光刻技術(shù)設(shè)計(jì)課件

光刻技術(shù)光刻工藝光刻技術(shù)刻蝕技術(shù)目的

光刻系統(tǒng)的主要指標(biāo)基本光刻工藝流程光刻技術(shù)中的常見(jiàn)問(wèn)題

光刻掩模板的制造曝光技術(shù)光刻設(shè)備濕法腐蝕和干法刻蝕的原理①高分辨率。通常把線(xiàn)寬作為光刻水平的標(biāo)志，線(xiàn)寬越來(lái)越細(xì)，要求光刻具有高分辨率。②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(shí)間短，但往往使光刻膠的其他屬性變差。③低缺陷。在集成電路芯片的加工進(jìn)程中，如果在器件上產(chǎn)生一個(gè)缺陷，即使缺陷的尺寸小于圖形的線(xiàn)寬，也可能會(huì)使整個(gè)芯片失效。④精密的套刻對(duì)準(zhǔn)。集成電路芯片的制造需要經(jīng)過(guò)多次光刻，在各次曝光圖形之間要相互套準(zhǔn)。通常要采用自動(dòng)套刻對(duì)準(zhǔn)技術(shù)。誤差≤±10%L⑤對(duì)大尺寸硅片的加工。為了提高經(jīng)濟(jì)效益和硅片利用率，一般在一個(gè)大尺寸硅片上同時(shí)制作很多個(gè)完全相同的芯片。對(duì)于光刻而言，在大尺寸硅片上滿(mǎn)足前述的要求難度更大。IC對(duì)光刻技術(shù)的基本要求3.1概述光刻(photolithography)是在光的作用下，使圖像從母版向另一種介質(zhì)轉(zhuǎn)移的過(guò)程。母版就是光刻版，是一種由透光區(qū)和不透光區(qū)組成的玻璃版。即將掩模版（光刻版）上的幾何圖形轉(zhuǎn)移到覆蓋在半導(dǎo)體襯底表面的對(duì)光輻照敏感薄膜材料（光刻膠）上去的工藝過(guò)程

。

光刻工藝就是利用光敏的抗蝕涂層發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，按照確定的版圖圖形，結(jié)合刻蝕方法在各種薄膜上（如SiO2等絕緣膜和各種金屬膜）制備出合乎要求的電路圖形，包括形成金屬電極和布線(xiàn)、表面鈍化以及實(shí)現(xiàn)選擇性摻雜。由于集成電路有一定的空間結(jié)構(gòu)，需多次使用光刻，每塊集成電路一般要進(jìn)行6～7次光刻，所以氧化工藝與光刻工藝的結(jié)合構(gòu)成了整個(gè)平面工藝的基礎(chǔ)。光刻是集成電路工藝中的關(guān)鍵性技術(shù)。在硅片表面涂上光刻膠薄層，通過(guò)掩模版對(duì)光刻膠輻照，使某些區(qū)域的光刻膠感光，利用光刻膠感光部分與未感光部分在顯影液中的溶解速度相差非常大的特性，經(jīng)過(guò)顯影就可以在光刻膠上留下掩模版的圖形。在集成電路制造中，利用這層剩余的光刻膠圖形作為保護(hù)膜，可以對(duì)硅表面選定區(qū)域進(jìn)行刻蝕，或進(jìn)行離子注入，形成器件和電路結(jié)構(gòu)，或者對(duì)未保護(hù)區(qū)進(jìn)行摻雜。隨著集成電路的集成度不斷提高，器件的特征尺寸不斷減小，期望進(jìn)一步縮小光刻圖形的尺寸。目前已經(jīng)開(kāi)始采用線(xiàn)寬為0.2-0.1μm的加工技術(shù)。

分辨率、焦深、對(duì)比度、特征線(xiàn)寬控制、對(duì)準(zhǔn)和套刻精度、產(chǎn)率以及價(jià)格。光刻系統(tǒng)的主要指標(biāo)包括:83.1.1分辨率

分辨率是指一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)精確區(qū)分目標(biāo)的能力。分辨率是決定光刻系統(tǒng)最重要的指標(biāo)，能分辨的線(xiàn)寬越小，分辨率越高。其由瑞利衍射定律決定：k1=0.6~0.8NA=0.16~0.8提高分辨率：NA，，k1：曝光光源的波長(zhǎng)

NA：曝光鏡頭的數(shù)值孔徑

K1:比例系數(shù)93.1.1分辨率

1、利用光源縮小l光源波長(zhǎng)(nm)術(shù)語(yǔ)技術(shù)節(jié)點(diǎn)汞燈436g線(xiàn)>0.5mm汞燈365i線(xiàn)0.5/0.35mmKrF(激光)248DUV0.25/0.13mmArF(激光)193193DUV90/65…32nmF2(激光)157VUVCaF2lenses等離子體13.5EUVReflectivemirrors光源103.1.1分辨率

1、使用光源縮小l113.1.1分辨率

2、減小分辨率因子k1

Patterndependentk1canbereducedbyupto40%123.1.1分辨率

2、減小分辨率因子k1Maskdesignandresistprocessl

[nm]k14360.83650.62480.3-0.41930.3-0.4Contrast436,365nm:=2-3,(Qf/Q02.5)248,193nm:=5-10(Qf/Q01.3)133.1.1分辨率

3、增加

NALensfabricationl

[nm]NA4360.15-0.453650.35-0.602480.35-0.821930.60-0.93anH2O

浸入式光刻N(yùn)A=nsinanH2O=1.44NA≈1.36143.1.2光刻分辨率分辨率R=1/2L(mm-1)；直接用線(xiàn)寬L表示存在物理極限，由衍射決定：

L≥λ/2,Rmax≤1/λLL即每mm中包含的間距與寬度相等的線(xiàn)條數(shù)目。因光的波動(dòng)性而產(chǎn)生的衍射效應(yīng)限定了線(xiàn)寬KrF激光光源，可產(chǎn)生0.25um常用光源波長(zhǎng)436nm，最佳線(xiàn)寬47um15物理極限由量子理論的海森堡不確定關(guān)系式也得出其他離子束光刻極限：

