曝光后需要进行曝光后烘焙，使非曝光区的感光剂向 曝光区扩散，在边界形成平均的曝光效果，降低驻波效应。
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4、显影
显影是将未感光的负胶或已经感光的正胶溶解的工艺。
影响显影效果的主要因素；
显影方法分为浸泡法和喷洒法两种，后者的分辨率和重 复性好，广泛采用。喷洒法显影的三个阶段。 5、坚膜 坚膜可以除去显影后溶入胶膜中的溶剂，使胶膜与衬底之 间粘附得更牢；可以增强胶膜本身的抗蚀能力。坚膜的方法同 前烘。
优点：洗涤过程简便。缺点：可能被 Na离子沾污，酸溶液 不能用于多层交叠的金属化图形的电路上，否则会腐蚀掉金属。 (3) 干法去胶法。主要为等离子体去胶。
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2）操作过程 (1) 当用氧化去胶法去除SiO2、Si3N4、多晶硅等表面的胶层 时，操作步骤为： (a) 用浓硫酸煮二次，使胶层碳化脱落，冷却 后用去离子水冲净； (b) 或用浓 H2SO4：H2O2 = 3：1 浸泡或加 热，使胶层脱落后用去离子水冲净； (c) 或用 1号清洗液煮，使 胶层脱落后用去离子水冲净。 (2) 铝层等金属表面的去胶常用溶剂去胶法。将去胶剂加 热到所需的温度后，把待去胶的硅片放入，浸泡一定的时间， 然后用去离子水冲净。此类金属表面的去胶方法还有： (3) 铝层表面也可用氧化去胶。把待去胶的硅片用去离子水 冲洗甩干后，放入发烟硝酸中浸泡一定时间，再用去离子水将 残液迅速冲洗干净。
0.1 m 的膨胀，掩模的温度变化必须控制在 0.75C 左右。
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曝光是通过曝光灯或其他辐射源将图形转移到光刻胶 涂层上。
对于正胶在未曝光之时，感光剂不溶于显影液，同时 抑制酚醛树脂在显影液中的溶解；在曝光过程中，感光剂 发生光化学反应，成为乙烯酮，并水解为羧酸。羧酸在碱 性溶剂中的溶解度比未感光的感光剂高出许多，同时还会 促进酚醛树脂的溶解。 利用感光与未感光的光刻胶对碱性溶液的不同溶解度 ， 就可以进行掩模图形的转移。
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6、腐蚀 腐蚀是用适当的腐蚀液将无光刻胶膜覆盖的衬底材料腐蚀 掉，而有光刻胶覆盖的区域保存下来。所用的腐蚀液必须既能

腐蚀掉裸露的衬底表面材料（如介质膜或金属膜），又不损伤
光刻胶层。
腐蚀方法分为 “湿法” 和 “干法” 两大类。因正胶的抗
干法腐蚀能力强，因此干法腐蚀用正胶更为适合。 湿法腐蚀具有各向同性的缺点，但设备简单，故仍被普遍 采用。腐蚀液的配方视被腐蚀材料和光刻胶性能而定。 干法刻蚀具有各向异性的特点，包括：等离子体刻蚀、反
应离子刻蚀和溅射刻蚀（离子束刻蚀）等。
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7、去胶 1）去胶的方法 (1) 溶剂去胶法。将带有光刻胶的硅片浸泡在适当的有机溶 剂中，使胶膜溶胀而去掉。 优点：适用于各种表面的硅片，特别是金属表面；适用于 大批量生产；溶剂的使用期长。
(2) 氧化去胶法。较普遍的方法。将待去胶的硅片放入氧化 去胶剂中，加热至 100℃以上，光刻胶层被氧化成 CO2和H2O。 最常用的氧化去胶剂有(a)浓H2SO4；(b)浓H2SO4：H2O2 = 3：1 混合液； (c)NH4OH：H2O2：H2O = 1：2：5（1号洗液）； (d) 发烟硝酸等。
步骤：
1）脱水烘焙：SiO2亲水，光刻胶疏水。具有疏水性的衬底 表面（干燥基片）与光刻胶粘附性强。
2）打底膜：增强光刻胶与硅片之间的附着力。常用化合物
