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1、4.2 下一代光刻方法,4.2.1 电子束光刻：生产光学掩模（1）装置,黄君凯 教授,图4-14 电子束光刻机,电子束波长：,（2）特征优势:无需掩模在晶片上直接形成图像 精密化自动控制操控 良好的焦深长度 生成亚微米抗蚀剂图形劣势：生产效率较低()【结论】采用符合加工器件最小尺寸的最大束径,黄君凯 教授,（3）电子束光刻扫描方式：光栅扫描和矢量扫描,黄君凯 教授,图4-15 扫描方式,束流关闭,（4）电子束外形 高斯点束流（圆形束流）可变形状束流 单元投影,黄君凯 教授,图4-16 电子束外形,（5）电子抗蚀剂正性（PMMA，PBS）：聚合物与电子相互作用，引起化学键断裂成 小分子段，并溶解
2、于显影液。负性（COP）：电子辐射诱发聚合物交联，形成高分子量材料，而不 溶解于显影液。,黄君凯 教授,图4-17 电子束正负性抗蚀剂,（6）邻近效应：电子散射导致邻近区域受辐照影响,黄君凯 教授,图4-18 临近效应,0.4mm PMMA膜,4.2.2 极短紫外光刻（EUV）,黄君凯 教授,图4-19 EUV光刻系统,PMMA抗蚀剂,多膜层覆盖，使EUV具备最大反射率,4.2.3 X射线光刻（XRL）：1nm,【注意】XRL的抗蚀剂相当于接收大量二次电子辐照，故可使用电子 抗蚀剂。,黄君凯 教授,图4-20 XRL系统,低原子数材料的薄型透过膜层（）,高原子数材料的吸收膜层（0.5）,电子束
3、抗蚀剂,4.2.4 离子束光束：,黄君凯 教授,图4-21 离子束光刻轨迹,空间电荷效应：离子束变宽,4.2.5 各种光刻方法比较：混合匹配使用,光学光刻：衍射效应 电子束光刻：邻近效应 EUV光刻：掩模版制备工艺 X射线光刻：掩模构造复杂性 离子束光刻：空间电荷效应,黄君凯 教授,第 5 章 刻 蚀,（1）刻蚀工艺 将抗蚀剂图形转换到抗蚀剂下面的各层材料的工艺过程，重点 是将每一层材料未掩膜部分选择性地去掉。（2）表征的物理量各向异性度（保真度）设 和 分别是横向和纵向刻蚀速率，则各向异性度为：，（5-1）当，称为各向同性刻蚀，这时，;当 时，称为各向异性刻蚀，这时。,黄君凯 教授,图5-1
4、 保真度,选择比 两种不同材料刻蚀速率之比，描述图形转移中各层材料的相互影响。均匀性 5.1 湿法化学腐蚀湿法化学腐蚀机理：三个过程湿法化学腐蚀方式：浸没式腐蚀和喷淋式腐蚀,黄君凯 教授,图5-2 湿法化学腐蚀,5.1.1 硅的腐蚀,（1）非定向腐蚀 腐蚀剂：硝酸，氢氟酸和醋酸（稀释液）混合水溶液（2）定向腐蚀 腐蚀剂：KOH、异丙基乙醇和水混合液（23.4:13.5:63）定向腐蚀速率之比:,黄君凯 教授,V形槽：小掩模窗口U形槽：大掩模窗口（短腐蚀时间）垂直井槽:以（111）面为侧壁【应用】腐蚀速率与晶向相关，可制造各种图形窗口。,黄君凯 教授,图5-3 定向腐蚀,V形槽,U形槽,垂直井槽
5、,5.1.2 氧化硅的腐蚀,氧化腐蚀缓冲液（BOE）、缓冲液（BHF）：、混合水溶液 5.1.3 氮化硅和多晶硅的腐蚀（1）氮化硅腐蚀 腐蚀液：BOE与沸腾 溶液 选择比：注意 沸腾 影响光致抗蚀剂对氮化膜的粘附性处理方法 采用光致抗蚀剂-氧化层-氮化层结构，先以BOE腐蚀氧 化层，成为氮化层的掩模，再腐蚀氮化硅层。,黄君凯 教授,维持 的恒定状态,（2）多晶硅的腐蚀 腐蚀液：与单晶硅腐蚀液类似，但腐蚀速率更快。5.1.4 铝的腐蚀 腐蚀液：磷酸、硝酸、醋酸和去离子水（DI）混合液5.1.5 砷化镓的腐蚀 腐蚀液：或(前者比后者的腐蚀速率快近两倍）,黄君凯 教授,溶解氧化铝,对铝氧化,稀释液,温度：,