ΔL·Δp≥h；

p=mv；E=mv2/2，h/λ=√

2mE

ΔL≥h/2√

2mE粒子質(zhì)量愈大，ΔL愈小，分辨率愈高動(dòng)能愈高，ΔL愈小，分辨率愈高。163.1.3焦深為軸上光線(xiàn)到極限聚焦位置的光程差。根據(jù)瑞利判據(jù)：很小時(shí)，NA，焦深焦深173.1.3焦深焦深焦平面光刻膠IC技術(shù)中，焦深只有1mm，甚至更小183.1.4對(duì)比度調(diào)制傳遞函數(shù)MTF－－對(duì)比度193.1.4對(duì)比度一般要求MTF>0.5與尺寸有關(guān)聚光透鏡

光圈

投影透鏡鏡片光刻膠

203.1.4對(duì)比度特征尺寸大特征尺寸小2W橫坐標(biāo)：歸一化的空間頻率，線(xiàn)條數(shù)/mm/截止頻率空間頻率＝1/(2W),W是等寬光柵的線(xiàn)條寬度，2W即Pitch按照瑞利判據(jù)歸一化，即0＝1/R＝NA/0.61

（截止頻率）213.2基本光刻工藝流程一般的光刻工藝要經(jīng)歷底膜處理、涂膠、前烘、曝光、顯影、堅(jiān)膜、刻蝕、去膠、檢驗(yàn)工序。

23底膜處理底膜處理是光刻工藝的第一步，其主要目的是對(duì)硅襯底表面進(jìn)行處理，以增強(qiáng)襯底與光刻膠之間的黏附性。底膜處理包括以下過(guò)程：

1、清洗；2、烘干；3、增粘處理。涂膠

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(guò)程中，保護(hù)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(qiáng)、并且沒(méi)有缺陷的光刻膠薄膜。在涂膠之前，硅片一般需要經(jīng)過(guò)脫水烘焙并且涂上用來(lái)增加光刻膠與硅片表面附著能力的化合物。以光刻膠在SiO2表面的附著情況為例，由于SiO2的表面是親水性的，而光刻膠是疏水性的，SiO2表面可以從空氣中吸附水分子，含水的SiO2會(huì)使光刻膠的附著能力降低。因此在涂膠之前需要預(yù)先對(duì)硅片進(jìn)行脫水處理，稱(chēng)為脫水烘焙。①在150-200℃釋放硅片表面吸附的水分子；②在400℃左右使硅片上含水化合物脫水；③進(jìn)行750℃以上的脫水。脫水烘焙

在涂膠之前，還應(yīng)在Si片表面上涂上一層化合物，其目的也是為了增強(qiáng)光刻膠與硅片之間的附著力。目前應(yīng)用比較多的是六甲基乙硅氮烷(簡(jiǎn)稱(chēng)HMDS)。在實(shí)際應(yīng)用中，HMDS的涂布都是以氣相的方式進(jìn)行的，HMDS以氣態(tài)的形式輸入到放有硅片的容器中，然后在硅片的表面完成涂布。還可以將脫水烘焙與HMDS的氣相涂布結(jié)合起來(lái)進(jìn)行。硅片首先在容器里經(jīng)過(guò)100-200℃的脫水烘焙，然后直接進(jìn)行氣相涂布。由于避免了與大氣的接觸，硅片吸附水分子的機(jī)會(huì)將會(huì)降低，涂布HMDS的效果將會(huì)更加理想。涂布HMDS涂膠工藝一般包括三個(gè)步驟：①將光刻膠溶液噴灑到硅片表面上；②加速旋轉(zhuǎn)托盤(pán)(硅片)，直至達(dá)到需要的旋轉(zhuǎn)速度；③達(dá)到所需的旋轉(zhuǎn)速度后，保持一定時(shí)間的旋轉(zhuǎn)。涂

膠

把硅片放在一個(gè)平整的金屬托盤(pán)上，有小孔與真空管相連，硅片就被吸在托盤(pán)上，硅片與托盤(pán)一起旋轉(zhuǎn)。0~2000r/min3000~7000r/min40s~1min

光刻膠的膜厚與光刻膠本身的黏性有關(guān)

對(duì)于同樣的光刻膠，光刻膠的膜厚由旋轉(zhuǎn)速度決定，轉(zhuǎn)動(dòng)速度越快，光刻膠層的厚度越薄，光刻膠的均勻性也越好。

涂膠的過(guò)程應(yīng)始終在超凈環(huán)境中進(jìn)行。同時(shí)噴灑的光刻膠溶液中不能含有空氣，因?yàn)闅馀莸淖饔门c微粒相似，都會(huì)在光刻工藝中引起缺陷。光刻膠的膜厚涂膠：采用旋轉(zhuǎn)涂膠工藝前烘

在液態(tài)的光刻膠中，溶劑的成份占65％-85％，經(jīng)過(guò)甩膠之后，雖然液態(tài)的光刻膠已經(jīng)成為固態(tài)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(jìn)行烘烤，使溶劑從光刻膠內(nèi)揮發(fā)出來(lái)，這一步驟稱(chēng)為前烘。(前烘后光刻膠中溶劑含量降至到5％左右)

在前烘過(guò)程中，由于溶劑的揮發(fā)，光刻膠的厚度也會(huì)減薄，一般減小的幅度為10％-20％左右。降低灰塵的玷污；減輕因高速旋轉(zhuǎn)形成的薄膜應(yīng)力，從而提高光刻膠的附著性。光刻膠的顯影速度受光刻膠中溶劑含量的影響。如果光刻膠沒(méi)有經(jīng)過(guò)前烘處理，對(duì)于正膠來(lái)說(shuō)，非曝光區(qū)的光刻膠由于溶劑的含量比較高，在顯影液中也會(huì)溶解變簿，從而使光刻膠的保護(hù)能力下降。前烘的作用前烘的溫度和時(shí)間需要嚴(yán)格地控制。前烘的溫度太低或時(shí)間太短光刻膠層與硅片表面的黏附性變差；由于光刻膠中溶劑的含量過(guò)高，曝光的精確度也會(huì)變差；太高的溶劑濃度使顯影液對(duì)曝光區(qū)和非曝光區(qū)光刻膠的選擇性下降，導(dǎo)致圖形轉(zhuǎn)移效果不好。前烘溫度太高光刻膠層的黏附性也會(huì)因?yàn)楣饪棠z變脆而降低；過(guò)高的烘焙溫度會(huì)使光刻膠中的感光劑發(fā)生反應(yīng)，使光刻膠在曝光時(shí)的敏感度變差。前烘的溫度和時(shí)間10～30min，90～100C

