K1λ/NA舉例1K1=0.6，R=K1λ/NA74提高分辨率提高NA–更大的凸鏡,可能很昂貴而不實際

–減小DOF（焦深），會引起制造困難減小光波長

–開發(fā)新光源,PR和設(shè)備–波長減小的極限：UV到DUV,到EUV,到X-Ray減小K1–相移掩膜（Phaseshiftmask）提高分辨率提高NA75波長與電磁波頻率RF:Radiofrequency;MW:Microwave;IR:infrared;UV:ultraviolet波長與電磁波頻率RF:Radiofrequency;M76焦深(Depthoffocus，DOF)光焦點周圍能獲得清晰圖形的范圍焦深的表達式:DOF=K2λ/[2(NA)2]焦深(Depthoffocus，DOF)光焦點周圍能獲得77舉例2K2

=0.6，DOF=K2λ/[2(NA)2]0.3630.161舉例2K2=0.6，DOF=K2λ/[2(NA)2]078I線和DUV（熟悉）汞燈i-line,365nm–常用在0.35mm光刻DUVKrF受激準(zhǔn)分子激光器,248nm–0.25mm,0.18mmand0.13mm光刻ArF受激準(zhǔn)分子激光器,193nm–應(yīng)用:<0.13mmF2受激準(zhǔn)分子激光器：157nm–仍處于研發(fā)階段,<0.10mm應(yīng)用I線和DUV（熟悉）汞燈i-line,365nm79I線和DUV當(dāng)l<180nm時SiO2

會強烈吸收UV光

不能再使用石英作為掩膜和凸鏡的材料157nmF2激光器光刻–低OH濃度的熔融石英,氟摻雜石英,氟化鈣(CaF2),–使用相移掩膜,即使0.035mm都是可以的I線和DUV當(dāng)l<180nm時SiO2會強烈吸收U80下一代光刻

NextGenerationLithography(NGL)超紫外ExtremeUV(EUV)lithographyX射線X-Raylithography電子束Electronbeam(E-beam)lithography下一代光刻

NextGenerationLithogra81未來趨勢未來趨勢82相移掩膜（PhaseShiftMask）d(nf

-1)=λ/2nf

:相移涂層的折射率薄膜鉻圖形相移涂層相移掩膜（PhaseShiftMask）d(nf-83相移掩膜(PSM)應(yīng)用相移掩膜(PSM)應(yīng)用84EUV超紫外l=10到14nm更高分辨率預(yù)期應(yīng)用~2010年0.1mm和以下EUV超紫外l=10到14nm85X射線光刻（X-raylithography）

λ＝2-40?，軟X射線；類似于接近式曝光機很難找到純的X-ray源掩膜制造存在挑戰(zhàn)不大可能在生產(chǎn)中使用X射線光刻（X-raylithography）λ＝2-486X-rayPrintingX-rayPrinting87電子束曝光E-Beamλ＝幾十－100?；可獲得最小尺寸:14nm用于制造掩膜和刻線可以直寫,不需要掩膜–效率很低電子束曝光E-Beamλ＝幾十－100?；可獲得最小尺寸:88光刻總結(jié)光刻：臨時的圖形轉(zhuǎn)移過程IC生長中最關(guān)鍵的工藝需要：高分辨率、低缺陷密度光刻膠：正和負(fù)工藝過程：預(yù)烘、底膠旋涂、PR旋涂、前烘、對準(zhǔn)、曝光、后烘PEB、顯影、堅膜、檢測分辨率R與λ、NA的關(guān)系下一代光刻技術(shù)：EUV和電子束光刻光刻總結(jié)光刻：臨時的圖形轉(zhuǎn)移過程89Etch刻蝕熟悉刻蝕術(shù)語比較：干法刻蝕、濕法刻蝕IC工藝中四種被刻蝕的材料和主要的刻蝕劑IC工藝的刻蝕過程注意刻蝕工藝中的危險Etch刻蝕熟悉刻蝕術(shù)語90刻蝕定義從晶圓表面去除一定材料化學(xué)、物理過程或兩者結(jié)合選擇性或覆蓋刻蝕選擇性刻蝕轉(zhuǎn)移光刻膠上的IC設(shè)計圖形到晶圓表面其它應(yīng)用:制造掩膜,印制電路板,藝術(shù)品,等等刻蝕定義從晶圓表面去除一定材料91柵掩膜對準(zhǔn)GateMaskAlignment柵掩膜對準(zhǔn)GateMaskAlignment92柵掩膜曝光GateMaskExposure柵掩膜曝光GateMaskExposure93Development/HardBake/InspectionDevelopment/HardBake/Inspecti94EtchPolysilicon刻蝕多晶硅EtchPolysilicon刻蝕多晶硅95EtchPolysilicon繼續(xù)EtchPolysilicon繼續(xù)96StripPhotoresist光刻膠剝離StripPhotoresist光刻膠剝離97離子注入IonImplantation離子注入IonImplantation98快速熱退火RapidThermalAnnealing快速熱退火RapidThermalAnnealing99刻蝕術(shù)語刻蝕速率選擇比刻蝕均勻性刻蝕剖面濕法刻蝕干法刻蝕RIE：反應(yīng)離子刻蝕刻蝕術(shù)語刻蝕速率100刻蝕速率Δd=d0-d1

