对光刻工艺中在光阻底部增加抗反射涂层(BARC)的研究

摘要

随着半导体工艺的进一步发展，因此要求光刻工艺中所能达到的线宽越来越小。本文提出了通过增加抗反射涂层(BARC)来提高光刻工艺中线宽解析度的办法。进一步通过实验验证了改善成果，并对BARC工艺中造成的缺陷提出实用性的改善。
　　 本文研究了光刻工艺的流程，详细阐明了光刻工艺中各个环节的作用及相关工具。光刻简单理解可以分为四个环节：涂胶系统；曝光系统；显影系统和检测系统。涂胶主要是将光阻均匀涂布在晶片表面；曝光主要是将光罩上的图形反映到光阻上；显影则是将光阻上的图形完全打开并且让光阻固化；最后检测顾名思义，就是检查以上工序完成后的晶片有没有达到工艺的要求，比如线宽，套刻精度和图形缺陷等等。
　　 通过对高端光刻工艺的研究，发现在光阻底部增加抗反射涂层(BARC)的重要性，BARC是一种能有效消除光反射形成驻波的抗反射材料，在光刻胶和基底之间添加BARC抗反射层，能够增加曝光能量范围(EL)和焦距(DOF)，减少由于基板几何结构差异对CD的均匀度产生的影响，同时减少基板的锐边引起反射光的散射而造成的图形缺口，缓解由于基板的构型导致光刻胶厚度不同而引起的摆动曲线效应，从而能够在更小线宽下得到较好的光刻图形。
　　 在对BARC提出了一系列理论成果之后，着手通过实验数据进行验证，并得出BARC工艺的介入能非常有效的改善光刻工艺的工艺窗口，使得光刻工艺极限又往前迈出了一大步。
　　 当然，在BARC工艺的应用过程中，也遇到了一些技术上的难点，比如碱溶性的BARC会使光阻底部产生缺口的现象，给现有的工艺带来负面影响，造成产品的缺陷。因此进一步对困难加以分析研究，通过大量的实验数据，最终得到了一个很好的解决办法，并可以在生产中得到了推广应用。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2光刻工艺

1.2.1光刻工艺概况

1.3光刻面临的困难和挑战

第二章抗反射层在光刻工艺中的介入

2.1底部抗反射涂层(BARC)概念的引入

2.2对BARC原理的深入研究

2.2.1基本原理

2.2.2影响反射率的因素

2.2.3 BARC的分类

2.2.4平坦型和随形型BARC的比较

2.3最优BARC和光刻胶厚度的选择

第三章对BARC工艺的深入分析

3.1 BARC工艺的分类

3.2两种BARC工艺的差别

第四章分析BARC对光刻工艺的提升

4.1 BARC厚度调节

4.2编写工艺程式

4.3验证工艺成果

4.3.1消除驻波和反射切开

4.3.2工艺窗口增大的验证

4.3.3最佳工艺条件的确定

第五章结合生产探索对BARC工艺进行优化

5.1 BARC工艺中遇到的问题

5.2 BARC工艺的突破

5.2.1曝光能量改变的影响

5.2.2曝光焦距改变的影响

5.2.3 BARC厚度改变的影响

5.2.4热烘烤温度和时间改变的影响

5.3小结

第六章结论

参考文献

致谢