光刻工艺和刻蚀工艺.pdf

光刻工艺和刻蚀工艺未来几代硅技术对光刻的要求DRAM供货的首年DRAM位/片最小特征尺寸n m-孤立线条最小特征尺寸n m-密集线条DRAM接触孔栅CD控制3。n m对准（均值+3。n m）聚焦深度p m缺陷密度（每层/n?）1997 1999 2003256M 1G 4G200 140 100250 180 130280 200 14020 14 1085 65 450.8 0.7 0.6100 80 602006 2009 201216G 64G 256G70 50 35100 70 50110 80 607 5 435 25 200.5 0.5 0.550 40 30未来几代硅技术对光刻的要求DRAM供货的 首年199719992003200620092012缺陷大小806040302015n mDRAM芯片尺28040056079011201580寸mm?MPU芯片尺寸300360430520620750mm2视场n m22X2225X3225X3625X4025X4425X52248n m248n m248n m193n m193n mIduvDUVo rDUVDUV193n mo ro rDUV?最少光刻版数2222/242424/2626/2828CAD设计系统A系统一般具有各种库，库中容纳了已知蚀可 行的一些以前的设计，可以从库中将基本功 能块或电路剪切下来，并粘贴到新的设计中A使用软件工具来辅助布线A另一些工具检查设计，以确保没有违反设计 规则的情形A有电路级和系统级的模拟工具，可预言新设 计的性能光刻胶未感光的光刻胶溶于显影溶液，称为负性光刻胶感光的光刻胶溶于显影溶液的称为正性光刻胶光刻胶由三部分组成：1,感光剂；2,增感激；3,溶剂。负性光刻胶依曝光时抗蚀剂结构变化的方式，又有两种典型类型。一种是利用抗蚀剂分子本身的感光性官能团，如双健等进行 交链反应形成三维的网状结构另一种是利用交链剂（又称架桥剂）进行交联形成三维的网状 结构。聚烽类一双叠氮系光致抗烛剂就是属于这一类聚乙烯醇肉桂酸酯利用抗蚀剂分子本身的感光性官能团发生的光聚合反应如式:一Ca-CHTCHlCHQ i 0I coOOCC-HC-H光照后H-C C-HI I-z C(0 U _CH_C交链剂双叠氮化合物遇光照射时发生分解反应，放出氮气，变成氮游离基，然后再与树脂上的双健发 生反应，而成为网状结构的不溶性物质Ns条:N-R-N,+J 1 V NR-N5正型光致抗蚀剂邻叠氮亲醍类化合物在紫外光照射下发生分解反应，放出氮气，同时分子的结构经过重排 形成五元环烯酮化合物，遇水经水解生成玮基竣酸衍生物远紫外光抗蚀剂抗蚀剂名称PMMAPMMAAZ2400Hu n tWX159厚度n m21.81.5分辨率口 m1.50.51.51-1.5电子束抗蚀剂名称PMMACOPPBSCMSOEBRIOOOEBRIOOOOEBR1030极型+灵敏度/p Cc m-2（电子 能量 20kV）40-800.2-0.40.8-1.60.3-0.60.8-1503对比度2-30.9-1.21.3-21.41.61.60.4分辨率；p m0.110.50.50.50.30.3通常的厚 度p m10.30.40.30.30.3衡量光刻胶好坏的标准 1,感光度 2,分辨率 3,粘度及固态含有率 4,稳定性 5,抗蚀性 6,黏附能力 7,针孔密度光源现代曝光系统所产生的像是受衍射限制的，而衍射效应又与 曝光辐射的波长有很强的联系从历史看，多数的光刻系统都使用弧光灯作为主要光源，内 含有汞蒸汽，用光刻的灯消耗大约1千瓦功率 常用的汞二种特征波长：436n