前烘通常采用干燥循環(huán)熱風(fēng)、紅外線(xiàn)輻射以及熱平板傳導(dǎo)等熱處理方式。在ULSI工藝中，常用的前烘方法是真空熱平板烘烤。真空熱平板烘烤可以方便地控制溫度，同時(shí)還可以保證均勻加熱。在熱平板烘烤中，熱量由硅片的背面?zhèn)魅?，因此光刻膠內(nèi)部的溶劑將向表面移動(dòng)而離開(kāi)光刻膠。如果處于光刻膠表面的溶劑的揮發(fā)速度比光刻膠內(nèi)部溶劑的揮發(fā)速度快，當(dāng)表面的光刻膠已經(jīng)固化時(shí)，再繼續(xù)進(jìn)行烘焙，光刻膠表面將會(huì)變得粗糙，使用平板烘烤就可以解決這個(gè)問(wèn)題。前烘的加熱方式34曝光曝光是使光刻掩模版與涂上光刻膠的襯底對(duì)準(zhǔn)，用光源經(jīng)過(guò)光刻掩模版照射襯底，使接受到光照的光刻膠的光學(xué)特性發(fā)生變化。曝光中要特別注意曝光光源的選擇和對(duì)準(zhǔn)。35簡(jiǎn)單的光學(xué)系統(tǒng)曝光圖

顯影

顯影后所留下的光刻膠圖形將在后續(xù)的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(yán)格地說(shuō)，在顯影時(shí)曝光區(qū)與非曝光區(qū)的光刻膠都有不同程度的溶解。曝光區(qū)與非曝光區(qū)的光刻膠的溶解速度反差越大，顯影后得到的圖形對(duì)比度越高。影響顯影效果的主要因素包括：①曝光時(shí)間；②前烘的溫度和時(shí)間；③光刻膠的膜厚；④顯影液的濃度；⑤顯影液的溫度；⑥顯影液的攪動(dòng)情況等。

以正膠為例，在顯影過(guò)程中，曝光區(qū)的光刻膠在顯影液中溶解，非曝光區(qū)的光刻膠則不會(huì)溶解。曝光后在光刻膠層中形成的潛在圖形，顯影后便顯現(xiàn)出來(lái)，這一步驟稱(chēng)為顯影。顯影的方式有許多種，目前廣泛使用的是噴灑方法?？煞譃槿齻€(gè)階段：①硅片被置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，并且在硅片表面上噴灑顯影液；②然后硅片將在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行顯影；③顯影完成之后，需要經(jīng)過(guò)漂洗，之后再烘干。噴灑方法的優(yōu)點(diǎn)在于它可以滿(mǎn)足工藝流水線(xiàn)的要求。

顯影之后，一般要通過(guò)光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡(SEM)或者激光系統(tǒng)來(lái)檢查圖形的尺寸是否滿(mǎn)足要求。如果不能滿(mǎn)足要求，可以返工。因?yàn)榻?jīng)過(guò)顯影之后只是在光刻膠上形成了圖形，只需去掉光刻膠就可以重新進(jìn)行上述各步工藝。顯影方式與檢測(cè)38堅(jiān)膜堅(jiān)膜也叫后烘，主要作用是除去光刻膠中剩余的溶劑，增強(qiáng)光刻膠對(duì)硅片表面的附著力，同時(shí)提高光刻膠在刻蝕和離子注入過(guò)程中的抗蝕性和保護(hù)能力。堅(jiān)膜溫度要高于前烘和曝光后烘烤溫度，較高的堅(jiān)膜溫度可使堅(jiān)膜后光刻膠中的溶劑含量更少，但增加了去膠時(shí)的困難。且光刻膠內(nèi)部拉伸應(yīng)力的增加會(huì)使光刻膠的附著性下降，因此必須適當(dāng)?shù)目刂茍?jiān)膜溫度。10～30min，100～140C堅(jiān)膜的溫度和時(shí)間要合適。若溫度太低，時(shí)間過(guò)短，抗蝕劑膠膜沒(méi)有烘透，膠膜就不堅(jiān)固，腐蝕時(shí)易脫膠；若溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則抗蝕劑膠膜因熱膨脹而翹曲和剝落，腐蝕時(shí)也容易產(chǎn)生鉆蝕或脫膠，還可能引起聚合物分解，產(chǎn)生低分子化合物，影響粘附性能，削弱抗蝕能力。此外，堅(jiān)膜時(shí)最好采用緩慢升溫和自然冷卻降溫的方式，以及從背面烘烤的辦法。腐蝕腐蝕就是用適當(dāng)?shù)母g劑，對(duì)未被膠膜覆蓋的二氧化硅或其他性質(zhì)的薄膜進(jìn)行腐蝕，按照光刻膠膜上已經(jīng)顯示出來(lái)的圖形，進(jìn)行完整、清晰、準(zhǔn)確的腐蝕，達(dá)到選擇性擴(kuò)散或金屬布線(xiàn)的目的。它是影響光刻精度的重要環(huán)節(jié)。對(duì)腐蝕劑的要求有：(1)只對(duì)需要腐蝕的物質(zhì)進(jìn)行腐蝕。(2)對(duì)抗蝕劑膠膜不腐蝕或腐蝕很小。(3)腐蝕因子要大于一定的數(shù)值。腐蝕因子定義為：當(dāng)腐蝕線(xiàn)條時(shí)，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(lái)衡量腐蝕的質(zhì)量。(4)腐蝕液毒性小，使用方便，腐蝕圖形邊緣整齊、清晰。去膠去膠是常規(guī)光刻工藝的最后一道工序，簡(jiǎn)單地講，是使用特定的方法將經(jīng)過(guò)腐蝕之后還留在表面的膠膜去除掉。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(jī)溶液去膠和無(wú)機(jī)溶液去膠。有機(jī)溶液去膠主要是使光刻膠溶于有機(jī)溶液中（丙酮和芳香族的有機(jī)溶劑），從而達(dá)到去膠的目的。無(wú)機(jī)溶液去膠的原理是使用一些無(wú)機(jī)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上除去。98%H2SO4+H2O2+膠→CO+CO2+H2OO2+膠→CO+CO2+H2O干法去膠則是用等離子體將光刻膠剝除。光刻膠通過(guò)在氧等離子體中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氣態(tài)的CO，CO2和H2O由真空系統(tǒng)抽走。相對(duì)于濕法去膠，干法去膠的效果更好，但是干法去膠存在反應(yīng)殘留物的玷污問(wèn)題，因此干法去膠與濕法去膠經(jīng)常搭配進(jìn)行。第四單元光刻技術(shù)42最終檢驗(yàn)