(?)厚度變化量；t刻蝕時間(min)PE-TEOSPSG薄膜,1min在6:1BOEat22°C,刻蝕前,t=1.7mm,濕法刻蝕后,t=1.1mm刻蝕速率Δd=d0-d1(?)厚度變化量；t刻101刻蝕選擇比選擇性是指不同材料刻蝕速率之比對底層的選擇性，對光刻膠的選擇性刻蝕選擇比選擇性是指不同材料刻蝕速率之比102舉例PE-TEOSPSG薄膜刻蝕速率6000?/min,硅刻蝕速率30?/min,PSGtosilicon舉例PE-TEOSPSG薄膜刻蝕速率6000?/min103刻蝕均勻性圓片上和圓片間的重復(fù)性StandardDeviationNon-uniformity標(biāo)準(zhǔn)偏差不均勻性NpointsmeasurementsMax-MinUniformity最大最小均勻性刻蝕均勻性圓片上和圓片間的重復(fù)性104刻蝕剖面各向異性各向同性各向異性，錐形各向異性，內(nèi)切刻蝕剖面各向異性各向同性各向異性，錐形各向異性，內(nèi)切105刻蝕剖面各向異性，腳印各向異性，反腳印各向異性，反錐形各向異性，內(nèi)切刻蝕剖面各向異性，腳印各向異性，反腳印各向異性，反錐形各向異106濕法刻蝕利用化學(xué)溶液溶解硅表面的材料副產(chǎn)物是氣體、液體或可溶于刻蝕溶液的固體三個基本過程：刻蝕、漂洗、干燥濕法刻蝕利用化學(xué)溶液溶解硅表面的材料107濕法刻蝕純化學(xué)腐蝕過程特點：各向同性剖面優(yōu)點：工藝簡單，腐蝕選擇性好；缺點：鉆蝕嚴(yán)重（各向異性差），難于獲得精細(xì)圖形在尺寸大于3μm的IC制造中廣泛使用在現(xiàn)代IC制造仍然使用–硅片清洗–薄膜覆蓋剝離–測試晶圓薄膜剝離和清洗濕法刻蝕純化學(xué)腐蝕過程108濕法刻蝕剖面WetEtchProfiles不能用于特征尺寸小于3mm，由等離子體刻蝕替代濕法刻蝕剖面WetEtchProfiles不能用于特109濕法刻蝕SiO2氫氟酸溶液（HFSolution）常用配方(KPR膠）：HF:NH4F:H2O=3ml:6g:10ml(HF溶液濃度為48％)HF：腐蝕劑，SiO2+HF→H2[SiF6]+H2ONH4F：緩沖劑，NH4F→NH3↑+HF

SiO2+6HF?H2SiF6+2H2O廣泛用于CVD薄膜質(zhì)量控制濕法刻蝕SiO2氫氟酸溶液（HFSolution）110濕法刻蝕Si、Poly-SiHNO3-HF-H2O(HAC)混合液：HNO3：強氧化劑，先將Si氧化成SiO2；HF：腐蝕劑，腐蝕SiO2；HAC：抑制HNO3的分解；水或乙酸可以用于稀釋蝕刻劑，降低刻蝕速率濕法刻蝕Si、Poly-SiHNO3-HF-H2O(HAC111隔離IsolationFormation隔離IsolationFormation112濕法刻蝕SiliconNitride熱(150to200°C)磷酸H3PO4

溶液對siliconoxide有高選擇性用于LOCOSandSTI氮化硅剝離濕法刻蝕SiliconNitride熱(150to2113濕法刻蝕Aluminum溶液成分（示例）:80%磷酸,5%乙酸,5%硝酸,和10%水；加熱42to450C硝酸氧化Al，同時磷酸去除氧化鋁。乙酸降低刻蝕速率和硝酸的氧化速率濕法刻蝕Aluminum溶液成分（示例）:80%磷酸,114濕法刻蝕Titanium(H2O2)：(H2SO4)=1:1H2O2

氧化Ti形成TiO2H2SO4

與TiO2

反應(yīng)，同時去除H2O2氧化Si和硅化物形成SiO2H2SO4

不與SiO2反應(yīng)濕法刻蝕Titanium(H2O2)：(H2SO4)115影響刻蝕速率的因素溫度Temperature化學(xué)溶液濃度Chemicalconcentration刻蝕薄膜的組成Compositionoffilmtobeetched影響刻蝕速率的因素溫度Temperature116濕法刻蝕的危險性HFH3PO3HNO4腐蝕性Corrosive氧化劑Oxidizer特殊危險Specialhazard濕法刻蝕的危險性HF117濕法刻蝕的優(yōu)點高選擇性設(shè)備成本較低批處理,高產(chǎn)量濕法刻蝕的優(yōu)點高選擇性118濕法刻蝕的缺點各向同性不能刻蝕3mm以下圖形化學(xué)品使用量高化學(xué)品危險–液體腐蝕–煙熏–爆炸危險濕法刻蝕的缺點各向同性119干法刻蝕優(yōu)點：

