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光刻怎麼形成半導體

發布時間: 2021-01-28 13:41:27

㈠ pcb光刻膠和半導體光刻膠的區別

光刻膠是一種有機化合物,它受紫外光曝光後,在顯影液中的溶解度會發生變化。一般光刻膠以液態塗覆在矽片表面上,曝光後烘烤成固態。 1、光刻膠的作用: a、將掩膜板上的圖形轉移到矽片表面的氧化層中; b、在後續工序中,保護下面的材料(刻蝕或離子注入)。2、光刻膠的物理特性參數: a、解析度(resolution)。區別矽片表面相鄰圖形特徵的能力。一般用關鍵尺寸(CD,Critical Dimension)來衡量解析度。形成的關鍵尺寸越小,光刻膠的解析度越好。 b、對比度(Contrast)。指光刻膠從曝光區到非曝光區過渡的陡度。對比度越好,形成圖形的側壁越陡峭,解析度越好。 c、敏感度(Sensitivity)。光刻膠上產生一個良好的圖形所需一定波長光的最小能量值(或最小曝光量)。單位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2。光刻膠的敏感性對於波長更短的深紫外光(DUV)、極深紫外光(EUV)等尤為重要。 d、粘滯性/黏度(Viscosity)。衡量光刻膠流動特性的參數。粘滯性隨著光刻膠中的溶劑的減少而增加;高的粘滯性會產生厚的光刻膠;越小的粘滯性,就有越均勻的光刻膠厚度。光刻膠的比重(SG,Specific Gravity)是衡量光刻膠的密度的指標。它與光刻膠中的固體含量有關。較大的比重意味著光刻膠中含有更多的固體,粘滯性更高、流動性更差。粘度的單位:泊(poise),光刻膠一般用厘泊(cps,厘泊為1%泊)來度量。百分泊即厘泊為絕對粘滯率;運動粘滯率定義為:運動粘滯率=絕對粘滯率/比重。單位:百分斯托克斯(cs)=cps/SG。 e、粘附性(Adherence)。表徵光刻膠粘著於襯底的強度。光刻膠的粘附性不足會導致矽片表面的圖形變形。光刻膠的粘附性必須經受住後續工藝(刻蝕、離子注入等)。 f、抗蝕性(Anti-etching)。光刻膠必須保持它的粘附性,在後續的刻蝕工序中保護襯底表面。耐熱穩定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力。 g、表面張力(Surface Tension)。液體中將表面分子拉向液體主體內的分子間吸引力。光刻膠應該具有比較小的表面張力,使光刻膠具有良好的流動性和覆蓋。 h、存儲和傳送(Storage and Transmission)。能量(光和熱)可以激活光刻膠。應該存儲在密閉、低溫、不透光的盒中。同時必須規定光刻膠的閑置期限和存貯溫度環境。一旦超過存儲時間或較高的溫度范圍,負膠會發生交聯,正膠會發生感光延遲。3、光刻膠的分類 a、根據光刻膠按照如何響應紫外光的特性可以分為兩類:負性光刻膠和正性光刻膠。 負性光刻膠(Negative Photo Resist)。最早使用,一直到20世紀70年代。曝光區域發生交聯,難溶於顯影液。特性:良好的粘附能力、良好的阻擋作用、感光速度快;顯影時發生變形和膨脹。所以只能用於2μm的解析度。 正性光刻膠(Positive Photo Resist)。20世紀70年代,有負性轉用正性。正性光刻膠的曝光區域更加容易溶解於顯影液。特性:解析度高、台階覆蓋好、對比度好;粘附性差、抗刻蝕能力差、高成本。 b、根據光刻膠能形成圖形的最小光刻尺寸來分:傳統光刻膠和化學放大光刻膠。 傳統光刻膠。適用於I線(365nm)、H線(405nm)和G線(436nm),關鍵尺寸在0.35μm及其以上。 化學放大光刻膠(CAR,Chemical Amplified Resist)。適用於深紫外線(DUV)波長的光刻膠。KrF(248nm)和ArF(193nm)。4、光刻膠的具體性質 a、傳統光刻膠:正膠和負膠。光刻膠的組成:樹脂(resin/polymer),光刻膠中不同材料的粘合劑,給與光刻膠的機械與化學性質(如粘附性、膠膜厚度、熱穩定性等);感光劑,感光劑對光能發生光化學反應;溶劑(Solvent),保持光刻膠的液體狀態,使之具有良好的流動性;添加劑(Additive),用以改變光刻膠的某些特性,如改善光刻膠發生反射而添加染色劑等。 負性光刻膠。樹脂是聚異戊二烯,一種天然的橡膠;溶劑是二甲苯;感光劑是一種經過曝光後釋放出氮氣的光敏劑,產生的自由基在橡膠分子間形成交聯。從而變得不溶於顯影液。負性光刻膠在曝光區由溶劑引起泡漲;曝光時光刻膠容易與氮氣反應而抑制交聯。 正性光刻膠。樹脂是一種叫做線性酚醛樹脂的酚醛甲醛,提供光刻膠的粘附性、化學抗蝕性,當沒有溶解抑制劑存在時,線性酚醛樹脂會溶解在顯影液中;感光劑是光敏化合物(PAC,Photo Active Compound),最常見的是重氮萘醌(DNQ),在曝光前,DNQ是一種強烈的溶解抑制劑,降低樹脂的溶解速度。在紫外曝光後,DNQ在光刻膠中化學分解,成為溶解度增強劑,大幅提高顯影液中的溶解度因子至100或者更高。這種曝光反應會在DNQ中產生羧酸,它在顯影液中溶解度很高。正性光刻膠具有很好的對比度,所以生成的圖形具有良好的解析度。 b、化學放大光刻膠(CAR,Chemical Amplified Resist)。樹脂是具有化學基團保護(t-BOC)的聚乙烯(PHS)。有保護團的樹脂不溶於水;感光劑是光酸產生劑(PAG,Photo Acid Generator),光刻膠曝光後,在曝光區的PAG發生光化學反應會產生一種酸。該酸在曝光後熱烘(PEB,Post Exposure Baking)時,作為化學催化劑將樹脂上的保護基團移走,從而使曝光區域的光刻膠由原來不溶於水轉變為高度溶於以水為主要成分的顯影液。化學放大光刻膠曝光速度非常