在基本的光刻工藝過(guò)程中，最終步驟是檢驗(yàn)。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(diǎn)和大的微粒污染。之后是顯微鏡檢驗(yàn)或自動(dòng)檢驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)缺陷和圖案變形。

在光刻的過(guò)程中通常包括三個(gè)主要步驟：曝光、顯影、刻蝕(或淀積)。443.3光刻技術(shù)中的常見(jiàn)問(wèn)題半導(dǎo)體器件和集成電路的制造對(duì)光刻質(zhì)量有如下要求：一是刻蝕的圖形完整，尺寸準(zhǔn)確，邊緣整齊陡直；二是圖形內(nèi)沒(méi)有針孔；三是圖形外沒(méi)有殘留的被腐蝕物質(zhì)。同時(shí)要求圖形套刻準(zhǔn)確，無(wú)污染等等。但在光刻過(guò)程中，常出現(xiàn)浮膠、毛刺、鉆蝕、針孔和小島等缺陷。

浮膠就是在顯影和腐蝕過(guò)程中，由于化學(xué)試劑不斷侵入光刻膠膜與SiO2或其它薄膜間的界面，所引起的光刻膠圖形膠膜皺起或剝落的現(xiàn)象。腐蝕時(shí)，如果腐蝕液滲透光刻膠膜的邊緣，會(huì)使圖形邊緣受到腐蝕，從而破壞掩蔽擴(kuò)散的氧化層或鋁條的完整性。若滲透腐蝕較輕，圖形邊緣出現(xiàn)針狀的局部破壞，習(xí)慣上就稱(chēng)為毛刺；若腐蝕嚴(yán)重，圖形邊緣出現(xiàn)“鋸齒狀”或“繡花球”樣的破壞，就稱(chēng)它為鉆蝕。當(dāng)SiO2等掩蔽膜窗口存在毛刺和鉆蝕時(shí)，擴(kuò)散后結(jié)面就很不平整，影響結(jié)特性，甚至造成短路。同時(shí)，光刻的分辨率和器件的穩(wěn)定性、可靠性也會(huì)變壞。在氧化層上，除了需要刻蝕的窗口外，在其它區(qū)域也可能產(chǎn)生大小一般在1~3微米的細(xì)小孔洞。這些孔洞，在光刻工藝中稱(chēng)為針孔。針孔的存在，將使氧化層不能有效地起到掩蔽的作用。在器件生產(chǎn)中，尤其在集成電路和大功率器件生產(chǎn)中，針孔是影響成品率的主要因素之一。小島，是指在應(yīng)該將氧化層刻蝕干凈的擴(kuò)散窗口內(nèi)，還留有沒(méi)有刻蝕干凈的氧化層局部區(qū)域，它的形狀不規(guī)則，很象“島嶼”，尺寸一般比針孔大些，習(xí)慣上稱(chēng)這些氧化層“島嶼”為小島。小島的存在，使擴(kuò)散區(qū)域的某些局部點(diǎn)，因雜質(zhì)擴(kuò)散受到阻礙而形成異常區(qū)。它使器件擊穿特性變壞，漏電流增大，甚至極間穿通。

光刻三要素：光刻膠、掩膜版和光刻機(jī)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(shù)脂和有機(jī)溶劑等混合而成的膠狀液體光刻膠受到特定波長(zhǎng)光線(xiàn)的作用后，導(dǎo)致其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)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光刻膠與掩膜版顯影液硅片光刻膠二氧化硅膜曝光后的光刻膠第四單元光刻技術(shù)49按曝光區(qū)在顯影中被去除或保留來(lái)劃分：正（性）膠負(fù)（性）膠按其用途劃分：光學(xué)光刻膠電子抗蝕劑X-射線(xiàn)抗蝕劑分類(lèi)曝光前不可溶,曝光后可溶曝光前可溶,曝光后不可溶第四單元光刻技術(shù)50光刻膠的特征量響應(yīng)波長(zhǎng)靈敏度，又稱(chēng)光敏度，指最小曝光劑量E0

抗蝕性，指耐酸、堿能力粘滯性，指流動(dòng)特性的定量指標(biāo)

粘附性

，指與硅、二氧化硅表面結(jié)合力的大小光刻膠的膨脹

微粒數(shù)量和金屬含量

儲(chǔ)存壽命

51光學(xué)光刻膠正膠和負(fù)膠進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移示意圖521、正膠當(dāng)前常用正膠為DQN，組成為光敏劑重氮醌(DQ)，堿溶性的酚醛樹(shù)脂(N)，和溶劑二甲苯等。響應(yīng)波長(zhǎng)330-430nm

膠膜厚1-3μm，顯影液是氫氧化鈉等堿性物質(zhì)。正膠IC主導(dǎo)53DQN顯影原理曝光的重氮醌退化，易溶于顯影液，未曝光的重氮醌和樹(shù)脂構(gòu)成的膠膜難溶于堿性顯影液。光刻膠曝光、水解和顯影過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)方程542、負(fù)膠負(fù)膠多由長(zhǎng)鏈高分子有機(jī)物組成。如由順聚異戊二烯和對(duì)輻照敏感的交聯(lián)劑，以及溶劑組成得負(fù)膠，響應(yīng)波長(zhǎng)330-430nm，膠膜厚度0.3-1μm，顯影液二甲苯等。負(fù)膠55順聚異戊二烯負(fù)膠顯影原理曝光的順聚異戊二烯在交聯(lián)劑作用下交聯(lián)，成為體型高分子，并固化，不再溶于有機(jī)溶劑構(gòu)成的顯影液，而未曝光的長(zhǎng)鏈高分子溶于顯影液，顯影時(shí)被去掉。順聚異戊二烯+交聯(lián)劑hv固化為體型分子563正、負(fù)膠比較正膠，顯影容易，圖形邊緣齊，無(wú)溶漲現(xiàn)象，光刻的分辨率高，去膠也較容易。在超大規(guī)模集成電路工藝中，一般只采用正膠。