①各向異性腐蝕強；

②分辨率高；

③刻蝕3μm以下線條。類型：①等離子體刻蝕：化學(xué)性刻蝕；②濺射刻蝕：純物理刻蝕；③反應(yīng)離子刻蝕（RIE）：結(jié)合①、②；PlasmaEtch等離子體刻蝕干法刻蝕優(yōu)點：120干法刻蝕和濕法刻蝕的比較干法刻蝕和濕法刻蝕的比較121等離子體（Plasma）刻蝕a.產(chǎn)生等離子體:刻蝕氣體經(jīng)輝光放電后，成為具有很強化學(xué)活性的離子及游離基--等離子體。CF4RFCF3*、CF2*

、CF*

、F*BCl3

RFBCl3*、BCl2*、Cl*b.等離子體活性基團與被刻蝕材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。特點：選擇性好；各向異性差?？涛g氣體：CF4、BCl3、CCl4、CHCl3、SF6等。等離子體（Plasma）刻蝕a.產(chǎn)生等離子體:刻蝕氣體經(jīng)輝122濺射刻蝕a.形成能量很高的等離子體；

b.等離子體轟擊被刻蝕的材料，使其被撞原子飛濺出

來，形成刻蝕。特點：各向異性好；選擇性差。刻蝕氣體：惰性氣體；濺射刻蝕a.形成能量很高的等離子體；123反應(yīng)離子刻蝕ReactiveIonEtch(RIE)同時利用了等離子刻蝕和濺射刻蝕機制(化學(xué)刻蝕和物理刻蝕的結(jié)合)活性離子反應(yīng)＋離子轟擊刻蝕氣體：與等離子體刻蝕相同特點：刻蝕速率高且可控；刻蝕剖面各向異性且可控；選擇性好且可控目前8英寸制造中所有圖形都是由RIE刻蝕的反應(yīng)離子刻蝕ReactiveIonEtch(RIE)124RIE試驗RIE試驗125EtchProcessSequenceEtchProcessSequence126PLASMAETCHEtchdielectricEtchsinglecrystalsiliconEtchpolysiliconEtchmetalPLASMAETCHEtchdielectric127DielectricEtchEtchoxide–Dopedandundopedsilicateglass–Contact(PSGorBPSG)–Via(USG,FSGorlow-kdielectric)Etchnitride–STI（淺槽隔離）–Bondingpad（壓焊點）DielectricEtchEtchoxide128DielectricEtchFluorinechemistry4F+SiO2