㈡ 光刻 \濕刻\干法刻蝕有何不同

呵呵,我以前在半導體做了兩年啊!懂一點點吧!
以前我在的是蝕刻區!半導體制蝕刻(Etching)

(三)蝕刻(Etching)
蝕刻的機制,按發生順序可概分為「反應物接近表面」、「表面氧化」、「表面反應」、「生成物離開表面」等過程。所以整個蝕刻,包含反應物接近、生成物離開的擴散效應,以及化學反應兩部份。整個蝕刻的時間,等於是擴散與化學反應兩部份所費時間的總和。二者之中孰者費時較長,整個蝕刻之快慢也卡在該者,故有所謂「reaction limited」與「diffusion limited」兩類蝕刻之分。
1、濕蝕刻
最普遍、也是設備成本最低的蝕刻方法,其設備如圖2-10所示。其影響被蝕刻物之蝕刻速率 (etching rate) 的因素有三:蝕刻液濃度、蝕刻液溫度、及攪拌 (stirring) 之有無。定性而言,增加蝕刻溫度與加入攪拌,均能有效提高蝕刻速率;但濃度之影響則較不明確。舉例來說,以49%的HF蝕刻SiO2,當然比BOE (Buffered-Oxide- Etch;HF:NH4F =1:6) 快的多;但40%的KOH蝕刻Si的速率卻比20%KOH慢! 濕蝕刻的配方選用是一項化學的專業,對於一般不是這方面的研究人員,必須向該化學專業的同儕請教。一個選用濕蝕刻配方的重要觀念是「選擇性」(selectivity),意指進行蝕刻時,對被蝕物去除速度與連帶對其他材質 (如蝕刻掩膜;etching mask, 或承載被加工薄膜之基板;substrate ) 的腐蝕速度之比值。一個具有高選擇性的蝕刻系統,應該只對被加工薄膜有腐蝕作用,而不傷及一旁之蝕刻掩膜或其下的基板材料。
(1)等向性蝕刻 (isotropic etching)
大部份的濕蝕刻液均是等向性,換言之,對蝕刻接觸點之任何方向腐蝕速度並無明顯差異。故一旦定義好蝕刻掩膜的圖案,暴露出來的區域,便是往下腐蝕的所在;只要蝕刻配方具高選擇性,便應當止於所該止之深度。
然而有鑒於任何被蝕薄膜皆有其厚度,當其被蝕出某深度時,蝕刻掩膜圖案邊緣的部位漸與蝕刻液接觸,故蝕刻液也開始對蝕刻掩膜圖案邊緣的底部,進行蝕掏,這就是所謂的下切或側向侵蝕現象 (undercut)。該現象造成的圖案側向誤差與被蝕薄膜厚度同數量級,換言之,濕蝕刻技術因之而無法應用在類似「次微米」線寬的精密製程技術!
(2)非等向性蝕刻 (anisotropic etching)
先前題到之濕蝕刻「選擇性」觀念,是以不同材料之受蝕快慢程度來說明。然而自1970年代起,在諸如Journal of Electro-Chemical Society等期刊中,發表了許多有關鹼性或有機溶液腐蝕單晶硅的文章,其特點是不同的硅晶面腐蝕速率相差極大,尤其是<111>方向,足足比<100>或是<110>方向的腐蝕速率小一到兩個數量級!因此,腐蝕速率最慢的晶面,往往便是腐蝕後留下的特定面。
這部份將在體型微細加工時再詳述。
2、干蝕刻
干蝕刻是一類較新型,但迅速為半導體工業所採用的技術。其利用電漿 (plasma) 來進行半導體薄膜材料的蝕刻加工。其中電漿必須在真空度約10至0.001 Torr 的環境下,才有可能被激發出來;而干蝕刻採用的氣體,或轟擊質量頗巨,或化學活性極高,均能達成蝕刻的目的。
干蝕刻基本上包括「離子轟擊」(ion-bombardment)與「化學反應」(chemical reaction) 兩部份蝕刻機制。偏「離子轟擊」效應者使用氬氣(argon),加工出來之邊緣側向侵蝕現象極微。而偏「化學反應」效應者則采氟系或氯系氣體(如四氟化碳CF4),經激發出來的電漿,即帶有氟或氯之離子團,可快速與晶元表面材質反應。
干蝕刻法可直接利用光阻作蝕刻之阻絕遮幕,不必另行成長阻絕遮幕之半導體材料。而其最重要的優點,能兼顧邊緣側向侵蝕現象極微與高蝕刻率兩種優點,換言之,本技術中所謂「活性離子蝕刻」(reactive ion etch;RIE) 已足敷「次微米」線寬製程技術的要求,而正被大量使用中。