負(fù)膠顯影后保留區(qū)的膠膜是交聯(lián)高分子，在顯影時(shí)，吸收顯影液而溶漲，另外，交聯(lián)反應(yīng)是局部的，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(fù)膠比正膠相抗蝕性強(qiáng)。適于加工線(xiàn)寬≥3m的線(xiàn)條第四單元光刻技術(shù)57其它光刻膠1、電子束光刻膠2、X射線(xiàn)光刻膠正膠：曝光前不可溶,曝光后可溶負(fù)膠：曝光前可溶,曝光后不可溶正膠：分辨率高，在超大規(guī)模集成電路工藝中，一般只采用正膠負(fù)膠：分辨率差，適于加工線(xiàn)寬≥3m的線(xiàn)條第四單元光刻技術(shù)593.4光刻掩模版的制造

掩模版就是將設(shè)計(jì)好的特定幾何圖形通過(guò)一定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(fù)使用。制造商將設(shè)計(jì)工程師交付的標(biāo)準(zhǔn)制版數(shù)據(jù)傳送給一個(gè)稱(chēng)作圖形發(fā)生器的設(shè)備，圖形發(fā)生器會(huì)根據(jù)該數(shù)據(jù)完成圖形的產(chǎn)生和重復(fù)，并將版圖數(shù)據(jù)分層轉(zhuǎn)移到各層光刻掩模版（為涂有感光材料的優(yōu)質(zhì)玻璃板）上，這就是制版。

60光刻版61(A)電路圖；(B)版圖(A)(B)

掩模版的制備流程(1)空白版的制備(2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(3)刻畫(huà)(4)形成圖形(5)檢測(cè)與修補(bǔ)(6)老化與終檢掩膜版上的圖形

①主線(xiàn)路單元②獨(dú)立測(cè)試單元③測(cè)試器件單元④工藝檢測(cè)單元⑤標(biāo)準(zhǔn)定位單元⑥其他單元64

掩模板的基本構(gòu)造及質(zhì)量要求掩模版的基本構(gòu)造掩膜版質(zhì)量的要求(1)玻璃襯底的選擇用于掩膜版制備的玻璃襯底需滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件。①熱膨脹系數(shù)(CTE)

要求越小越好，對(duì)于白玻璃，要求≤9.3×10-6K-1；對(duì)于硼硅玻璃，要求≤4.5×10-6K-1；對(duì)于石英玻璃，要求≤0.5×10-6K-1。②透射率在360nm以上的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，透射率在90%以上。③化學(xué)穩(wěn)定性掩模版在使用和儲(chǔ)存過(guò)程中，很難絕對(duì)避免與酸、堿、水和其它氣氛接觸。它們對(duì)玻璃都有不同程度的溶解力。④選擇方法要求玻璃襯底表面平整、光滑、無(wú)劃痕、厚度均勻，與遮光膜的粘附性好。(2)掩膜版的質(zhì)量要求

①每個(gè)微小圖形的圖像質(zhì)量要高，圖形尺寸要準(zhǔn)確，盡可能接近設(shè)計(jì)尺寸的要求，間距符合要求，而且圖形不能發(fā)生畸變。②各塊掩膜版間要能夠精確地套準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)誤差盡可能小。③圖形邊緣清晰，過(guò)渡小，無(wú)毛刺。透光區(qū)與遮光區(qū)的反差要大(即光密度差要大)，也就是說(shuō)透光區(qū)要能很好地透光并且對(duì)光的吸收要小，遮光區(qū)要能夠很好地阻擋各類(lèi)光線(xiàn)的通過(guò)(包括非曝光光源發(fā)射的光)。④掩膜版的表面光潔度要達(dá)到一定的要求，無(wú)劃痕、針孔、小島等缺陷，掩膜版還要堅(jiān)固耐磨、不易變形。68

彩色版制備技術(shù)

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(chēng)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(duì)準(zhǔn)等缺點(diǎn)。彩色版種類(lèi)很多，有氧化鐵版、硅版、氧化鉻版、氧化亞銅版等，目前應(yīng)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化學(xué)和物理特性。據(jù)報(bào)道，在紫外區(qū)（300~400nm）的透射率小于1%，在可見(jiàn)光區(qū)（400~800nm）透射率大于30%。

氧化鐵版在使用上還有以下優(yōu)點(diǎn)：①在觀察光源波長(zhǎng)下是透明的，而在曝光光源波長(zhǎng)下是不透明的。由于這一特性，掩模對(duì)可見(jiàn)光透明而阻擋紫外線(xiàn)通過(guò)，因而允許在光刻時(shí)通過(guò)掩模直接觀察片子上的圖形。②具有較低的反射率，在接觸曝光時(shí)，由于掩模與片子之間的多次反射從而降低了鉻掩模的有效分辨率，由于氧化鐵掩模的反射率低，與正性膠配合能獲得0.5~1μm的條寬。因此制得的氧化鐵掩模版具有較高的分辨率。③氧化鐵版由于是吸收（而不是反射）不需要的光，因而克服了光暈效應(yīng)，加強(qiáng)了對(duì)反射性襯底的對(duì)比度，有利于精細(xì)線(xiàn)條光刻。④氧化鐵結(jié)構(gòu)致密且無(wú)定形，針孔少。⑤氧化鐵是比較耐磨的掩模材料。⑥復(fù)印腐蝕特性比較好，在一定程度上減少了掩模缺陷。70其它光刻膠1、電子束光刻膠2、X射線(xiàn)光刻膠713.5光學(xué)分辨率增強(qiáng)技術(shù)