?SiF4+2OCF4iscommonlyusedasfluorinesourceNF3andSF6havealsobeenused加入O2以提高刻蝕選擇比，如圖所示。DielectricEtchFluorinechemis129SingleCrystalSiliconEtchSmallamountO2forsidewallpassivationAlittleNF3forpreventingblacksiliconSingleCrystalSiliconEtchSma130PolysiliconEtchGatesandlocalinterconnections–Mostcriticaletchprocess,smallestCDCapacitorelectrodesforDRAMRequirehighselectivityoversilicondioxideCl2chemistryPolysiliconEtchGatesandloca131PolysiliconEtchPolysiliconEtch132MetalEtchFormetalinterconnectionMetalstack:TiN/Al?Cu/TiCl2asthemainetchantBCl3,N2areusedforsidewallpassivationO2isusedtoimproveselectivitytooxideMainchallenges:etchprofileandavoidingetchresidueMetalEtchFormetalinterconne133MetalEtchChemistriesMetalEtchChemistries134PhotoresistDryStripPhotoresistDryStrip135EtchSafetyCorrosiveandtoxicgases–Cl2,BCl3,SiF4andHBr–Couldbefatalifinhalationatahighconcentration(>1000ppm)RFpowercancauseelectricshock--CanbelethalathighpowerEtchSafetyCorrosiveandtoxic136PlasmaEtchTrendsPlasmaEtchTrends137刻蝕總結(jié)濕法刻蝕：化學(xué)刻蝕，各向同性，工藝簡單，選擇性高，粗線條，干法刻蝕：物理和/或化學(xué)（三種工藝），各向異性，設(shè)備復(fù)雜，分辨率高，細(xì)線條VLSI廣泛使用干法刻蝕針對不同的材料，其典型的濕法腐蝕液（配方）及干法腐蝕劑刻蝕總結(jié)濕法刻蝕：化學(xué)刻蝕，各向同性，工藝簡單，選擇性高，粗138集成電路工藝基礎(chǔ)微電子學(xué)院戴顯英2014年9月5、光刻與刻蝕工藝（曝光、刻蝕）集成電路工藝基礎(chǔ)微電子學(xué)院5、光刻與刻蝕工藝（曝光、刻139掌握光刻膠的組成+PR和–PR的區(qū)別描述光刻工藝的步驟四種對準(zhǔn)和曝光系統(tǒng)Explainrelationshipsofresolutionanddepthoffocustowavelengthandnumericalaperture.掌握光刻膠的組成140光刻概述Photolithography臨時性地涂覆光刻膠到硅片上把設(shè)計圖形最終轉(zhuǎn)移到硅片上IC制造中最重要的工藝占用40to50%芯片制造時間決定著芯片的最小特征尺寸光刻概述Photolithography臨時性地涂覆光刻膠141ICProcessingFlowICProcessingFlow142光刻需要高分辨率HighResolution光刻膠高光敏性HighPRSensitivity精確對準(zhǔn)PrecisionAlignment光刻需要高分辨率HighResolution143Photoresist(PR)－光刻膠光敏性材料臨時性地涂覆在硅片表面通過曝光轉(zhuǎn)移設(shè)計圖形到光刻膠上類似于照相機膠片上涂覆的光敏材料Photoresist(PR)－光刻膠光敏性材料144PhotoresistNegativePhotoresist負(fù)性光刻膠－負(fù)膠PositivePhotoresist正性光刻膠－正膠曝光后不可溶解曝光后可溶解顯影時未曝光的被溶解顯影時曝光的被溶解便宜高分辨率PhotoresistNegativePhotoresis145NegativeandPositivePhotoresistsNegativeandPositivePhotores146正膠的曝光機理：重氮萘醌光分解反應(yīng)正膠的曝光機理：重氮萘醌光分解反應(yīng)147負(fù)膠的曝光機理：聚乙烯醇肉桂酸脂光聚合反應(yīng)負(fù)膠的曝光機理：聚乙烯醇肉桂酸脂光聚合反應(yīng)148PhotoresistComposition光刻膠基本組成聚合物材料(基體）感光材料溶劑添加劑PhotoresistComposition光刻膠基本組成149例如：聚乙烯醇肉桂酸脂系（負(fù)膠）①基體、感光劑－

聚乙烯醇肉桂酸脂濃度：5-10%②溶劑－環(huán)己酮濃度：90－95％③增感劑－5-硝基苊濃度：0.5-1%例如：聚乙烯醇肉桂酸脂系（負(fù)膠）①基體、感光劑－150負(fù)膠的缺點聚合物吸收顯影液中的溶劑由于光刻膠膨脹而使分辨率降低其主溶劑，如二甲苯等會引起環(huán)境和安全問題負(fù)膠的缺點聚合物吸收顯影液中的溶劑151ComparisonofPhotoresistsComparisonofPhotoresists152正膠PositivePhotoresist曝光部分可以溶解在顯影液中正影（光刻膠圖形與掩膜圖形相同）更高分辨率（無膨脹現(xiàn)象）在IC制造應(yīng)用更為普遍正膠PositivePhotoresist曝光部分可以溶153問題正膠比負(fù)膠具有更好的分辨率，為什么十九世紀(jì)八十年代以前人們普遍使用負(fù)膠？問題正膠比負(fù)膠具有更好的分辨率，為什么十九世紀(jì)八十年代以前人154答案因為正膠比負(fù)膠貴得多，直到器件特征尺寸減小到3um以下時人們才用正膠代替負(fù)膠。答案因為正膠比負(fù)膠貴得多，直到器件特征尺寸減小到3um以下時155對光刻膠的要求高分辨率–ThinnerPRfilmhashighertheresolution–ThinnerPRfilm,thelowertheetchingandionimplantationresistance高抗蝕性好黏附性思考題：為什么光刻膠越薄，分辨率越高？對光刻膠的要求高分辨率156光刻工藝PhotolithographyProcess光刻基本步驟?涂膠Photoresistcoating?對準(zhǔn)和曝光Alignmentandexposure?顯影Development光刻工藝PhotolithographyProcess157光刻工序光刻工序1581、清洗硅片WaferClean1、清洗硅片WaferClean1592、預(yù)烘和底膜涂覆Pre-bakeandPrimerVapor2、預(yù)烘和底膜涂覆Pre-bakeandPrimer1603、光刻膠涂覆PhotoresistCoating3、光刻膠涂覆PhotoresistCoating1614、前烘SoftBake4、前烘SoftBake1625、對準(zhǔn)Alignment5、對準(zhǔn)Alignment1636、曝光Exposure6、曝光Exposure1647、后烘PostExposureBake7、后烘PostExposureBake1658、顯影Development8、顯影Development1669、堅膜HardBake9、堅膜HardBake16710、圖形檢測PatternInspection10、圖形檢測PatternInspection168光刻1－硅片清洗（WaferClean）目的--去除污染物、顆粒--減少針孔和其它缺陷--提高光刻膠黏附性基本步驟–化學(xué)清洗–漂洗–烘干光刻1－硅片清洗（WaferClean）目的169光刻2－預(yù)烘和打底膜（Pre-bakeandPrimerVapor）脫水烘焙--去除圓片表面的潮氣增強光刻膠與表面的黏附性通常大約100°C與底膠涂覆合并進行底膠廣泛使用:Hexamethyldisilazane(HMDS，六甲基乙硅氮烷)HMDS的作用：去除SiO2表面的-OH基。光刻2－預(yù)烘和打底膜（Pre-bakeandPrimer170預(yù)烘和底膠蒸氣涂覆預(yù)烘和底膠蒸氣涂覆171光刻3－涂膠