㈢ 我國光刻機的發展現狀怎麼樣工業電子市場網

產業鏈——在半導體產業中占據重要地位

光刻機又名:掩模對准曝光機,曝光系統,光刻系統等,是製造晶元的核心裝備。它採用類似照片沖印的技術,把掩膜版上的精細圖形通過光線的曝光印製到矽片上。光刻機是半導體產業中最關鍵設備,光刻工藝決定了半導體線路的線寬,同時也決定了晶元的性能和功耗。

光刻機產業的上游主要包括光刻機核心組件和光刻機配套設施,下游則主要應用於半導體/集成電路的製造與封裝。

——以上數據參考前瞻產業研究院《中國半導體產業戰略規劃和企業戰略咨詢報告》。

㈣ 半導體光刻中的pitch是什麼意思

pitch=line+space
minmum line or space determines photo & etch's capability. Different pitch, photo characteristic is different, different pitch, etch s is different.

㈤ 怎麼判斷簡並半導體什麼是簡並半導體

一般情況下,ND<NC或NA <NV;費米能級處於禁帶之中。當ND≥或NA≥NV時,EF將與EC或EV重合,或進入導帶或價帶,此時的半導體稱為簡並半導體。也即,簡並半導體是指:費米能級位於導帶之中或與導帶重合;費米能級位於價帶之中或與價帶重合。

選取EF = EC為簡並化條件,得到簡並時最小施主雜質濃度:

(5)光刻怎麼形成半導體擴展閱讀

半導體晶元的製造過程可以分為沙子原料(石英)、硅錠、晶圓、光刻,蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、晶圓測試與切割、核心封裝、等級測試、包裝等諸多步驟,而且每一步里邊又包含更多細致的過程。

1、沙子:硅是地殼內第二豐富的元素,而脫氧後的沙子(尤其是石英)最多包含25%的硅元素,以二氧化硅(SiO2)的形式存在,這也是半導體製造產業的基礎。

2、硅熔煉:12英寸/300毫米晶圓級,下同。通過多步凈化得到可用於半導體製造質量的硅,學名電子級硅(EGS),平均每一百萬個硅原子中最多隻有一個雜質原子。此圖展示了是如何通過硅凈化熔煉得到大晶體的,最後得到的就是硅錠。

3、單晶硅錠:整體基本呈圓柱形,重約100千克,硅純度99.9999%。

4、硅錠切割:橫向切割成圓形的單個矽片,也就是我們常說的晶圓(Wafer)。

5、晶圓:切割出的晶圓經過拋光後變得幾乎完美無瑕,表面甚至可以當鏡子。

6、光刻膠(Photo Resist):圖中藍色部分就是在晶圓旋轉過程中澆上去的光刻膠液體,類似製作傳統膠片的那種。晶圓旋轉可以讓光刻膠鋪的非常薄、非常平。

7、光刻:光刻膠層隨後透過掩模(Mask)被曝光在紫外線(UV)之下,變得可溶,期間發生的化學反應類似按下機械相機快門那一刻膠片的變化。掩模上印著預先設計好的電路圖案,紫外線透過它照在光刻膠層上,就會形成微處理器的每一層電路圖案。

