集成电路制造工艺 课件 6光刻工艺2.ppt

光刻工艺第二讲光刻工艺过程一、复习光刻工艺就是将掩膜版上的几何图形转移到硅片表面的工艺过程。光刻工艺分为光刻和刻蚀。光刻(lithography)：通过光化学反应，将光刻版（mask）上的图形转移到光刻胶上。刻蚀(Etch)：通过腐蚀，将光刻胶上图形完整地转移到Si片上光刻总的质量要求为：????①条宽符合指标要求????②套刻精度符合指标要求????③胶厚符合指标要求????④无缺陷????⑤胶图形具有较好的抗腐蚀能力光刻的目的：1.在晶圆表面建立尽可能接近设计规则中所要求尺寸的图形。2.在晶圆表面正确定位图形。光刻三要素：①光刻机②光刻版（掩膜版）③光刻胶光刻胶分为正胶和负胶。掩膜版分亮场（明场）掩膜版和暗场掩膜版二、生产线的工艺中，光刻工序层次一般有：对不同的工艺流程，光刻的层次可能会有所不同，一个典型的1.0微米单多晶双铝工艺一般需要有如下的光刻层次：阱，有源区，场注，多晶，N-LDD，N+S/D，P+S/D，接触孔，孔注，金属-1，通孔，金属-2，钝化孔。注：N-LDD——轻掺杂、漏注入工艺。随着栅的宽度不断减小，栅下的沟道长度也不断减小。这就增加源漏间电荷穿通的可能性，并引起不希望的沟道漏电流。LDD工艺就是为了减少这些沟道漏电流的发生。其中，有源区，多晶，接触孔，金属-1，通孔，金属-2我们称之为关键层。因为：①直接影响器件的电学性能或对最终成品率有重大影响?②条宽要求最严格?③套刻精度要求最严格CMOS工艺流程中的主要制造步骤CMOS制作步骤1. 双阱工艺2. 浅槽隔离工艺3. 多晶硅栅结构工艺4. 轻掺杂漏(LDD)注入工艺5. 侧墙的形成6. 源/漏（S/D）注入工艺7. 接触孔的形成8. 局部互连工艺9. 通孔1和金属塞1的形成10.金属1互连的形成11.通孔2和金属2的形成12.金属2互连的形成13.制作金属3、压点及合金14.参数测试1衬底准备2氧化、光刻N-阱(nwell)3N-阱注入，N-阱推进,清洁表面4长薄氧、长氮化硅、光刻场区(active反版)5场区氧化（LOCOS）,清洁表面

利用氮化硅抗高温氧化的作用，实现场区氧化——局部氧化，提高场开启MOS管阈值电压，降低氧化层台阶高度。

(场区氧化前可做N管场区注入和P管场区注入）6栅氧化,淀积多晶硅，多晶硅N+掺杂

反刻多晶（polysilicon—poly)7P+active注入（Pplus）

（硅栅自对准：利用硅栅的遮蔽作用形成PMOS沟道，实现沟道与硅栅自对准，提高PMOS沟道尺寸的精度，减小寄生电容）8N+active注入（Nplus——Pplus反版）

（硅栅自对准：利用硅栅的遮蔽作用形成NMOS沟道，实现沟道与硅栅自对准，提高NMOS沟道尺寸的精度，减小寄生电容）9淀积BPSG，光刻接触孔(contact)，回流10蒸镀金属1，反刻金属1（metal1)11绝缘介质淀积，平整化，光刻通孔(via)12蒸镀金属2，反刻金属2（metal2)13钝化层淀积，平整化，光刻钝化窗孔(pad)14光刻掩膜版简图汇总N阱CMOS集成电路工艺中MOS管的特点显检（FR标记）标记用途：用于检查第一次曝光时场与场之间的位置关系，可以发现由于版旋转或工作台走位不稳定导致的质量问题。适用版次：每套电路的第一块版（一般为阱版）。标记设计：标记分为两种，分别为FR-X（图-1）和FR-Y（图-2），图中所标示的尺寸均为版上尺寸，阴影部分为不透光的区域显检（FR标记）图-1FR-X图-2FR-Y标记布局：标记布局的示意图见图-3，标记布置在划片槽中，左右各放一个FR-X标记，上下各放一个FR-Y标记，每个标记必须紧靠场的边缘，标记的主体位于场内。左右放置的两个FR-X标记必须位于同一水平线上，上下放置的两个FR-Y标记必须位于同一垂直线上。标记尽量放置在靠近场中心的划片槽中。显检（FR标记）显检（FR标记）图-3显检（FR标记）场一