（SpinCoating）硅圓片放置在真空卡盤上高速旋轉(zhuǎn)液態(tài)光刻膠滴在圓片中心光刻膠以離心力向外擴展均勻涂覆在圓片表面設(shè)備--光刻膠旋涂機光刻3－涂膠（SpinCoating）硅圓片放置在真空172光刻膠厚度與旋轉(zhuǎn)速率和粘性的關(guān)系光刻膠厚度與旋轉(zhuǎn)速率和粘性的關(guān)系173PhotoresistSpinCoaterEBR:Edgebeadremoval邊緣修復(fù)PhotoresistSpinCoaterEBR:Ed174滴膠滴膠175光刻膠吸回光刻膠吸回176PhotoresistSpinCoatingPhotoresistSpinCoating177光刻4－前烘（SoftBake）①作用：促進膠膜內(nèi)溶劑充分揮發(fā)，使膠膜干燥；

增加膠膜與SiO2（Al膜等）的粘附性及耐磨性。②影響因素：溫度，時間。烘焙不足（溫度太低或時間太短）－顯影時易浮膠，

圖形易變形。烘焙時間過長－增感劑揮發(fā)，導(dǎo)致曝光時間增長，

甚至顯不出圖形。烘焙溫度過高－感光劑反應(yīng)（膠膜硬化），

不易溶于顯影液，導(dǎo)致顯影不干凈。光刻4－前烘（SoftBake）①作用：促進膠膜內(nèi)溶劑充分178BakingSystemsBakingSystems1795&6、對準(zhǔn)與曝光（AlignmentandExposure）MostcriticalprocessforICfabricationMostexpensivetool(stepper)inanICfab.MostchallengingtechnologyDeterminestheminimumfeaturesizeCurrently0.13μmandpushingto0.09or0.065μm5&6、對準(zhǔn)與曝光（AlignmentandExposu180對準(zhǔn)和曝光設(shè)備接觸式曝光機接近式曝光機投影式曝光機步進式曝光機（Stepper）對準(zhǔn)和曝光設(shè)備接觸式曝光機181接觸式曝光機設(shè)備簡單分辨率：可達亞微米掩膜與圓片直接接觸，

掩膜壽命有限微粒污染接觸式曝光機設(shè)備簡單182接近式曝光機掩膜與圓片表面有5－50μm間距優(yōu)點：較長的掩膜壽命缺點：分辨率低（線寬>3um）接近式曝光機掩膜與圓片表面有5－50μm間距183投影式曝光機類似于投影儀掩膜與晶圓圖形1:1分辨率：～1um投影式曝光機類似于投影儀184步進式曝光機現(xiàn)代IC制造中最常用的曝光工具通過曝光縮小掩膜圖形以提高分辨率分辨率：0.25μm或更小設(shè)備很昂貴步進-&-重復(fù)步進式曝光機現(xiàn)代IC制造中最常用的曝光工具步進-&-重復(fù)185曝光光源短波長高亮度（高光強）穩(wěn)定高壓汞燈受激準(zhǔn)分子激光器曝光光源短波長186汞燈的光譜汞燈的光譜187曝光機光源曝光機光源188駐波效應(yīng)入射光與反射光干涉周期性過曝光和欠曝光影響光刻分辨率光刻膠中的駐波效應(yīng)駐波效應(yīng)入射光與反射光干涉光刻膠中的駐波效應(yīng)189光刻7－曝光后烘焙（后烘，PEB）機理：光刻膠分子發(fā)生熱運動，過曝光和欠曝光的光刻膠分子發(fā)生重分布；作用：平衡駐波效應(yīng)，提高分辨率。PEB減小駐波效應(yīng)光刻7－曝光后烘焙（后烘，PEB）機理：光刻膠分子發(fā)生熱運動190光刻8－顯影(Development)顯影液溶劑溶解掉光刻膠中軟化部分從掩膜版轉(zhuǎn)移圖形到光刻膠上三個基本步驟:–顯影–漂洗–干燥光刻8－顯影(Development)顯影液溶劑溶解掉光刻膠191顯影:沉浸顯影漂洗旋轉(zhuǎn)干燥顯影:沉浸顯影漂洗旋轉(zhuǎn)干燥192顯影顯影193顯影后剖面正常顯影過顯影不完全顯影欠顯影顯影后剖面正常顯影過顯影不完全顯影欠顯影194光刻9－堅膜（HardBake）蒸發(fā)PR中所有有機溶劑提高刻蝕和注入的抵抗力提高光刻膠和表面的黏附性聚合和使得PR更加穩(wěn)定PR流動填充針孔光刻9－堅膜（HardBake）蒸發(fā)PR中所有有機溶劑195光刻膠熱流動填充針孔光刻膠熱流動填充針孔196堅膜（HardBake）熱板最為常用檢測后可在烘箱中堅膜堅膜溫度:100到130°C堅膜時間：1到2分鐘堅膜溫度通常高于前烘溫度堅膜（HardBake）熱板最為常用197堅膜的控制堅膜不足－光刻膠不能充分聚合－造成較高的光刻膠刻蝕速率－黏附性變差過堅膜－光刻膠流動造成分辨率變差堅膜的控制堅膜不足198光刻膠流動過堅膜會引起太多的光刻膠流動，影響光刻的分辨率正常堅膜過堅膜光刻膠流動過堅膜會引起太多的光刻膠流動，影響光刻的分辨率正常199問題如果涂膠時用錯光刻膠，會發(fā)生什么問題？

