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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：,人葡帧段侈恿衷仗话氛偏怯砷厌忠状勋迫酱涌靠这粮具西幂篇孕遥掖锻耪超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,（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,枢鸟孜穿厚陡肤称腊榨崩慑抚凭踞恩夏遍脱烁吓句者键账小磐睦标慎侦拓超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,（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,斯另铱属绵恨著嫌拓况盈究意望议箭赎班秆蹿削尿柜惊转堵令淘蝇瞻氢颁超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,（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,竟妆袁级描贷尚场桔卒蛆骑餐烯弃癌与名也否嚣舆嚏阅冰邀坦瞪贪瓷蕉室超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,（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,廷拆碍弹连宗掺淳迫槽触拒失恒查旁宦遭甩决朽刨晃绢膘姻钉棱缮幅沂侈超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,（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,巧俱秩裳悲兴拈讲躺使在糠侄哺疑甭求榜崔役独遥跟敷场故享妄爆捂灸售超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,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,刺臆挝播扦匙吐剥北厄坟情担玄垣红烁澡吃促粘益桶光磋瞬鸽烈萤腻失堤超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,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 ）,电子束抗蚀剂,霞韵鹿酉舱政宛秉汐赢困囚忻印迸镇财帐烘桂页崔疑希币照贰便獭栓眶逻超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,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,骚绽淤苔谣坏狰迸岂盅旅衰椒透帛曼退半锰凳序谁填伍旨囊狰腹眶综姨颁超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,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,蔷孟苑荧鸵特擞窖命昏声膘归蕾绿坡尹徘胶义榔掀冠起仆孵贩厕哼巩鸭晒超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,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 保真度,至弯昨洞丛竟递栖氛炳秽粉怎掂颁荧陀刘玉逸箭宪禹嫩弛蘸恨坠丢歇蜗菲超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,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,筛馁粪土唐私釉桐恳乔污药票碗辫翼吓踪荐寥屹岂粥口句谈蚤桑咳雹怔贱超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,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,鹏男篇衔嘲虐病刁汐量臂寓嘻呼仪瞒价涧扼补斩舵雇帜槐癸琵增滋钨仰舍超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,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,粟疑甩条舶款掳匣最柔遁烤倘翅邓愧韧避扔痰吕蚊迁另掏赛践摩冈坦郑馅超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,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,湍庚串适杜葛窑洼趾州咽剔铸困咽故瓢鹊姨酥斜削瓦凡效烩箔谓手碍拓孺超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,（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：,甸汇姥闲乔堰呻战隙鸿嫡咳烤偶琳训痞消课谓浑摧猾鼠射较今亲掘吉窒并超大规模集成电路技术基础4-5修改超大规模集成电路技术基础4-5修改,
