光刻工复习题

理论部分

填空题

1、光刻中使用的两种主要的光刻胶分别为正光刻胶和负光刻胶

2、在硅片表面上涂上液体光刻胶来得到一层均匀覆盖层最常用的方法是旋转

涂胶。有四个步骤：分滴，旋转分开，旋转甩掉，溶剂挥发。

3、曝光的方式有接触式、接近式曝光和投影式曝光。

4、光刻中有使用不同紫外光波长，波长在436纳米和157纳米之间的每种波长都有各自的波名称。其中波长为436nm的波名称是g光线，波长为405nm的波名称是h光线，波长为365nm的波名称是i光线，波长为248nm的波名称是深紫外(DUV) ，波长为157nm的波名称是真空紫外(VUV)

1、曝光的方式有接触式曝光、接近式曝光和投影式曝光

2.光刻工艺一般都要经过涂胶，前烘、曝光、显影，坚膜、腐蚀、去胶等步骤。

3.正性光刻胶和负性光刻胶是两种主要的光刻胶。对于负性光刻胶，曝光部分

不会溶解，在光刻胶中形成的图形与掩膜板的图形相反对于正性光刻胶，曝光部分容易溶解，在光刻胶中形成的图形与掩膜板的图形相同。

4.刻蚀的方法主要有湿法刻蚀、干法刻蚀和和等离子体。

5、光刻工艺一般都要经过涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶等步骤。

一、判断题

1．最早应用在半导体光刻工艺中的光刻胶是正性光刻胶。（F ）

2．步进光刻机的三个基本目标是对准聚焦、曝光和合格产量。（F ）

3．光刻区使用黄色荧光灯照明的原因是，光刻胶只对特定波长的光线敏感，例如深紫外线和白光，而对黄光不敏感。（T ）

4．曝光后烘焙，简称后烘，其对传统I线光刻胶是必需的。（T ）

5．对正性光刻来说，剩余不可溶解的光刻胶是掩膜版图案的准确复制。（T ）6．芯片上的物理尺寸特征被称为关键尺寸，即CD。（T ）

7．光刻的本质是把电路结构复制到以后要进行刻蚀和离子注入的硅片上。

（T ）

8．有光刻胶覆盖硅片的三个生产区域分别为光刻区、刻蚀区和扩散区。（T ）

1．最早应用在半导体光刻工艺中的光刻胶是正性光刻胶。（F ）

2．步进光刻机的三个基本目标是对准聚焦、曝光和合格产量。（F ）

3．光刻区使用黄色荧光灯照明的原因是，光刻胶只对特定波长的光线敏感，例如深紫外线和白光，而对黄光不敏感。（T ）

4．曝光后烘焙，简称后烘，其对传统I线光刻胶是必需的。（T ）

5．对正性光刻来说，剩余不可溶解的光刻胶是掩膜版图案的准确复制。（T ）6．芯片上的物理尺寸特征被称为关键尺寸，即CD。（T ）

7．光刻的本质是把电路结构复制到以后要进行刻蚀和离子注入的硅片上。

（T ）

8．有光刻胶覆盖硅片的三个生产区域分别为光刻区、刻蚀区和扩散区。（T ）

简答题

1、给出光刻胶在晶圆制造中的两个用途

答：(1) 将掩模板图案转移到晶圆表面顶层的光刻胶中。

(2) 在后续工艺中，保护下面的材料（例如刻蚀或离子注入阻挡层）。

2、列出并描述两种主要的光刻胶。

答：两种主要的光刻胶是负性光刻胶和正性光刻胶。这是按照胶体物质对紫外线的反应分类的。

对于负性光刻胶来说，受到紫外照射的区域的光刻胶会产生交联而变得坚固。这使得受光照的光刻胶在显影液中不容易被溶解，在显影剂中也不会被除去。光刻胶形成一个与图形互补的掩模图形。

而对于正性光刻胶来说，受紫外线照射的区域的光刻胶会变得更易被溶解，并且形成一个与所需图形一致的掩模图形。正性胶在受光照后会分解，受照射的区域在显影液中很容易别洗去。

3、什么叫光刻？光刻工艺质量的基本要求是什么？

答：光刻是一种图形复印和化学腐蚀相结合的精密表面加工技术。对光刻工艺质量的基本要求是：刻蚀的图形完整、尺寸准确、边缘整齐、线条陡直；图片内无小岛、不染色、腐蚀干净；图形套合十分准确；介质膜或金属膜上无针孔；硅片表面清洁、不发花、无残留的被腐蚀物质。

1、为什么抗腐蚀性是光刻胶的重要特性？

答：抗腐蚀性。光刻胶膜必须在随后的干湿法刻蚀过程中保持其黏附性并保护衬底的表面。这种特性就被称为抗腐蚀性。有的干法刻蚀过程在较高的温度（例如1500C）下进行，这就需要光刻胶具有能够保持其形状的热稳定性。

2、光刻胶是如何被涂在硅片的？

答：在硅片表面上涂上液体光刻胶来得到一层均匀覆盖层最常用的方法是旋转涂胶。有四个步骤：分滴，旋转分开，旋转甩掉，溶剂挥发。

3、简述几种主流的光刻技术

答：（1）甚远紫外线(EUV)光刻，属于光学光刻，仍采用分步投影光刻系统，可以实现亚0.1μm的细线条。但难以找到合适的掩模板材料和光学系统的设计。

（2）电子束光刻，由于电子束的直径很小，所以光刻分辨率很高。采用电子束直写方式，效率低，不适于大规模生产，目前仅限于制备光刻掩模板。

（3）X射线，采用波长更短X射线作为光源，可以用于制作小于70nm的线条。但作为X射线源的同步辐射装置非常庞大且价格昂贵。

（4）离子束光刻，与电子束光刻的机理相似，采用掩膜或直写方式。离子轰击光刻胶时没有散射作用，曝光视场较大，有利于大规模生产。

论述题

1、论述湿法腐蚀、物理干法刻蚀、化学干法刻蚀、物理和化学方法相结合的干

法刻蚀工作原理、应用范围和优缺点

答：（1）湿法腐蚀

利用液态化学试剂或溶液通过化学反应进行刻蚀的方法。

优点：选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低

缺点：钻蚀严重、对图形的控制性较差

应用：在半导体工艺中有着广泛应用，如磨片、抛光、清洗、图形或窗口的形成等。

（2）物理干法刻蚀，

通过高能惰性气体离子的物理轰击作用进行刻蚀的，如溅射与离子束铣蚀。

特点：各向异性性好，但选择性较差。

（3）化学干法刻蚀

利用放电产生的游离基与被刻蚀材料发生化学反应，形成挥发物，实现刻蚀，如等离子刻蚀。特点：选择性好、对衬底损伤较小，但各向异性较差。

（4）物理和化学方法相结合的干法刻蚀

通过活性离子对衬底的物理轰击和化学反应双重作用进行刻蚀的，如反应离子刻蚀（RIE）。