m(g线)和365n m(i线)20世纪90年代早期，多数的光刻机使用g线，在0.35|jm这一代中，i线步进光刻机是主宰 在深紫外光这一段，最亮的光源要数准分子激光，最有兴 趣的二种源:KrF(248n m)和ArF(193n m),一般有二种 元素，一种是惰性气体，一种是含卤化合物准分子激光的主要问题A激光的可靠性和寿命A镜头系统中光学元件对曝光波长的透明度A寻找合适的光刻胶248nm(KrF)，这些问题已解决，这种源已用于0.25pm和0.18pm的商品生产ArF极有可能成为0.13pm和0.1pm技术的光源0.1pm以后的景象还不明朗深紫外光刻胶A标准DNQ胶的量子效率达到约S3,这类胶最多只 能提高大约3倍的灵敏度A化学增强胶使用不同的曝光过程，入射光子与感 光酸生成剂分子反应，产生酸分子，酸分子在后 续的光刻胶烘烤过程中起到催化剂作用，使得曝 光区域光刻胶的特性改变A化学增强胶的总量子效率，是起始的光和感光酸 生成剂反应效率，乘以后续催化反应的次数，所 得到的乘积DNQ 灵敏度 lOOmJcm?化学增强胶灵敏度-20-40mJcm-2图形的形成晶片上形成抗蚀膜图形是供形成晶片表面图形之用 的，形成方法有二：其一是直接扫描法，就是按照图形设计数据直接在晶片的抗 蚀膜上扫描曝光图形其二是复印法，就是将掩摸图形复印到晶片上的抗蚀膜上。首先制作掩模图形，然后通过涂抗蚀剂、预烘、曝光、显影 等步骤完成复印任务曝光技术直接影响到微细图形加工的精度与质量光学曝光a,接触式 b,接近式 c,投影式三种方法的比较接触曝光：光的衍射效应较小，因而分辨率高；但易损坏掩 模图形，同时由于尘埃和基片表面不平等，常常存在不同程 度的曝光缝隙而影响成品率。接近式曝光：延长了掩模版的使用寿命，但光的衍射效应更 为严重，因而分辨率只能达到24u m左右。投影式曝光：掩模不受损伤，不存在景深问题提高了对准精 度，也减弱了灰尘微粒的影响，已成为LSI和VLSI中加工小 于3u m线条的主要方法。缺点是投影系统光路复杂，对物镜 成像能力要求高。电子束曝光电子束曝光方法主要有扫描式和投影式（分为摄像管式 和透射电子成像式二种）两种优点：分辨率比光学曝光高，能扫描最小线宽Sl u m的微 细图形；扫描电子束曝光不需要掩模版，可缩短加工周期;能大大提高加工精度。!缺点：设备复杂，成本昂贵；完成全部图形曝光需较长时 间。掩模制备困难。其它曝光方法X射线曝光方法离子束曝光方法光刻工艺过程光刻过程涂胶，前烘，曝光，显影，坚膜，腐蚀和去胶等七个步骤。光翻出口(d)属惊(e)去脱光刻工艺过程示意图曝光时影响分辨率的因素1.掩模版与光刻胶膜的接触情况2.曝光光线的平行度3.光的衍射和反射4.光刻胶膜的质量和厚度5.曝光时间6.掩模版的分辨率和质量腐蚀方法有两种类型:湿式化学腐蚀干式等离子体腐蚀湿式化学腐蚀SiO2 的腐蚀氟化镂在Si。？腐蚀液中起缓冲剂的作用。这种加有氟化钱的 氢氟酸溶液，习惯上称为HF缓冲液。常用的配方为：HF:NH4F:H2O=3ml:6g:10ml二氧化硅的腐蚀速率与温度的关系33 40 60 60度 CC)氮化硅腐蚀a对于厚度为10-2|jm的较薄氮化硅膜，可以 用HF缓冲液进行腐蚀。A对于厚度较厚的氮化硅膜，再放入180C的 热磷酸中继续刻蚀图形窗口内的为心膜。铝的腐蚀目前常用的腐蚀液有磷酸及高镒酸钾腐蚀液 磷酸与铝的反应式 24I+6H3PO4=2Al(H2PO4)3+3H2 T高镒酸钾腐蚀液的配方为：KMnO4:NaOH:H 2O=6g:10g:9 0 ml 高镒酸钾与铝的反应式NaOHKMnO4+Al=KAIO2+MnO2 I干式等离子体刻蚀等离子体刻蚀利用气体分子在强电场作用下，产生辉光放电。