光學(xué)分辨率增強(qiáng)技術(shù)包括移相掩模技術(shù)（phaseshiftmask)、

離軸照明技術(shù)(off-axisillumination)、光學(xué)鄰近效應(yīng)校正技術(shù)(opticalproximitycorrection)、光瞳濾波技術(shù)（pupilfilteringtechnology）等。72移相掩模技術(shù)

移相掩模的基本原理是在光掩模的某些透明圖形上增加或減少一個(gè)透明的介質(zhì)層，稱(chēng)移相器，使光波通過(guò)這個(gè)介質(zhì)層后產(chǎn)生180°的位相差，與鄰近透明區(qū)域透過(guò)的光波產(chǎn)生干涉，抵消圖形邊緣的光衍射效應(yīng)，從而提高圖形曝光分辨率。移相掩模技術(shù)被認(rèn)為是最有希望拓展光學(xué)光刻分辨率的技術(shù)之一。

73移相掩模技術(shù)

通過(guò)移相層后光波與正常光波產(chǎn)生的相位差可用下式表達(dá)：式中d——移相器厚度；

n——移相器介質(zhì)的折射率；

λ——光波波長(zhǎng)。74移相掩模技術(shù)附加材料造成光學(xué)路逕差異，達(dá)到反相75離軸照明技術(shù)

離軸照明技術(shù)是指在投影光刻機(jī)中所有照明掩模的光線(xiàn)都與主光軸方向有一定夾角，照明光經(jīng)過(guò)掩模衍射后，通過(guò)投影光刻物鏡成像時(shí)，仍無(wú)光線(xiàn)沿主光軸方向傳播。是被認(rèn)為最有希望拓展光學(xué)光刻分辨率的一種技術(shù)之一。它能大幅提高投影光學(xué)光刻系統(tǒng)的分辨率和增大焦深。離軸照明的種類(lèi)有：二極照明、四極照明、環(huán)形照明等。76離軸照明技術(shù)

可以減小對(duì)分辨率的限制、增加成像的焦深且提高了MTF77離軸照明技術(shù)

部分相干照明(σ)時(shí)，傳統(tǒng)光刻截止分辨率為R傳統(tǒng)＝λ/2NA(1+σ)。離軸照明時(shí)，所照明光都與主光軸有一定的夾角，光經(jīng)過(guò)掩模衍射，由投影透鏡成像時(shí)，系統(tǒng)截止頻率為式中，θ為照明傾斜角。顯然離軸照明技術(shù)有利：提高分辨率。78離軸照明技術(shù)

OAI的原理例如：當(dāng)1＝NA（1＋S）時(shí)，R可以提高1倍！79離軸照明技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式：環(huán)形照明四極照明兩極照明

在投影曝光系統(tǒng)中，掩模圖形的空間像的對(duì)比度（MTF）依賴(lài)于投影物鏡中參與成像的1級(jí)以上衍射光的比例。由于收集了較多高頻信號(hào)，離軸照明技術(shù)通過(guò)降低成像光束中的低頻成分來(lái)提高高頻成分在總光強(qiáng)中的比例，從而提高了空間像的對(duì)比度。80光學(xué)鄰近效應(yīng)校正技術(shù)

光學(xué)鄰近效應(yīng)是指在光刻過(guò)程中，由于掩模上相鄰微細(xì)圖形的衍射光相互干涉而造成像面光強(qiáng)分布發(fā)生改變，使曝光得到的圖形偏離掩模設(shè)計(jì)所要求的尺寸和形狀。這些畸變將對(duì)集成電路的電學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。光刻圖形的特征尺寸越接近于投影光學(xué)光刻系統(tǒng)的極限分辨率時(shí)，鄰近效應(yīng)就越明顯。光學(xué)鄰近效應(yīng)校正的種類(lèi)有：線(xiàn)條偏置法、形狀調(diào)整法、加襯線(xiàn)法、微型灰度法。81光學(xué)鄰近效應(yīng)校正技術(shù)

OPC實(shí)例82光瞳濾波技術(shù)

光瞳濾波技術(shù)就是利用濾波器適當(dāng)調(diào)整投影光學(xué)光刻成像系統(tǒng)的光瞳處掩模頻譜的零級(jí)光與高頻光的振幅或相位的關(guān)系，使高頻光部分盡量多的通過(guò)，減少低頻光的通過(guò)，從而提高光刻圖形成像對(duì)比度，達(dá)到提高光刻分辨率和增大焦深的目的。光瞳濾波的種類(lèi)有：振幅濾波、相位濾波和復(fù)合濾波。83光瞳濾波技術(shù)

光瞳濾波技術(shù)需要解決的問(wèn)題：

①不同的掩模圖形對(duì)應(yīng)不同的最優(yōu)濾波器，這要求濾波器在光瞳面上易于取放；②濾波器在光瞳面內(nèi)與掩模頻譜的精確對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題；③濾波器對(duì)強(qiáng)紫外光長(zhǎng)時(shí)間的吸收和反射引起的熱量問(wèn)題；④濾波器的材料和移相器的制造還需作大量研究。843.6紫外光曝光技術(shù)光學(xué)相關(guān)波長(zhǎng)范圍參考圖85紫外光曝光技術(shù)光源：主要是UV，DUV水銀弧光燈：i線(xiàn)365nm；h線(xiàn)405nm；g線(xiàn)436nm氙汞燈：200-300nm準(zhǔn)分子激光：KrF248nm；0.35-0.18μm工藝，ArF193nm，可用于0.13μm的CMOS工藝86紫外光曝光技術(shù)1:1曝光系統(tǒng)4或5倍縮小曝光系統(tǒng)接觸式接近式投影式（步進(jìn)）87接近式曝光S≈5

μm88s≥5μm，λ=400nm，a≥

2μm，R=250/mm。只能用于3μm工藝接近式曝光89投影式曝光數(shù)值孔徑兩像點(diǎn)能分辨最小間隔NA在0.2-0.45之間，取0.4λ=400nm,δy=0.61μm90其它曝光技術(shù)其它曝光技術(shù)的主要有：電子束光刻

