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半导体工艺之从显影到最终检查(十四)
2024年11月25日 09:26   浏览:77   来源:小萍子

新的剥离挑战

所述的剥离过程和化学性质从技术角度来看是传统的和相对简单的。越来越小的尺寸、更大和更密集的芯片、III-V和SiGe基底、更浅的结、多层堆叠与深孔、铜双大马士革工艺等的发展,已经改变了光刻胶剥离过程。 光刻胶剥离的有效性非常依赖于其通过曝光、显影和烘烤步骤的历史。它们共同为光刻胶剥离带来了不同的挑战。因此,传统的化学物质已经演变成专门的配方。有些剥离溶液用于等离子体硬化的光刻胶、蚀刻残留物,与低k技术结合使用等。新的器件结构,具有更浅的结和狭窄的栅极宽度,需要光刻胶剥离工艺,这些工艺不会蚀刻暴露的晶圆表面或留下电活性残留物。

最终检查

光掩蔽过程的基本步骤中的最后一个是表面检查。它本质上与显影检查过程相同,唯一的区别是大多数拒绝是致命的(没有返工可能)。 一个例外可能是被污染的晶圆,它们可以被重新清洁和重新检查。 最终检查证明了外发晶圆的质量,并作为开发检查的有效性的检查。在显影检查中应该被识别和从批次中剔除的晶圆被拒绝。


晶圆首先在白光或紫外线下进行表面检查,以检查污渍和大颗粒污染。紧随其后的是通过显微镜或自动检查进行的缺陷和图案失真检查。测量特定掩模级别的临界尺寸也是最终检查的一部分。主要关注的是蚀刻图案的质量,底切和底切是两个关注参数。

掩模制作

在之前的章节中,详细描述了电路设计的步骤。在本节中,检查用于构建光掩模或光刻掩模的过程。最初,掩模是由涂有乳剂的玻璃板制成的。这些乳剂与相机胶片上的乳剂类似。这些掩模容易受到划痕的损害,在使用过程中会变质,并且无法解析亚3微米范围内的图像。大多数现代作品使用的掩模是铬玻璃技术。这种掩模制作技术几乎与基本的晶圆图案化操作相同(如下图所示)。

实际上,目标是相同的——在玻璃光掩模表面上的薄铬层中创建图案。掩模或光刻掩模的首选材料是硼硅酸盐玻璃或石英,它们具有良好的尺寸稳定性和对曝光源波长的传输特性。铬层在1000埃左右,并通过溅射(见后面的章节所示)沉积在玻璃上。先进的掩模或光刻掩模使用铬、铬氧化物和铬氮化物层。

铬层是365纳米、248纳米和193纳米波长的有效能量阻隔层。更小的尺寸需要不同的曝光源(EUV、X射线、电子和离子),这反过来需要全新的基底材料和图案膜材料。


掩模或光刻掩模的制作遵循许多不同的路径,这取决于起始曝光方法(图案生成、激光、电子束)和最终结果(光刻掩模或掩模)(如下图所示)。流程A显示了使用图案生成器制作光刻掩模的过程,这是一种较旧的技术。图案生成器由光源和一系列电动快门组成。覆盖铬的掩模或光刻掩模,上面有一层光刻胶,在快门移动和打开以允许精确形状的光图案照射到光刻胶上,从而创建所需的图案。

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