在放电过程中 气体分子被激励并产生活性基，这些活性基可与被腐蚀物质 反应，生成挥发性气体而被带走。等离子体刻蚀常用的工作气体是四氟化碳CF4 一 CF3*+CF2*+CF*+F*f*与硅、SQ或$3心作用时，则反应生成可挥发的SiF4等气体铝是活泼金属，和氯很容易起化学反应，可用氯等离子体腐蚀去胶A溶齐（J去胶，去胶剂常用含氯的煌化物，并含有表面湿润剂A氧化去胶，常用的氧化剂有浓硫酸，H2so4：力。2（3:1）混 合液，也可用I号洗液（NH40H:H2O2:-0=1：2:5）煮沸，使 胶层碳化脱落而除去；还有氧气去胶。A等离子体去胶，氧气在强电场作用下电离产生的活性氧，使光刻胶氧化而成为可挥发的CO2、H20及其他气体而被带走。光刻质量分析浮胶 1,操作环境的湿度过大;2,二氧化硅表面不净；3,前烘不足或过度；4,曝光或显影不合适；5,腐蚀不当造成浮胶。钻蚀 1,光刻掩膜版质量不好，版上图形边缘不齐 并有毛刺等。2,光刻胶过滤不好，颗粒密度大。3,硅片有突出的颗粒，使掩膜版与硅片接触 不好，图形出现发虚现象。4,氧化层的厚度差别太大。针孔A氧化硅薄膜表面有外来颗粒，使得涂胶时胶膜与基片表面未充分沾润，留有未覆盖的小区域，腐蚀时产生针孔。光刻胶中含有固体颗粒，影响曝光效果，显影时剥落，腐蚀时产生针孔。光刻胶膜本身抗蚀能力差，或胶膜太薄，腐蚀液局部穿透胶膜，造成针 孑二前烘不足，残存溶剂阻碍抗蚀剂交联，或前烘时骤热，引起溶剂挥发过 快而鼓泡，腐蚀时产生针孔。A曝光不足，交联不充分，或曝光时间过长，胶层发生皱皮，腐蚀液穿透 胶膜而产生腐蚀斑点。腐蚀液配方不当，腐蚀能力太强。掩模版透光区存在灰尘或黑斑，曝光时局部胶膜末曝光，显影时被溶解,腐蚀后产生针孔。小岛 1,在光刻版上不透光的区域中存在着小孔或 透光点。2,光刻胶中的大颗粒不溶物质残存于二氧化 硅的表面。3,曝光过度，使的局部区域显影不干净或显 影不充分，残留光刻胶底膜。制版技术带U版技术:根据器件的参数要求，按照选定的方法制备出生 产上所要求的掩模图形，并以一定间距和布局，将图形重复 排列于掩模基板上，进而复制批量生产用的掩模版，供光刻 工艺使用。掩模是光刻工艺加工的基准，掩模质量的好坏直接影响光刻质 量的优劣，从而影响晶体管或集成电路的性能和成品率。在硅平面器件生产中，掩模制造是关键性工艺之一。研磨制作工艺流程制版技术的发展过程A1、人工绘图和刻图A 2、计算机控制大型刻图机刻图A3、光学图形发生器制造初缩版（中间掩模 版）A4、电子束图形发生器（扫描电子束曝光）直 接制作精缩版掩模材料掩模材料大致可分为两大类：/在玻璃基板表面涂布卤化银乳剂的高分辨率 干板/在玻璃上附着金属或金属氧化物膜的硬面板A超分期丰率干版就是在玻璃基片表面上涂布一层含颗粒极 细的卤化银乳胶A乳胶的成分：乳化剂、分散介质和辅助剂等A乳化剂：硝酸银和卤化物（澳化钾，碘化钾、氯化钠等）A分散介质：明胶。它易溶于热水，冷凝后成固体状态，其分子链的连接是通过链上某些氨基（）中的氢和相邻分 子链上域基（=C=0）中的氧所形成的氢健。A辅助齐小 增感剂、防灰雾剂、稳定剂以及坚膜剂等增感剂的作用是使卤化银的感光范围展宽防灰雾剂的作用是抑制乳胶中灰雾中心的形成,常用的防灰雾剂有苯酚三氮唾、溟化钾等分散介质（或载体）在乳胶中起分散介质和支撑 体的作用。显影和定影A显影：感光底版在曝光后，用显影液将潜影银质点继续长 大成较大的金属银粒，使之能成为可见的图像。