光刻工艺中聚酰亚胺层光阻减量和线宽均匀性研究

摘要

自从第一个晶体管问世以来，半导体技术的发展已超过多半个世纪了，现在它仍保持着强劲的发展动力，继续遵循摩尔定律：即芯片集成度每18个月翻一番。在新的世纪里半导体产业已被定为中国的支柱产业之一。
　　 光刻工艺通常指采用照相的方法将光刻掩模的图形精确地复印到表面的光刻胶硅片上面。在集成电路制造过程中需要经过多次光刻，所以光刻质量是影响集成电路性能、成品率及可靠性的关键因素之一，而线宽、套刻等的控制又是光刻质量的关键之关键。本课题就是以半导体制造这个大的环境为背景，以聚酰亚胺层光刻胶减量为目的，介绍在半导体制造行业中聚酰亚胺膜厚和线宽参数的控制。以及如何对线宽、套刻工艺参数等进行系统性的优化进行研究。以减少聚酰亚胺层的缺陷和对线宽均匀性的改进。
　　 另一方面随半导体生产的发展所使用的硅片尺寸越来越大，为保证光刻后得到均匀的线宽和提高整枚硅片的成品率，因此对光刻均匀性的研究就变得尤为重要。由于聚酰亚胺具有高粘稠度和负光阻的性质，线宽的均匀性和晶圆间的差异性比较难控制，工艺后曝光与显影上如何保证最终光刻的均匀做了一些研究。另外由于聚酰亚胺层光刻胶非常昂贵，本课题在光阻使用量的减少。本课题主要是以TEL TRACK ACT－8显影/涂胶机以及NIKON步进光刻机为基础对聚酰亚胺层工艺的各项参数进行实验，找出最佳的参数以及调整的方法。同时对负胶光阻的光阻涂布工艺进行了改良以以减少光刻胶的使用量。
　　 本论文首先介绍了光刻技术原理，以及光刻的发展和趋势，接着介绍了光刻制造工艺流程以及在IC半导体制造业中一名光刻工艺工程师所要具备的一些知识与能力。其次详细论述了在半导体行业内光刻工艺中对线宽、套刻等进行系统性控制的基本方法和原理，围绕聚酰亚胺光阻使用量的减少，以及在实际生产过程中对线宽的控制参数的优化。从而提高光刻线宽的均匀性和不同晶圆间的差异。