干法去胶

同刻蚀一样,干法等离子体工艺也可用于光刻胶去除。将晶圆放置于反应室中.并通入氧气。等离子体场把氧气激发到高能状态,因而将光刻跤成分氧化为气体由真空泵从反应室吸走。术语灰化(ashlng〕用来说明那些设计成用来只去除有机残留物的等离子体工艺。等离子去除需要去除有机和无机两种残留物的工艺。在干法去除机中,等离子体由微波,射频和UV臭氧源共同作用产生。

微波

等离子体光刻胶去除的主要优点是消除了液体槽和对化学品的操作。缺点是对于金属离子的去除没有效果。在等离子体场中没有足够的能量使金属离子挥发。需要对等离子体去胶的另一个考虑是高能等离子体场对电路的辐射损伤。采用将等离子体发生室从去除反应室移开的系统设计来减小这个问题。因而称其为下游去除机(downstream strip,这是因为等离子体在晶的下游产生。MOS晶圆在去胶中对辐射影响更加敏感。

工业对干法等离子体工艺取代湿法去除期待已久。然而,氧等离子体不能去除移动离子的佥属污染.并且有一定程度的金属残留和辐射损伤,这使得湿法去除或湿法/于法结合继续保持着光刻胶去除工艺的主流。等离子体去除被用于硬化的光刻般层,然后以湿法来去除未被等离子体去掉的残留物。有专门的湿法去胶机处理这些硬化的光刻胶层。

离子注入后和等离子体去胶

两个有问题的地方是离子注人后光刻胶的去除和等离子体去除之后,离子注人导致强烈的光刻胶聚合并使表层崆化。一般地,用十法工艺来去除或减少光刻胶,然后再加以湿法上艺。等离子体刻蚀后的光刻餃层同样难以去除。另外,刻蚀可留下残留物,如AlCl3,和/或AlBr3„它们与水或空气反应形成混合物腐蚀金连线。低温等离子体可在这些有害混合物生成腐蚀性化学物前将其去除。另一种途径是在等离子体环境中加人卤元素把不可溶解的金属氧化物降至最低。这是设置工艺参数来完成高效处理(光刻胶去除)而又不引人晶圆表面损伤或金属腐蚀的另一种情况。

 

最终目检

在基本的光玺工艺中最终步骧是目检。实际上与显影目检是一样的規程.只是大多数的拒收是无法挽回的(不能进行重新工艺处理)-

一个例外是受到污染的品刿可能会被重新清洗并重新目检。最终目檢证明送到下一步晶员的质量,并充当显影目检有效性的一个检验。在显影目检中本应该已被区分,并从本批中拿出的晶称为“显影目检漏检”(developinspectescape)e

紫外线

晶圆在人射白光或紫外线下首先接受表面目检,以检查污点和大的微粒污染。之后是显微镜检验或自动檢验来检验缺陷和图形畸变。对于特定层淹模版的关腱尺寸的洮量也是最终目检的一部分。主要针对的是刻蚀过的图形质量,欠刻蚀和钻蚀是两个核心参数。有很多最终目检中一系列在最终检验中被拒收晶圆的拒收原因。

 

掩模版制作

之前我们详细说明了电路设计步骤。本章对用于制成掩模版使用的工艺加以了解。最初淹模版由涂上感光乳剂的玻璃板制成。感光乳剂与在照相机胶卷中使用的感光材料相似。这些掩模版容易划伤,在使用中变质,且不能分辨3以下图形“现代最常使用的掩模版使用玻璃涂敷铬技术。这种掩模版制作技术几乎与晶罢一图形复制操作一致(参见图9.30)。实际上目标是相同的。在玻璃掩模版表面的锗薄膜上形成一个图形。首选的模版制作材料是硼硅酸盐玻璃或石英,它们有良好的尺寸稳定性和罎光波长的传播性能。铬涂层的厚度在1000埃的范围内,用溅射法淀积在玻璃上。先进的掩版使用铬、铬氧化物、铬氮化物渡层”。

激光

掩模版/放大的庵模版制作依据最初的曝光方法(图形产生,激光,电子束)和最后的结果(放大的掩模版或掩模版)有许多不同的方法。有一种使用图形发生器的方法制作掩模版的工艺,这是一个较老的技术方法。图形发生器由一个光源和一系列的电机驱动的快门。带有光刻胶的镀铬掩模版/放大的掩模版在光源下随着快门的打开而移动,来使光形成的精确图形照射到光刻餃上产生预期的图形。放大的掩模版图形以一种步进一重复的工艺被转移到涂有光刻胶的空白掩模版来形成一一个母版。母版用来在一个接触复印机上制作多重工作掩模版。这种设备将母版与涂有光刻胶的空白掩模版接触并有一个用于图形复制的UV光源。每个曝光步骤完成后(图形产生,激光、电子束.母版曝光和接触复印).放大的淹模版/掩模版通过显影.目检,刻蚀.去光刻胶和目检而最终把图形永久地复制到镀铬层上。目检十分关,因为任何朱探测到的错误或缺陷将会潜在造成数千个晶圆报废。这种用途的放大的掩模版一般是在光刻掩模版上的最终镀铬的5-20倍。

具有非常小几何形状并有很窄定位裕度的高端产品要求高质量的放大的淹模版和/或掩模版。用于这种工艺中的放大的掩模版和淹模版是由激光或电子束直接曝光写人方式而制成的(A流程和B流程)。激光曝光使用波长364 nm的I线系统。它可使用标准的光学光胶并且比电子束曝光更快。用一个声波一光学调制器〔AOM)“控制貞接写人激光源的开和关。在所有这些情况中,放大的掩模版或掩模版被加工处理,以在其镀铬层上刻蚀出图形。

电子束

也可以用其他的掩模版/放大的掩模版工艺流程。在A流程中的放大的掩模版可以用激光/电子束制作,或母版可以用激光/电子束制作。VLSI和ULSI级的电路实际上要求无缺陷及尺寸上完美的掩模版和放大的淹模版。从各个方面上的关键尺寸(CD)裕度为10%或更好,留给放大的掩模版4%的错误余量。有一些方法用激光“跳过”的技术来消除不期望的铬点和图形伸出。对于小图形的掩模版和放大的掩模版,聚焦离子束(FIB)是通常首选的修复技术。没有或部分图形丢失可用碳沉积的方法来填补。不透明的或不想要的铬区域以离子束溅射来去除。

小结

对于VLSI和ULSI,分辨率和对准要求非常严格。在1977年,最小特征图形尺寸是3um。到了20世纪80年代中期,突破了1 um障碍。20世纪年代0.5 um已很普遍,并有0.35um的技术计划用于生产电路。电路设计的预期要求在2016年最小栅条尺寸是10-15nm。

芯片制造

芯片制造商对于每个电路产品计算要有几个预留量。关踺尺寸(CD)预留量是计算晶员表面形尺寸可允许的变化量。对于亚微米最小特征图形尺寸的产品,CD的余量是10%-15%。另外一个关注是相对于最小特证图形尺寸的关键缺陷尺寸。这两个参数被一起放在一个为产品计算好的误差预留量中。套准(overlay)预留量是整套掩模版可允许的累计定位误差。一个单凭经验的方法是微米或亚微米特征尺寸的电路必须符合最小特征三分之一的标注公差。0.35um的产品,允许的套准预留量大约是0.1um。