A定影：选择一种既能溶解残存在乳胶层内的卤化银，又不 对乳胶层的明胶和构成影像的银质点发生侵蚀作用的定影液,除去显影后残存在乳胶层内的卤化银，使显影所得的影响固 定下来。A硬面板：在玻璃基板上蒸发或溅射一层几十到几百纳米 厚的金属或金属氧化物，再在其上用光刻胶作为感光层。-般使用铭、氧化铭和氧化铁等。制铭版的工艺一是在玻璃板上真空蒸铭，获得倍膜；二是光刻铭膜，得出版图，其过程和光刻硅片上的氧化层相同,只是腐蚀对象不是二氧化硅，而是金属铭。彩色版：一种透明或半透明的掩膜彩色版：氧化铁版、硅版、氧化铭版、氧化亚铜版氧化铁板：既解决了乳胶板的不耐用问题，又解决了铝板的不透明和 针孔多的问题，而且氧化铁板在光学特牲、致密度等多方面都优于铝板。几种掩膜材料的特性比较特性 组成材膜厚种类 料乳胶干 AgBr 4-6.m板铭板 Cr 80-200nm氧化铁 Fe2O3 150-板 250n表面反 射率表面强 度分辨率低弱2-3p m50-60%强l-2p m15-20%强Ip mm特性 抗化学耐磨性透明性光密度成像锐光刻对 种类 性 度 准乳胶干弱 差板不透明1.5-3有散乱 边纹困难铭板 耐强酸较好 不透明2-3 锐 困难氧化铁耐强酸好 板W不耐碱选择透2 明锐 容易玻璃衬底的要求A平面度好，机械强度高，在白炽灯下观察,无肉眼看得见的气泡、杂质、霉点和划痕A热膨胀系数小A透射率高A化学稳定性好。掩模版的质量检测A掩模版外观及版面图形一般质量检查A小尺寸检查A间距测定A套准精度测定A缺陷检查掩模缺陷的种类掩模缺陷大致可分为以下两类：一类是掩模图形范围内多余的部分，如小岛、凸出和连条等不透明缺陷。另一类是掩模图形范围内缺少的部分，如针孔、凹口，断条等透明缺陷。掩模版缺陷的类型图划伤刻蚀工艺A湿法刻蚀：采用液体腐蚀剂，通过溶液和薄 膜间得化学反应就能够将暴露得材料腐蚀掉A干法刻蚀：使用等离子体中得气态刻蚀剂，刻蚀过程兼有化学反应和物理反应干法刻蚀是现在常用得刻蚀方法刻蚀的选择性和方向性A选择性：指在刻蚀过程中不同材料的刻蚀速率比。选择性的合理范围是25-50。不同材料有不同的刻 蚀速率。化学反应取决于材料的性质，物理反应则 不同。A方向性：不同方向下刻蚀速率的相对量度，通常指 纵向与侧向。各向同性刻蚀是指所有方向的刻蚀速 率都相同。刻蚀过程中物理性愈大，方向性就愈明显，选择性就愈小，刻 蚀过程中的化学性愈大，选择性就愈高，方向性就愈不明显湿法腐蚀A早期刻蚀工艺采用湿法，湿法工艺简单，设 备易于建立，成本低，而且选择性很好。A湿法腐蚀剂同薄膜进行化学反应生成可溶于 水的副产物或挥发性气体。集成电路工业中最早使用的刻蚀剂是湿法化 学腐蚀剂，SiO.+6HF f H 九+2H O 2 2 o 2A湿法腐蚀的另一种方法是：首先氧化薄膜材 料表面，然后再分解氧化物A常用的腐蚀剂是硝酸和HF的混合物。常加入 氟化镂用来弥补腐蚀氧化物过程中氟离子的 损耗。也常加入醋酸可以限制硝酸的离解Si+HNO.+6 HF t H,SiF,+HNO.+HO+H,3 2 6 2 2 2化学腐蚀速率的影响因素A腐蚀液的配方A腐蚀速率是温度的函数还取决于薄膜的组分和密度A腐蚀也依赖于晶向IC工艺中常用材料的化学腐蚀剂材料 腐蚀剂SiO2 HF(水中含49%),纯HFNHF4：HF(6:1),缓冲 HF 或 BOESi3N4 HF(49%)HPO:HO(沸点:130-150)Al H3PO4:H2O:HNO3:CH3COOH(16:2:1:1)多晶硅 HNO3:H2O:HF(CH3COOH)(50:20:1)单晶硅 HNO3:H2O:HF(CH3COOH)(50:20:1)KOH:HO:IPA(23 wt%KOH513wt%IP A)Ti NH4OH:H2O2:H2O(1:1:5)TiN NH4OH:H2O2:H2O(1:1:5)TiSi2 NH4F：HF(6:1)光刻胶 H2SO4:H2O2(125)有机剥离液注释对硅有选择性，对硅腐蚀速率很慢，腐蚀速率 依赖于膜的密度，掺杂等因素是纯HF腐蚀速率的1/20,腐蚀速率依赖于膜的 密度，掺杂等因素，不像纯HF那样使胶剥 离腐蚀速率主要依赖于薄膜密度，膜中O,H的含量对二氧化硅有选择性，需要氧化物掩膜。