每種光刻膠都有不同的敏感性和粘性，都需要不同的旋轉(zhuǎn)速率、斜坡速率、旋轉(zhuǎn)時間、烘干時間和溫度、曝光強度和時間、顯影液和顯影條件，因此圖形轉(zhuǎn)移將失敗。問題如果涂膠時用錯光刻膠，會發(fā)生什么問題？每種光刻膠都有200光刻10－圖形檢測（PatternInspection）?檢查發(fā)現(xiàn)問題，剝?nèi)ス饪棠z，重新開始–光刻膠圖形是暫時的–刻蝕和離子注入圖形是永久的?光刻工藝是可以返工的，刻蝕和注入以后就不能再返工?檢測手段：SEM（掃描電子顯微鏡）、光學(xué)顯微鏡光刻10－圖形檢測（PatternInspection）?201問題為什么不能用光學(xué)顯微鏡檢查0.25um尺寸的圖形?

因為特征尺寸(0.25mm=250nm)小于可見光的波長，可見光波長為390nm(紫光)to750nm(紅光)問題為什么不能用光學(xué)顯微鏡檢查0.25um尺寸的圖形?因202圖形檢測未對準(zhǔn)問題：重疊和錯位-Run-out,Run-in,掩膜旋轉(zhuǎn)，晶圓旋轉(zhuǎn)，X方向錯位，Y方向錯位臨界尺寸Criticaldimension(CD)（條寬）表面不規(guī)則：劃痕、針孔、瑕疵和污染物圖形檢測未對準(zhǔn)問題：重疊和錯位203未對準(zhǔn)問題未對準(zhǔn)問題204圖形檢測通過圖形檢測，即可進入下一步工藝刻蝕或離子注入圖形檢測通過圖形檢測，即可進入下一步工藝205光刻間全部流程光刻間全部流程206未來趨勢FutureTrends更小特征尺寸Smallerfeaturesize更高分辨率Higherresolution減小波長Reducingwavelength采用相移掩膜Phase-shiftmask未來趨勢FutureTrends更小特征尺寸Sma207光衍射光衍射影響分辨率衍射光投射光強度光衍射光衍射影響分辨率衍射光投射光強度208衍射光的減小波長越短，衍射越弱光學(xué)凸鏡能夠收集衍射光并增強圖像偏離的折射光被凸鏡收集的衍射光衍射光的減小波長越短，衍射越弱偏離的折射光被凸鏡收集的衍射光209數(shù)值孔徑（NumericalAperture：NA）NA：表示凸鏡收集衍射光的能力NA=2r0/D–r0

:凸鏡的半徑–D：目標(biāo)（掩膜）與凸鏡的距離NA越大，凸鏡收集更多的衍射光，產(chǎn)生更尖銳的圖形數(shù)值孔徑（NumericalAperture：NA）NA：210分辨率

Resolution表征光刻精度；定義－光刻時所能得到的光刻圖形的最小尺寸。表示方法：每mm最多可容納的線條數(shù)。若可分辨的最小線寬為L（線條間隔也L），則R＝1/(2L)(mm-1)R由曝光系統(tǒng)的光波長λ和數(shù)值孔徑NA決定，R=K1λ/NA注：這里的R就是最小線寬L。K1為系統(tǒng)常數(shù),λ光波長,NA=2r0/D；NA:凸鏡收集衍射光的能力分辨率Resolution表征光刻精度；211舉例1K1