X-射線(xiàn)光刻離子束光刻新技術(shù)展望

91電子束光刻電子束光刻是采用電子束光刻機(jī)進(jìn)行的光刻，有兩種方式：一是在一臺(tái)設(shè)備中既發(fā)生圖形又進(jìn)行光刻，就是直寫(xiě)光刻（不用光刻板的光刻）；另一種是兩個(gè)系統(tǒng)，制版和光刻分別進(jìn)行。電子束光刻已應(yīng)用于制造高精度掩模版、移相掩膜版和x射線(xiàn)掩模版。92電子束光刻電子抗蝕劑對(duì)10-30kV的電子束靈敏，有正性抗蝕劑，負(fù)性抗蝕劑。常用的正性抗蝕劑有PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）膠，分辨率可達(dá)10nm。EBR-9（丙烯酸鹽基類(lèi)），靈敏度比PMMA高10倍，最小分辨率只有0.2μm。93電子束光刻電子束的散射有前向散射和背散射，背散射角大，是造成鄰近效應(yīng)的主要原因94X射線(xiàn)光刻以高強(qiáng)度的電子束轟擊金屬靶材，使其發(fā)射X射線(xiàn)，X射線(xiàn)作為曝光光源，λ在0.2-4nm。掩膜版：為了X-射線(xiàn)能夠透過(guò)，掩膜版很薄，對(duì)X射線(xiàn)透明的Si、SiN、BN和聚酯薄膜為基片在上面淀積金薄膜，以此作為空白版，金膜能吸收X射線(xiàn)，以電子束制版方法制備掩膜版版。95X射線(xiàn)光刻影響分辨率的不是衍射，而是半陰影和幾何畸變96X射線(xiàn)光刻在電子抗蝕劑中加入銫、鉈等，能增加抗蝕劑對(duì)X-射線(xiàn)的吸收能力，可以使之作為X-射線(xiàn)抗蝕劑。如PMMA。97X射線(xiàn)光刻

同步輻射x射線(xiàn)源，是利用高能電子束在磁場(chǎng)中沿曲線(xiàn)軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的。同步輻射方向性強(qiáng)，準(zhǔn)直性好，可以近似看作平行光源。光源的線(xiàn)度尺寸約為1mm，所以半陰影效應(yīng)和幾何畸變可以忽略。同步輻射x射線(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)98離子束光刻

離子束注入，是利用元素離子本身所具有的化學(xué)性質(zhì)--摻雜效應(yīng)，通過(guò)將高能雜質(zhì)離子注入到半導(dǎo)體晶體表面，以改變晶體表面的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)；另一方面則可以利用離子本身具有的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)各種工藝目的。按照離子能量的不同，工藝目的也不同，如離子能量在10keV以下時(shí)，離子束常被用來(lái)作為離子束刻蝕和離子束外延；當(dāng)能量在幾十至70keV時(shí)，則被用作離子束曝光。99離子束光刻聚焦離子束系統(tǒng)截面示意圖100新技術(shù)展望

1、浸入式光刻技術(shù)45,32,22nmTechnologynodes譬如用水替代空氣全氟聚烷基醚油1012、納米壓印光刻現(xiàn)有的主流納米壓印光刻102新技術(shù)展望

3、極紫外光刻（EUV）

極紫外光刻原理圖103新技術(shù)展望

4、無(wú)掩模光刻(ML2)光學(xué)無(wú)掩模光刻示意圖帶電粒子無(wú)掩模光刻示意圖104新技術(shù)展望

4、無(wú)掩模光刻(ML2)光學(xué)無(wú)掩模光刻示意圖帶電粒子無(wú)掩模光刻示意圖1053.7光刻設(shè)備

從平面工藝誕生以來(lái)，光刻設(shè)備可以分為五代。每一代又以那個(gè)時(shí)期獲得CD和分辨率所需的設(shè)備類(lèi)型為代表。這五個(gè)精細(xì)光刻時(shí)代的代表是：接觸式光刻機(jī)；接近式光刻機(jī)；掃描投影光刻機(jī)；分步重復(fù)投影光刻機(jī)；步進(jìn)掃描光刻機(jī)。106接觸式光刻機(jī)

接觸式光刻機(jī)系統(tǒng)107接近式光刻機(jī)接近式光刻機(jī)上的邊緣衍射和表面反射108掃描投影光刻機(jī)掃描投影光刻機(jī)109分步重復(fù)投影光刻機(jī)步進(jìn)光刻機(jī)的曝光場(chǎng)110步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)步進(jìn)掃描光刻機(jī)的曝光場(chǎng)第四單元光刻技術(shù)111光刻設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)1、光刻設(shè)備加工硅片大尺寸化、單片化、高精度化和全自動(dòng)化

2、設(shè)備制造商壟斷化

3、設(shè)備高價(jià)格化

4、設(shè)備研制聯(lián)合化1123.8刻蝕技術(shù)3.8.1概述3.8.2濕法刻蝕3.8.3干法刻蝕技術(shù)3.8.4刻蝕技術(shù)新進(jìn)展1133.8.1概述

理想的刻蝕工藝必須具有以下特點(diǎn)：①各向異性刻蝕，即只有垂直刻蝕，沒(méi)有橫向鉆蝕。②良好的刻蝕選擇性，即對(duì)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蝕速率小得多，以保證刻蝕過(guò)程中抗蝕劑掩蔽的有效性，不致發(fā)生因?yàn)檫^(guò)刻蝕而損壞薄膜下面的其他材料；③加工批量大，控制容易，成本低，對(duì)環(huán)境污染少，適用于工業(yè)生產(chǎn)。114

廣義而言，刻蝕技術(shù)包含了所有將材質(zhì)表面均勻移除或是有選擇性地部分去除的技術(shù)，可大體分為濕法刻蝕（WetEtching）和干法刻蝕（Dry