对硅，氧化硅和光刻胶有选择性腐蚀速率依赖于腐蚀剂的组成腐蚀速率依赖于腐蚀剂的组成对于晶向有选择性，相应腐蚀速率(100)：(111)=100：1对TiSi2有选择性对TiSi2有选择性 一适用于不含金属的硅片适用于含金属的硅片干法刻蚀特点早期湿法腐蚀得到广泛应用，现在已大部分被 等离子体刻蚀所取代原因：1,在等离子体中会产生极具活性的化学物质，更有效的参与刻蚀2,等离子体刻蚀能够提供良好的各向异性刻蚀刻蚀气体A光刻胶，它的刻蚀采用氧气A其他材料的刻蚀，在等离子状态下含有卤化 物，如CF4,Cl2,HBr,有时加入少量其他气体,如氢气，氧气和瀛气等。等离子刻蚀机理A参与等离子体刻蚀的二种主要物质是离子和 中性活性化学物质。自由基是活性化学物质，主要作为等离子体 刻蚀过程中的化学成分A在刻蚀过程中的只要物理成分是离子。离子和活性中性物质可以单独作用也可以协 同作用。刻蚀类型A化学刻蚀：只有活性中性物质作用于刻蚀A物理刻蚀：只有离子作用于刻蚀A离子增强刻蚀：当离子和活性中性物质协同作用化学刻蚀A等离子体中参与化学刻蚀物质一般为自由基,自由基呈电中性，化学键不完全，化学活性 很高。等离子体刻蚀就是利用中性活性物质 同待刻材料，进行反应，而达到刻蚀目的。A刻蚀副产物应为挥发性的物质，不沉淀在硅 片表面，就不会掩盖下面需要进一步刻蚀的 硅4F+Si f SiF4物理刻蚀A纯化学等离子刻蚀为各向同性或近于各向同 性，因为化学物质到达基体表面的入射角分 布为各向同性，而且对于表面的粘附系数很 低，典型值为型01到0.05A离子的方向性更好，倾向于定向性和各向异离子增强刻蚀A离子和中性活性物质并不总是单独作用于刻 蚀的A测量获得的刻蚀速度并非二种物质单独作用 时的简单叠加，在大多数情况下要比这个树 值高得多A采用等离子增强刻蚀，不仅可以获得各向异 性的刻蚀结构，还可以获得良好的选择性离子增强刻蚀的机理A大多数机理认为离子轰击会增强化学刻蚀过 程中某一环节，如表面吸附，刻蚀过程中的 化学反应，副产物生成及副产物或未反应刻 蚀剂的去除等。A产生定向性刻蚀的原因时离子的定向性。离 子增强刻蚀的剖面更接近于单纯物理刻蚀。等离子体刻蚀系统的类型圆桶刻蚀机中的等离子体刻蚀方式平行板系统中的等离子体刻蚀-等离子体模式平行板系统中的等离子体刻蚀-反应离子刻蚀 模式A高密度等离子体系统中的刻蚀A溅射刻蚀和离子铳圆桶刻蚀机中的等离子体刻蚀方式电极包在石英腔外面，硅片垂直放在反应腔中部的载片台上腔内抽真空，引入反应气体，电极上加RF电源等离子体被硅片和电极键的刻蚀通道隔离，活性化学粒子，扩散到硅片表面进行刻蚀A刻蚀是纯化学刻蚀，选择性高，具有各向同性刻蚀A整个硅片表面的刻蚀均匀性不好，从外部到中间主要用于氧气等离子体去除光刻胶的工艺，用于无掩膜刻蚀 工艺平行板系统中的等离子体刻蚀-等离子 体模式A硅片放在一个电极上，面向另一电极，可以获得较好 的均匀性A允许离子轰击硅片表面，产生了物理刻蚀A系统中也会有中性活性物质引起的化学刻蚀腔内气压为lOOmtorr到ltorra当电极自身尺寸相同，放硅片的底电极接地，使底电 极有效尺寸增大，轰击作用变小平行板系统中的等离子体刻蚀-反应离 