图形化工艺是要在晶圆内和外表层树立图形的一系列加工,这些图形依据集成电路中物理“部件”的要求来确认其尺度和方位。
图形化工艺还包含光刻、光掩模、掩模、去除氧化膜、去除金属膜和微光刻。图形化工艺是半导体工艺进程中最重要的工序之一,它是用在不同的器材和电路外表上树立图形的工艺进程。这个工艺进程的方针有两个:
1. 在晶圆中和外表上发生图形,这些图形的尺度在集成电路或器材设计阶段树立。
2. 将电路图形相对于晶圆的晶向及以一切层的部分对准的方法,正确地定坐落晶圆上。
除了两个成果外,有许多工艺改动。或许限制晶圆外表层被去除部分,或许限制晶圆外表层留下部分。
正确地放置被称为各种电路图形地对准或注册。一种集成电路工艺要求40个以上独立地光刻进程。图形定位地要求就好像是一幢建筑物每一层之间所要求地正确对准。很简单幻想,假如建筑物每一层和每一层不能很好地对准,那么它会对电梯以及楼梯带来什么样地影响。在一个电路中,假如每层和他的上一层不能很好的对准可能会导致整个电路的失效。
此外,光刻工艺有必要操控所要求的尺度和缺点水平。给出在每次图形化操作中的进程数和掩膜层数,掩模工艺是首要的缺点来历。在图形化工艺中每个掩模进程奉献不同。图形化工艺是一个折中和权衡的进程。
光刻工艺概述
光刻刻蚀工艺是和照相、蜡纸印刷比较挨近的一种多进程的图形转以进程。开端将电路设计转化成器材和电路的各个部分的三个维度。接下来绘出X-Y的尺度、形状和外表对准的复合图。然后将复合图切割成独自掩膜层。这个电子信息被加载到图形发生器中。来自图形发生器的信息又被用来制作扩大掩模版和光刻掩模版。或许信息能够驱动曝光和对准设备来直接将图形搬运到晶圆上。
有三种首要技能被用于在晶圆外表层发生独立层图形。它们是:
1. 仿制在一块石英板上铬层的芯片专门层的图形。依此运用reticle来发生一个带着用以整个晶圆图形的光掩模。
2. Reticle 能够运用步进光刻机,直接用于晶圆外表层的图形。
3. 在图形发生器中的电路层的信息能够直接用于引导电子束或其他源到晶片外表。
这儿描绘的十步根本图形化工艺在对准和曝光进程运用扩大掩模版或光刻掩模版。图形搬运是经过两步来完结的。首要,图形被搬运到光刻层。光刻胶相似胶卷上所涂的感光物质。曝光后会导致它繁殖性质和结构的改动。光刻胶被曝光的部分由可溶性物质变成了非溶性物质。这种光刻胶被称为负胶,这种化学改动称为聚合。经过化学溶剂把能够溶解的部分去掉,就会在光刻胶层留下一个孔,这个孔和掩模版或光刻母版不透光的部分相对应。
第2次图形搬运时从光刻胶层到晶圆层。当刻蚀剂把晶圆外表没有被光刻胶盖住的部分去掉时,图形搬运就发生了。光刻胶的化学性决议了它不会在化学刻蚀溶剂中溶解或时渐渐溶解;它们是抗刻蚀的,因而被称为抗蚀剂或是光致抗蚀剂。
在上图中,晶圆外表构成了孔洞。空泛的构成是因为在掩模版上有一部分是不透光的。假如掩模版的图形是由不透光的区域决议的,则称为亮场掩模版,如下图所示。而在一个暗场掩模版中,在掩膜版上图形是用相反的方法编码的。假如依照相同的进程,就会在晶圆外表留下岛区,如下右图所示。
刚刚咱们介绍了对光有负效应的光刻胶,称为负胶。相同还有对光有正效应的光刻胶,称为正胶。光能够改动正交的化学结构从不可溶到可溶。这种改动称为光致溶解。下图显现了用正胶和亮场掩膜版在晶圆外表发生岛区的状况。
显现了用不同极性的掩膜版和不同极性的光刻胶相结合二发生的成果。一般来讲,咱们是依据操控尺度和避免缺点的要求来挑选光刻胶和掩膜版极性,从而使电路作业的。
光刻十步法工艺进程
把图画从掩膜版搬运到晶圆外表是由多个进程来完结的。特征图形尺度、对准容限、晶圆外表状况和光刻层数都会影响到特定光刻工艺的难易程度和每一进程的工艺。许多光刻工艺都被定制成特定的工艺条件。但是,大部分都是根本光刻十步法的变异或选项。咱们所演示的这个工艺进程是一个亮场掩膜版和负胶相效果的进程。
下面便是这十步工艺的详细流程。
下节小编持续为我们解说光刻工艺。