=0.6，R=K1λ/NA舉例1K1=0.6，R=K1λ/NA212提高分辨率提高NA–更大的凸鏡,可能很昂貴而不實際

–減小DOF（焦深），會引起制造困難減小光波長

–開發(fā)新光源,PR和設(shè)備–波長減小的極限：UV到DUV,到EUV,到X-Ray減小K1–相移掩膜（Phaseshiftmask）提高分辨率提高NA213波長與電磁波頻率RF:Radiofrequency;MW:Microwave;IR:infrared;UV:ultraviolet波長與電磁波頻率RF:Radiofrequency;M214焦深(Depthoffocus，DOF)光焦點周圍能獲得清晰圖形的范圍焦深的表達式:DOF=K2λ/[2(NA)2]焦深(Depthoffocus，DOF)光焦點周圍能獲得215舉例2K2

=0.6，DOF=K2λ/[2(NA)2]0.3630.161舉例2K2=0.6，DOF=K2λ/[2(NA)2]0216I線和DUV（熟悉）汞燈i-line,365nm–常用在0.35mm光刻DUVKrF受激準(zhǔn)分子激光器,248nm–0.25mm,0.18mmand0.13mm光刻ArF受激準(zhǔn)分子激光器,193nm–應(yīng)用:<0.13mmF2受激準(zhǔn)分子激光器：157nm–仍處于研發(fā)階段,<0.10mm應(yīng)用I線和DUV（熟悉）汞燈i-line,365nm217I線和DUV當(dāng)l<180nm時SiO2

會強烈吸收UV光

不能再使用石英作為掩膜和凸鏡的材料157nmF2激光器光刻–低OH濃度的熔融石英,氟摻雜石英,氟化鈣(CaF2),–使用相移掩膜,即使0.035mm都是可以的I線和DUV當(dāng)l<180nm時SiO2會強烈吸收U218下一代光刻

NextGenerationLithography(NGL)超紫外ExtremeUV(EUV)lithographyX射線X-Raylithography電子束Electronbeam(E-beam)lithography下一代光刻

NextGenerationLithogra219未來趨勢未來趨勢220相移掩膜（PhaseShiftMask）d(nf

-1)=λ/2nf

:相移涂層的折射率薄膜鉻圖形相移涂層相移掩膜（PhaseShiftMask）d(nf-221相移掩膜(PSM)應(yīng)用相移掩膜(PSM)應(yīng)用222EUV超紫外l=10到14nm更高分辨率預(yù)期應(yīng)用~2010年0.1mm和以下EUV超紫外l=10到14nm223X射線光刻（X-raylithography）

λ＝2-40?，軟X射線；類似于接近式曝光機很難找到純的X-ray源掩膜制造存在挑戰(zhàn)不大可能在生產(chǎn)中使用X射線光刻（X-raylithography）λ＝2-4224X-rayPrintingX-rayPrinting225電子束曝光E-Beamλ＝幾十－100?；可獲得最小尺寸:14nm用于制造掩膜和刻線可以直寫,不需要掩膜–效率很低電子束曝光E-Beamλ＝幾十－100?；可獲得最小尺寸:226光刻總結(jié)光刻：臨時的圖形轉(zhuǎn)移過程IC生長中最關(guān)鍵的工藝需要：高分辨率、低缺陷密度光刻膠：正和負(fù)工藝過程：預(yù)烘、底膠旋涂、PR旋涂、前烘、對準(zhǔn)、曝光、后烘PEB、顯影、堅膜、檢測分辨率R與λ、NA的關(guān)系下一代光刻技術(shù)：EUV和電子束光刻光刻總結(jié)光刻：臨時的圖形轉(zhuǎn)移過程227Etch刻蝕熟悉刻蝕術(shù)語比較：干法刻蝕、濕法刻蝕IC工藝中四種被刻蝕的材料和主要的刻蝕劑IC工藝的刻蝕過程注意刻蝕工藝中的危險Etch刻蝕熟悉刻蝕術(shù)語228刻蝕定義從晶圓表面去除一定材料化學(xué)、物理過程或兩者結(jié)合選擇性或覆蓋刻蝕選擇性刻蝕轉(zhuǎn)移光刻膠上的IC設(shè)計圖形到晶圓表面其它應(yīng)用:制造掩膜,印制電路板,藝術(shù)品,等等刻蝕定義從晶圓表面去除一定材料229柵掩膜對準(zhǔn)GateMaskAlignment柵掩膜對準(zhǔn)GateMaskAlignment230柵掩膜曝光GateMaskExposure柵掩膜曝光GateMaskExposure231Development/HardBake/InspectionDevelopment/HardBake/Inspecti232EtchPolysilicon刻蝕多晶硅EtchPolysilicon刻蝕多晶硅233EtchPolysilicon繼續(xù)EtchPolysilicon繼續(xù)234StripPhotoresist光刻膠剝離StripPhotoresist光刻膠剝離235離子注入IonImplantation離子注入IonImplantation236快速熱退火RapidThermalAnnealing快速熱退火RapidThermalAnnealing237刻蝕術(shù)語刻蝕速率選擇比刻蝕均勻性刻蝕剖面濕法刻蝕干法刻蝕RIE：反應(yīng)離子刻蝕刻蝕術(shù)語刻蝕速率238刻蝕速率Δd=d0-d1