有 六甲基乙硅氮烷(hexa-methyl-disilazane, HMDS); 三甲基甲硅烷基二乙胺(tri-methyl-silyl-diethyl-amine, TMSDEA)。 3）涂胶： 将硅片吸附在托盘上，滴胶，旋转托盘，保持一定的旋转 时间。甩胶后光刻胶的膜厚约与旋转速度的平方根成反比。
3、器件的尺寸越小，集成电路的集成度越高，对光刻精
度的要求就越高，难度就越大。
二、光刻的目的 在二氧化硅或金属薄膜上面刻蚀出与掩模版完全对应的几 何图形，从而达到选择性扩散和金属薄膜布线的目的。
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三、ULSI对光刻的基本要求
高的图形分辨率；
高灵敏度的光刻胶；
低缺陷；
精密的套刻对准；
可对大尺寸硅片进行加工。
四、光刻工艺流程
涂胶前烘曝光显影坚膜刻蚀去胶
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1 2
3
4 5
6
7
1、涂胶
在待光刻的硅片表面形成厚度均匀（几百 nm 到 2 m 之
间） 、附着性强、无针孔缺陷的光刻胶膜。 胶膜太薄，针孔较多，则抗蚀性能差；胶膜太厚，则分 辨率低。 光刻胶膜厚的均匀性影响分辨率的均匀性，导致图形失 真，要求在±10 nm 之间，主要取决于涂胶方法及设备。涂 胶法一般为旋转法。
第八章 光刻与刻蚀工艺
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内容提要
§8.1 概述
§8.2 光刻胶及其特性
§8.3 曝光技术 §8.4 掩模版的制造 §8.5 ULSI对图形转移的要求 §8.6 腐蚀方法
§8.7 等离子体腐蚀
§8.8 反应离子刻蚀与离子溅射刻蚀
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§8.1 概述
一、光刻技术的特点
1、光刻是一种表面加工技术；
2、光刻是复印图像和化学腐蚀相结合的综合性技术；
稳定胶膜的感光灵敏度。
1）前烘的方法 干燥循环热风、红外烘烤法、热平板传导烘烤。
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2）显影速度与光刻胶溶剂含量的关系 溶剂含量高，则显影时光刻胶的溶解速度就比较快。 3）前烘温度与时间的选择 根据光刻胶的性质及光刻过程确定。前烘的温度一般低 于100℃，时间 15~30 min，时间过长则会影响产量。 前烘温度过低，黏附性差、溶剂含量过高、曝光精确度 差、显影液对曝光区与非曝光区的选择性下降，图形转移效 果不好； 前烘温度过高，黏附性因光刻胶变脆而降低、使光刻胶 中的感光剂发生反应，降低胶膜在曝光时的灵敏度。
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3、对准与曝光
大规模集成电路制造对光刻对准的规定是，对准误差应该
不大于特征尺寸的 1/4 到 1/3 。
为了便于对准，在掩模上必须设置专门的对准标记。通过
比较硅片表面的反射光和透过掩模返回的光来实现对准。
在步进光刻机上通常有自动对准系统。为了提高对准效率，
可以先作一次人工对准。
掩模的热膨胀也会产生对准误差。为避免 8 英寸掩模产生
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涂胶
铺展
旋转
高转 速
真空
涂胶工艺示意图
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2、前烘 前烘是将涂好胶层的硅片通过烘烤，使胶膜干燥的工艺。 负胶须在氮气中进行烘焙，而正胶可以在空气中烘焙。 目的：使胶层中的溶剂挥发，降低灰尘的玷污；增加光 刻胶与硅片粘附能力；减轻因高速旋转形成的薄膜应力；在 接触式曝光中提高胶膜与掩模版接触时的耐磨性能；提高和