Etching）兩種方式。

影響刻蝕工藝的因素分為外部因素和內(nèi)部因素。

外部因素主要包括設(shè)備硬件的配置以及環(huán)境的溫度、濕度影響，對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)，外部因素只能記錄，很難改變，要做好的就是優(yōu)化工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)比較理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。內(nèi)部因素就是在設(shè)備穩(wěn)定的情況下對(duì)工藝結(jié)果起到?jīng)Q定性作用。1153.8.2濕法刻蝕濕法腐蝕是化學(xué)腐蝕，晶片放在腐蝕液中（或噴淋），通過(guò)化學(xué)反應(yīng)去除窗口薄膜，得到晶片表面的薄膜圖形。濕法刻蝕大概可分為三個(gè)步驟：①反應(yīng)物質(zhì)擴(kuò)散到被刻蝕薄膜的表面。②反應(yīng)物與被刻蝕薄膜反應(yīng)。③反應(yīng)后的產(chǎn)物從刻蝕表面擴(kuò)散到溶液中，并隨溶液排出。在這三個(gè)步驟中，一般進(jìn)行最慢的是反應(yīng)物與被刻蝕薄膜反應(yīng)的步驟，也就是說(shuō)，該步驟的進(jìn)行速率即是刻蝕速率。116濕法腐蝕特點(diǎn)濕法腐蝕工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜設(shè)備保真度差，腐蝕為各向同性，A=0，圖形分辨率低。選擇比高均勻性好清潔性較差。1173.8.2.1硅的濕法腐蝕各向同性腐蝕：Si+HNO3+6HF→H2SiF6+HNO2+H2O+H2各向異性腐蝕：Si+2KOH+H2O→K2SiO3+H2O1183.8.2.2二氧化硅的濕法腐蝕影響刻蝕質(zhì)量的因素主要有：

①粘附性光刻膠與SiO2表面粘附良好，是保證刻蝕質(zhì)量的重要條件。②二氧化硅的性質(zhì)。③二氧化硅中的雜質(zhì)。④刻蝕溫度。⑤刻蝕時(shí)間。

1193.8.2.3氮化硅的濕法腐蝕Si3N4在半導(dǎo)體工藝中主要是作為場(chǎng)氧化層（FieldOxide）在進(jìn)行局部氧化生長(zhǎng)時(shí)的屏蔽層及半導(dǎo)體器件完成主要制備流程后的保護(hù)層?？梢允褂眉訜?80℃的H3PO4溶液刻蝕Si3N4，其刻蝕速率與Si3N4的生長(zhǎng)方式有關(guān)，例如：用PECVD方式比用高溫LPVCD方法得到的Si3N4的刻蝕速率快很多。一般來(lái)說(shuō)，Si3N4的濕法刻蝕大多應(yīng)用于整面的剝除。對(duì)于有圖形的Si3N4的刻蝕，則采用干法刻蝕的方式。1203.8.2.4濕法刻蝕設(shè)備

濕法刻蝕工藝的設(shè)備主要由刻蝕槽、水洗糟和干燥槽構(gòu)成，其裝置結(jié)構(gòu)如圖所示。1213.8.3干法刻蝕技術(shù)干法腐蝕是應(yīng)用等離子技術(shù)的腐蝕方法，刻蝕氣體在反應(yīng)器中等離子化，與被刻蝕材料反應(yīng)（或?yàn)R射），生成物是氣態(tài)物質(zhì)，從反應(yīng)器中被抽出。干法刻蝕是ULSI的標(biāo)準(zhǔn)腐蝕工藝。122干法刻蝕的方式

依據(jù)等離子放電條件、反應(yīng)氣體、系統(tǒng)的不同，有多種干法刻蝕方式。物理性刻蝕化學(xué)性刻蝕（又稱(chēng)等離子體刻蝕）物理化學(xué)性刻蝕（又稱(chēng)反應(yīng)離子刻蝕RIE）1231物理性刻蝕

物理性刻蝕包括濺射刻蝕和離子束銑蝕。濺射刻蝕等離子體中的離子或高能原子對(duì)襯底進(jìn)行轟擊，濺射出襯底原子，形成掩蔽膜圖形。離子束銑蝕高能離子束對(duì)襯底進(jìn)行轟擊，撞擊出襯底原子，形成掩蔽膜圖形1242化學(xué)性刻蝕反應(yīng)器真空度在1-10-2Torr，腐蝕氣體為氟化物（如CF4），加載射頻功率，氣體等離子化，活性物F·、CF·x與氮化硅、多晶硅等被刻蝕薄膜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成物被真空泵排除。SiO2+F·(CF·x)→SiF4↑

+O2↑125化學(xué)性刻蝕的特點(diǎn)保真度，以各向同性為主，有側(cè)向腐蝕，平板形反應(yīng)器比筒形反應(yīng)器側(cè)向腐蝕小。0<A筒<A平<1選擇性，筒形反應(yīng)器好于平板形。如負(fù)膠與氮化硅腐蝕速率比，筒形30:1~10:1，平板形10:1~5:1；1263物理化學(xué)性刻蝕（RIE）RIE是等離子化學(xué)性刻蝕和濺射物理性刻蝕現(xiàn)象同時(shí)作用的刻蝕，實(shí)際是離子輔助刻蝕。設(shè)備特點(diǎn)是被刻蝕襯底放置在功率電極上。目前，RIE是在IC中采用最多的刻蝕方法。127RIE刻蝕特點(diǎn)保真度優(yōu)于化學(xué)性刻蝕，但不如物理性刻蝕。選擇比優(yōu)于物理性刻蝕，但不如化學(xué)性刻蝕RIE刻蝕后在襯底上留有殘余損傷。128干法刻蝕特點(diǎn)與濕法腐蝕比較，優(yōu)點(diǎn)：保真度好，圖形分辨率高；濕法腐蝕難的薄膜如氮化硅等可以進(jìn)行干法刻蝕。清潔性好，氣態(tài)生成物被抽出；無(wú)濕法腐蝕的大量酸堿廢液。缺點(diǎn)設(shè)備復(fù)雜選擇比不如濕法1293.8.3.1刻蝕參數(shù)干法刻蝕的主要刻蝕參數(shù)有以下幾個(gè)方面：刻蝕速率選擇比均勻性側(cè)壁聚合物

1301、刻蝕速率

不同刻蝕方法，影響刻蝕速率的主要因素不同。離子能量和入射角氣體成分氣體流速其它影響因素1312、選擇比

SR＝Ef/Er

式中，Ef=被刻蝕材料的刻蝕速率；Er=掩蔽層材料的刻蝕速率（如光刻膠）。1323、均勻性

刻蝕均勻性是一種衡量刻蝕工藝在整個(gè)硅片上，或整個(gè)一批，或批與批之間刻蝕能力的參數(shù)。均勻性與選擇比有密切的關(guān)系，因