(?)厚度變化量；t刻蝕時間(min)PE-TEOSPSG薄膜,1min在6:1BOEat22°C,刻蝕前,t=1.7mm,濕法刻蝕后,t=1.1mm刻蝕速率Δd=d0-d1(?)厚度變化量；t刻239刻蝕選擇比選擇性是指不同材料刻蝕速率之比對底層的選擇性，對光刻膠的選擇性刻蝕選擇比選擇性是指不同材料刻蝕速率之比240舉例PE-TEOSPSG薄膜刻蝕速率6000?/min,硅刻蝕速率30?/min,PSGtosilicon舉例PE-TEOSPSG薄膜刻蝕速率6000?/min241刻蝕均勻性圓片上和圓片間的重復(fù)性StandardDeviationNon-uniformity標(biāo)準(zhǔn)偏差不均勻性NpointsmeasurementsMax-MinUniformity最大最小均勻性刻蝕均勻性圓片上和圓片間的重復(fù)性242刻蝕剖面各向異性各向同性各向異性，錐形各向異性，內(nèi)切刻蝕剖面各向異性各向同性各向異性，錐形各向異性，內(nèi)切243刻蝕剖面各向異性，腳印各向異性，反腳印各向異性，反錐形各向異性，內(nèi)切刻蝕剖面各向異性，腳印各向異性，反腳印各向異性，反錐形各向異244濕法刻蝕利用化學(xué)溶液溶解硅表面的材料副產(chǎn)物是氣體、液體或可溶于刻蝕溶液的固體三個基本過程：刻蝕、漂洗、干燥濕法刻蝕利用化學(xué)溶液溶解硅表面的材料245濕法刻蝕純化學(xué)腐蝕過程特點：各向同性剖面優(yōu)點：工藝簡單，腐蝕選擇性好；缺點：鉆蝕嚴(yán)重（各向異性差），難于獲得精細(xì)圖形在尺寸大于3μm的IC制造中廣泛使用在現(xiàn)代IC制造仍然使用–硅片清洗–薄膜覆蓋剝離–測試晶圓薄膜剝離和清洗濕法刻蝕純化學(xué)腐蝕過程246濕法刻蝕剖面WetEtchProfiles不能用于特征尺寸小于3mm，由等離子體刻蝕替代濕法刻蝕剖面WetEtchProfiles不能用于特247濕法刻蝕SiO2氫氟酸溶液（HFSolution）常用配方(KPR膠）：HF:NH4F:H2O=3ml:6g:10ml(HF溶液濃度為48％)HF：腐蝕劑，SiO2+HF→H2[SiF6]+H2ONH4F：緩沖劑，NH4F→NH3↑+HF

SiO2+6HF?H2SiF6+2H2O廣泛用于CVD薄膜質(zhì)量控制濕法刻蝕SiO2氫氟酸溶液（HFSolution）248濕法刻蝕Si、Poly-SiHNO3-HF-H2O(HAC)混合液：HNO3：強氧化劑，先將Si氧化成SiO2；HF：腐蝕劑，腐蝕SiO2；HAC：抑制HNO3的分解；水或乙酸可以用于稀釋蝕刻劑，降低刻蝕速率濕法刻蝕Si、Poly-SiHNO3-HF-H2O(HAC249隔離IsolationFormation隔離IsolationFormation250濕法刻蝕SiliconNitride熱(150to200°C)磷酸H3PO4

溶液對siliconoxide有高選擇性用于LOCOSandSTI氮化硅剝離濕法刻蝕SiliconNitride熱(150to2251濕法刻蝕Aluminum溶液成分（示例）:80%磷酸,5%乙酸,5%硝酸,和10%水；加熱42to450C硝酸氧化Al，同時磷酸去除氧化鋁。乙酸降低刻蝕速率和硝酸的氧化速率濕法刻蝕Aluminum溶液成分（示例）:80%磷酸,252濕法刻蝕Titanium(H2O2)：(H2SO4)=1:1H2O2

氧化Ti形成TiO2H2SO4

與TiO2

反應(yīng)，同時去除H2O2氧化Si和硅化物形成SiO2H2SO4

不與SiO2反應(yīng)濕法刻蝕Titanium(H2O2)：(H2SO4)253影響刻蝕速率的因素溫度Temperature化學(xué)溶液濃度Chemicalconcentration刻蝕薄膜的組成Compositionoffilmtobeetched影響刻蝕速率的因素溫度Temperature254濕法刻蝕的危險性HFH3PO3HNO4腐蝕性Corrosive氧化劑Oxidizer特殊危險Specialhazard濕法刻蝕的危險性HF2