子刻蚀模式将放置硅片的电极尺寸缩小到小于另一电极的尺寸A将上电极与反应腔壁共同接地，使得上电极的有效 尺寸增加很多A等离子体到硅片的电压降显著增大，在100-700V的 范围内，离子轰击硅片的能量相应的提高了A刻蚀的方向性很好A降低气压可以获得更好的方向性刻蚀，但降低气压 会使等离子体密度降低，通常离子刻蚀系统在10 lOOmtorr范围内A通常采用单一硅片系统，有效的控制每一硅片的均 匀性高密度等离子体系统中的刻蚀A采用第二个激励电源控制硅片电极偏压，实 现对等离子体密度和离子能量的分别控制A采用电子回旋共振源和感应耦合等离子体源 来产生等离子体A产生高密度（UP 1。12亦3）的等离子体a采用的电压为1-lOmtorr,还能获得较高的离 子流量和刻蚀速度a离子和具有活性的化学物质是协同作用，可 以得到良好的方向性和合理的选择性。溅射刻蚀和离子铳A属于单纯的物理刻蚀方式A阳极由反应腔构成，阴极尺寸相对于阳极已 经最小化，可以最大化离子轰击能力A离子能量很高，大于500eVA溅射刻蚀的优点是可以刻蚀所有材料，刻蚀 极具定向性，主要缺点是它的选择性很低。溅射的问题A边缘挖槽或称微槽化是刻蚀过程中经常出现的问题 之一A另一个问题是再淀积问题，离子轰击对其他层材料 会产生溅射作用，这些溅射的材料会再淀积到硅片 上的其他区域A第三个问题是晶格或辐射损伤A第四问题是表面电荷，这与带电离子或电子轰击有 关等离子体系统与机理总结/k k1溅射刻蚀和离子铳 物理过程各向异性 选择性 能量气压高密度等禺子体刻蚀,离子体刻蚀反应离子刻蚀等离子体刻蚀湿法化学腐蚀化学过程刻蚀均匀性问题在同一硅片内部和不同硅片之间腐蚀速率要保持一 致，通常情况下，外部刻蚀速率要高于内部刻蚀速 率，这是由于刻蚀气体从硅片外部流动到内部的过 程中产生的耗尽效应造成的A负载效应，分为宏观和微观二种；宏观负载效应指 当反应腔中硅片过多，或硅片上待刻区域面积过大 时，导致刻蚀速率降低的现象。微观负载效应指硅 片表面极小区域内刻蚀速率的不同刻蚀会受到薄膜局部特征的影响需要一定程度的过刻以保证整个硅片上的完全刻蚀,过刻量一般取10-20%用于IC制造中薄膜的典型或代表性等离子体气体材料刻蚀剂简要介绍多晶硅sf6,cf4各向同性或接近各向同性(有严重钻蚀)；对SiO2很少或没有选择性cf4/h2,chf3非常各向异性，对SiO2没有选择性cf4/o2各向同性或接近各向同性，对SiO2有选择性HBr,Cl2,Cl2/HBr/O2非常各向异性，对SiO2选择性很高单晶硅与多晶硅的刻蚀剂相同SiO2sf6?nf3?cf4/o2,cf4接近各向同性(有严重钻蚀)；增大离子能量或降低气压能够改进各向同性程度；对硅很少或没有选择性CF4/H29CHF3/O29C2F69C3F8非常各向同性；对硅有选择性chf3/c4f8,co各向同性；对SisM有选择性S13N4cf/4o2各向同性，对SiO2有选择性，但对硅没有选择性cf4/h2非常各向异性，对硅有选择性，但对Si()2没有选择性chf3/o2,ch2f2非常各向异性，对硅和SiO2都有选择性，AlCl2接近各向同性(有严重钻蚀)C12/CHC13,ci2/n2非常各向异性，经常加入BCL以置换。