8、溶解光刻膠:光刻過程中曝光在紫外線下的光刻膠被溶解掉,清除後留下的圖案和掩模上的一致。

9、蝕刻:使用化學物質溶解掉暴露出來的晶圓部分,而剩下的光刻膠保護著不應該蝕刻的部分。

10、清除光刻膠:蝕刻完成後,光刻膠的使命宣告完成,全部清除後就可以看到設計好的電路圖案。

再次光刻膠:再次澆上光刻膠(藍色部分),然後光刻,並洗掉曝光的部分,剩下的光刻膠還是用來保護不會離子注入的那部分材料。

11、離子注入(Ion Implantation):在真空系統中,用經過加速的、要摻雜的原子的離子照射(注入)固體材料,從而在被注入的區域形成特殊的注入層,並改變這些區域的硅的導電性。經過電場加速後,注入的離子流的速度可以超過30萬千米每小時。

12、清除光刻膠:離子注入完成後,光刻膠也被清除,而注入區域(綠色部分)也已摻雜,注入了不同的原子。注意這時候的綠色和之前已經有所不同。

13、晶體管就緒:至此,晶體管已經基本完成。在絕緣材(品紅色)上蝕刻出三個孔洞,並填充銅,以便和其它晶體管互連。

14、電鍍:在晶圓上電鍍一層硫酸銅,將銅離子沉澱到晶體管上。銅離子會從正極(陽極)走向負極(陰極)。

15、銅層:電鍍完成後,銅離子沉積在晶圓表面,形成一個薄薄的銅層。

16、拋光:將多餘的銅拋光掉,也就是磨光晶圓表面。

17、金屬層:晶體管級別,六個晶體管的組合,大約500納米。在不同晶體管之間形成復合互連金屬層,具體布局取決於相應處理器所需要的不同功能性。晶元表面看起來異常平滑,但事實上可能包含20多層復雜的電路,放大之後可以看到極其復雜的電路網路,形如未來派的多層高速公路系統。

18、晶圓測試:內核級別,大約10毫米/0.5英寸。圖中是晶圓的局部,正在接受第一次功能性測試,使用參考電路圖案和每一塊晶元進行對比。

19、晶圓切片(Slicing):晶圓級別,300毫米/12英寸。將晶圓切割成塊,每一塊就是晶元的內核(Die)。

20、丟棄瑕疵內核:晶圓級別。測試過程中發現的有瑕疵的內核被拋棄,留下完好的准備進入下一步

21、封裝

參考資料來源:網路-半導體

參考資料來源:網路-簡並半導體

㈥ 為什麼說半導體行業中熟悉光刻就熟悉整個工藝流程

半導體工藝基本每個流程都需要進行圖形轉移,需要進行光刻,而且每一步光刻都是嚴格按照半導體制備的工藝先後順序進行的,如果前後顛倒,工藝基本就失敗了,所以可以說了解了光刻基本就能知道整個工藝流程。

㈦ 如何准備外企的半導體光刻工藝工程師英語面試

剛過一個外企英文面試,首先,一段自我介紹是必不可少的,尤其是講述自己回的能力和工作答經歷,事先准備好多背背相應句子會很有幫助,比臨場隨口說勝算更大。再則,與專業相關的詞彙要熟悉,不然對方一問到專業問題你聽不懂,對方就會覺得你不專業。

㈧ 半導體光刻工作有職業病嗎

半導體車間務必完全遵守規范認真工作就不會遭受職業病。

㈨ 什麼是光刻技術

光刻技術復主要應用在微電子制中。它一般是對半導體進行加工,需要一個有部分透光部分不透光的掩模板,通過曝光、顯影、刻蝕等技術獲得和掩模板一樣的圖形。先在處理過後的半導體上塗上光刻膠,然後蓋上掩模板進行曝光;其中透光部分光刻膠的化學成分在曝光過程中發生了變化;之後進行顯影,將發生化學變化的光刻膠腐蝕掉,裸露出半導體;之後對裸露出的半導體進行刻蝕,最後把光刻膠去掉就得到了想要的圖形。光刻技術在微電子中佔有很大的比重,比如微電子技術的進步是通過線寬來評價的,而線寬的獲得跟光刻技術有很大的關系。
光刻技術就是在需要刻蝕的表面塗抹光刻膠,乾燥後把圖形底片覆蓋其上,有光源照射,受光部分即可用葯水洗掉膠膜,沒有膠膜的部分即可用濃酸濃鹼腐蝕表面。腐蝕好以後再洗掉其餘的光刻膠。現在為了得到細微的光刻線條使用紫外線甚至X射線作為光源。

㈩ 為什麼半導體光刻需要較大的DOF

分桃地光科證格式再打他的地,我還不知應該能靠近一些操作簡單的,所以就應該上交進去追溯應該還是要操作的。

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