微纳加工技术总结

12光刻工艺的基本过程正性胶与负性胶性能比较。光学曝光方式掩模对准式曝光3Wkz影响接近式曝光分辨率的因素41RkNA投影式曝光的光学分辨率5sinNAn数值孔径6光学技术中的景深与焦深7景深不足大景深效果照相摄影中的景深效果8焦深与分辨率的关系1RkNA22()DOFkNA焦深甚至比分辨率更为重要9极紫外曝光10X射线曝光用掩模硅或碳化硅膜Au、W、Ta11①对光学系统的改进，包括离轴照明技术、空间滤波技术；②对掩模版技术的改进，包括移相掩模技术和光学邻近效应校正技术。波前工程12离轴照明13光阑光阑倾斜照明空间滤波技术Q光源面Pin光瞳面：频谱面I硅片面(像面)L聚光镜t掩模14交替式移相掩模振幅相位光强传统二元掩模180°相移层15光学邻近效应16★已确定某光刻胶在MTF等于0．4时具有分辨图形能力。若曝光工具NA=0．35，曝光波长为436nm和S=0．5。问：这个工具可分辨的最小特征尺寸是多少?聚焦深度（取k2=1）是多少?如果光源用i线(365nm)替换，这些数怎样变化?光学投影光刻的分辨率限制解：由图得到，MTF等于0．4和s=0．5时，归一化空间频率为0052.17★已确定某光刻胶在MTF等于0．4时具有分辨图形能力。若曝光工具NA=0．35，曝光波长为436nm和S=0．5。问：这个工具可分辨的最小特征尺寸是多少?聚焦深度（取k2=1）是多少?如果光源用i线(365nm)替换，这些数怎样变化?例子：光学投影光刻的分辨率限制100351316061436...m1005205213160684....m1114606842..Wm1460732..Wm解：（1）对于g线436nm而言：24361356035..DOFm查图得到的空间频率雷利准则对应的空间频率线条或间隔的宽度，即所求的特征尺寸。焦深空间周期0061.NA22()DOFkNA12W18（a）曝光；（b）显影；（c）电铸；（d）将聚合物去除后得到金属微结构；（e）注塑；（f）脱模。LIGA工艺流程19★形式一：日本日立公司采用的形式。电子束投影曝光模版★形式二：朗汛公司(前贝尔实验室)和IBM公司采用的形式。20金属溶脱工艺过程21沉积过程中的衬底温度低于光刻胶软化温度。薄膜沉积的方向性。溶脱剥离法要求沉积的金属薄膜厚度小于光刻胶厚度的1/3。对于高深宽比的图形，随着薄膜沉积厚度的增加，将发生不均匀图形沉积。因此，对于厚膜沉积和高深宽比结构，需要通过电镀法进行薄膜沉积。22薄膜沉积的方法物理气相沉积：电阻蒸发镀膜、电子束蒸发镀膜、溅射镀膜、分子束外延。化学气相沉积：CVD、PCVD。蒸发镀膜过程中，样品位于球面上，薄膜均匀。高分子量的PMMA在最顶层为成像层，低分子量的PMMA在底层。PMMA双层抗蚀剂工艺PMMA的分子量越低，其灵敏度越高。在同样的曝光剂量下，底层低分子量的PMMA显影速度要比顶层高分子量的PMMA快。电子束曝光中的多层抗蚀剂工艺PMMA-P（MMA-MAA）双层抗蚀剂工艺23LOR双层抗蚀剂显影剖面24用多层抗蚀剂工艺制作高深宽比结构25电子束曝光的邻近效应26电子束曝光系统影响电子束曝光极限分辨率的因素稳定的工作环境二次电子散射效应抗蚀剂工艺27离子束曝光系统中用质量分析器28VfE×B质量分析器的结构29磁质量分析器的结构S1S2S1S230聚焦离子束加工原理离子溅射离子诱导沉积（离子束辅助沉积）31聚焦离子束加工应用1：制作集成电路的剖面32用聚焦离子束连接绝缘层下金属导体聚焦离子束加工应用2：聚焦离子束对电路进行修理33聚焦离子束对电路进行修理的实例34聚焦离子束加工应用3：修复光刻掩模35离子束曝光所用的掩模镂空掩模36离子束曝光所用的掩模——普通薄膜透射掩模离子束曝光所用的掩模——硅通道掩模37纳米压印技术3839刻蚀技术化学湿法腐蚀技术。干法腐蚀技术：溅射刻蚀、等离子体刻蚀、反应离子刻蚀。指标：（2）选择比，也即掩模的抗刻蚀比。被刻蚀材料的刻蚀速率选择比=不被刻蚀材料的刻蚀速率（1）各向异性比。垂直方向刻蚀的尺寸各向异性比=横向刻蚀的尺寸