2 Wcf4,sf6高刻蚀速率，对Si()2没有选择性Cl2对Si()2有选择性TiC12,C12/CHC13,CF4TiNci2,ci2/chci3,cf4TiSi2C12,C12/CHC13,CF4/O2光刻胶02对其他薄膜选择性极高未来趋势A在2003年最小特征将达到0.13pm,2006年 达到使用193nm准分子激光源和步进扫描技术，可以提供0.13|jm代，甚至代所需的工 具a在157nm准分子激光源方面也有所开展制造小于0.1pm的集成电路应使用何种光刻 方法，在这个方面尚无定论电子束光刻A电子束系统，用它来制造光学光刻用的光刻版，也 可以向硅片上的光刻胶写图案A电子束工具能够提供极高的分辨率，因为电子束的 波也小于O.lnm,在20邪前,已庭示了便用该枚未 得到的小于10nm的特征a电子束工具的主要缺点，是与目前的光学步进机相 比，产率太低，每小时一片硅片，而现代光学步进 机可达每小时50片现在主要用电子束工具来制作少量的实验器件和电 路，以及小批量的特殊用途芯片电子束系统的产率限制 电子源只能提供有限的电流密度A如果束流强度很高，束中带电电子间的库仑排斥会引 起失焦，这样将导致分辨率下降A与电子束直写有关的另一个严重问题失邻近效应，因 为电子行进的距离很长，也由于它们易于被散射，确 实会发生对想要曝光区邻近区域的曝光克服这些限制的方法 使用多电子源实现并行刻写A将束成形为足够大的矩形，每次可曝光硅片上的整个 特征，而不是单个象素 提高电子束光刻胶的灵敏度A使用电子束投影光刻将含复杂图形的镂空光刻版聚焦 到硅片高产率电子束光刻 1989年发明角度限制的散射投影电子束平板印刷，主要涉 及新式光刻版设计光刻版由低原子序数元素的隔膜（如氮化硅）和高原子序 数元素的薄层图案（几十纳米的铭或铝）构成对系统中使用的准直，非相干的l OOkeV电子束都是透明的对隔膜区，电子只受到微弱的小角度散射；在铭/鸨区域，电子被强烈散射至大角度范围无需特殊光刻版，所使用的步进和扫描机构与现代光学曝 光系统很相似，实现了较大的焦深，光刻胶与现在248n m 光刻中采用的化学增强DUV胶相同X射线光刻a使用能量在1-lOkeV的X射线，所对应的波长 在lnm量级，衍射效应可以忽略a目前X射线系统都是接近式曝光系统，因为X 射线聚焦非常困难a系统在真空中工作，现在实验室中用到许多 得到小于的特征a制造业中采用X射线系统的主要限制，与光刻 版和X射线源有关掩膜的制作A没有材料是X射线易透过的，只能用很薄的低质量 材料层来制作亮区，几微米厚的硅，氮化硅，碳化 硅和氮化硼都是常见的选择A暗区需用吸收X射线的金或鸨材料制作，金对制造 设备的污染，铸可能成为将来主要的选择A X射线光刻版上图形的实际刻写，在金或铝吸收材 料上旋涂光刻胶，用电子束直写光刻完成X射线源的几种形式A用高能电子轰击金属靶，发出的X射线光子波 长是靶材料的特征波长A也可以使用激光加热的等离子体源，金属蒸 汽发出X射线，波长是0.5-2nmA最强的X射线源是同步辐射器存储环，可以供 很多曝光机使用同步存储环的主要问题是造价太高反射和聚焦X射线的透镜和镜面A这些反射镜是多层的，各层交替使用二种材 料且二种材料的电子浓度相差太远，高质量 数的层作为散射体，低质量数的层用做间隔,选择层的厚度，使得各层的部分反射波出现 相干干涉A最初是为X射电天文学开发的，今年来发射率 已超过了 60%新光刻胶以DNQ光刻胶中的基底树脂开始吸收250nm 以下的紫外辐射，因而不能用于248nmKrF和 193nmArF准分子激光的曝光系统a无机胶（掺银的Se-Ge），曝光时形成氧化硅 的有机硅化物和多晶硅化物，可用于0.25|jm 和08|jm级产品的生产a对于以后的技术，那一个会最终成功，还不清楚平面化工艺A采用机械化学抛光A使用多层胶，使用2层或三层的结构，目的首 先是平坦化表面形貌，其次则是在顶层设置 相对较薄的光刻胶层A中介刻蚀阻挡层，在平面化层和成像层之间,通常用氧化硅层，可由旋涂或PECVD淀积