光刻工艺和刻蚀工艺.ppt

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1、光刻工艺和刻蚀工艺Xiao Chao未来几代硅技术对光刻的要求DRAMDRAM供供货货的首年的首年199719971999199920032003200620062009200920122012DRAMDRAM位位/片片256M256M1G1G4G4G16G16G64G64G256G256G最小特征尺寸最小特征尺寸nm-nm-孤立孤立线线条条MPUMPU200200140140100100707050503535最小特征尺寸最小特征尺寸nm-nm-密集密集线线条条DRAMDRAM25025018018013013010010070705050接触孔接触孔28028020020014014011

2、011080806060栅栅CDCD控制控制3 3nmnm2020141410107 75 54 4对对准（均准（均值值3 3nmnm）858565654545353525252020聚焦深度聚焦深度mm0.80.80.70.70.60.60.50.50.50.50.50.5缺陷密度（每缺陷密度（每层层/m/m2 2）10010080806060505040403030未来几代硅技术对光刻的要求DRAMDRAM供供货货的的首年首年199719971999199920032003200620062009200920122012缺陷大小缺陷大小nmnm80806060404030302020151

3、5DRAMDRAM芯片尺芯片尺寸寸mmmm2 22802804004005605607907901120112015801580MPUMPU芯片尺寸芯片尺寸mmmm2 2300300360360430430520520620620750750视场视场nmnm222222222525323225253636252540402525444425255252曝光技曝光技术术248nm248nm248nm248nm248nm248nm193nm193nm193nm193nmDUVDUVDUVDUVor or DUVDUVDUVDUV193nm193nmororororDUVDUV?最少光刻版数最少光刻

4、版数222222/2422/24242424/2624/2626/2826/282828CAD设计系统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使用软件工具来辅助布线另一些工具检查设计，以确保没有违反设计规则的情形有电路级和系统级的模拟工具，可预言新设计的性能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

5、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。聚烃类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：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交链剂双叠氮化合物正型光致抗蚀剂邻叠氮萘醌类化合物 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，遇水经水解生成茚基羧酸衍生物 抗抗蚀剂蚀剂名称名称PMMAPMMAPMMAPMMAAZ2400AZ2400Hunt WX159Hunt WX159厚度厚度nmnm2 21.81.81.

6、51.5分辨率分辨率mm1.51.50.50.51.51.51-1.51-1.5远紫外光抗蚀剂电子束抗蚀剂名称名称PMMAPMMACOPCOPPBSPBSCMSCMSOEBR100OEBR100OEBR1000OEBR1000OEBR1030OEBR1030极型极型+-+-+灵敏度灵敏度/CcmCcm-2-2(电电子能子能量量20kV)20kV)40-8040-800.2-0.40.2-0.40.8-1.60.8-1.60.3-0.60.3-0.60.8-10.8-150503 3对对比度比度2-32-30.9-1.20.9-1.21.3-21.3-21.41.41.61.61.61.60.4

7、0.4分辨率分辨率mm0.10.11 10.50.50.50.50.50.50.30.30.30.3通常的厚通常的厚度度mm1 10.30.30.40.40.30.30.30.30.30.3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：436nm（g线）和365nm（i线）20世纪90年代早期，多数的光刻机使用g线，在0.35m这一

8、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（248nm）和ArF（193nm），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激光的可靠性和寿命镜头系统中光学元件对曝光波长的透明度寻找合适的光刻胶248nm（KrF）,这些问题已解决，这种源已用于0.25m和0.18m的商品生产ArF极有可能成为0.13m和0.1m技术的光源0.1m以后的景象还不明朗深紫外光刻胶标准DNQ胶的量子效率达到约0.3，这类胶最多只能提高大约3倍的灵敏度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

9、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100mJcm-2化学增强胶灵敏度-20-40mJcm-2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图形的形成光学曝光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

10、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24um 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3um 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。电子束曝光优点：分辨率比光学曝光高，能扫描最小线宽0.1um 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。电子束

11、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 的腐蚀氟化铵在SiO2 腐蚀液中起缓冲剂的作用。这种加有氟化铵的氢氟酸溶液，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氮

12、化硅腐蚀对于厚度为10-2m 的较薄氮化硅膜，可以用HF 缓冲液进行腐蚀。对于厚度较厚的氮化硅膜，再放入180的热磷酸中继续刻蚀图形窗口内的Si3N4膜。铝的腐蚀目前常用的腐蚀液有磷酸及高锰酸钾腐蚀液磷酸与铝的反应式高锰酸钾腐蚀液的配方为：高锰酸钾与铝的反应式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 CF3*+CF2*+CF*+F*F*与硅、SiO2或Si3N4 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

13、化学反应，可用氯等离子体腐蚀去胶溶剂去胶，去胶剂常用含氯的烃化物，并含有表面湿润剂氧化去胶，常用的氧化剂有浓硫酸，H2SO4:H2O2(3:1)混合液，也可用号洗液(NH4OH:H2O2:H2O=1:2:5)煮沸，使胶层碳化脱落而除去；还有氧气去胶。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、H2O 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n1，光刻掩膜版质量不好，版上图形边缘不齐并有毛刺等。n2，光刻胶过滤不好，颗粒密度大。n3，硅片有突出的颗

14、粒，使掩膜版与硅片接触不好，图形出现发虚现象。n4，氧化层的厚度差别太大。针孔 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，造成针孔。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。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

15、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。制版技术制版技术: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1、人工绘图和刻图2、计算机控制大型刻图机刻图3、光学图形发生器制造初缩版（中间掩模

16、版）4、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超分辨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乳胶的成分：乳化剂、分散介质和辅助剂等乳化剂：硝酸银和卤化物(溴化钾，碘化钾、氯化钠等)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(NH)中的氢和相邻分子链上羰基(=C=O)中的氧所形成的氢健。辅助剂：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

17、有苯酚三氮唑、溴化钾等分散介质(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。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。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。一般使用铬、氧化铬和氧化铁等。制铬版的工艺一是在玻璃板上真空蒸铬，获得铬膜；二是光刻铬膜，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

18、金属铬。彩色版：一种透明或半透明的掩膜彩色版：氧化铁版、硅版、氧化铬版、氧化亚铜版氧化铁板：既解决了乳胶板的不耐用问题，又解决了铬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铬板。几种掩膜材料的特性比较特性特性种种类类组组成材成材料料膜厚膜厚表面反表面反射率射率表面表面强强度度分辨率分辨率乳胶干乳胶干板板AgBrAgBr4-64-6mm低低弱弱2-32-3mm铬铬板板CrCr80-80-200n200nmm50-60%50-60%强强1-21-2mm氧化氧化铁铁板板FeFe2 2O O3 3150-150-250n250nmm15-20%15-20%强强1 1mm特性

19、特性种种类类抗化学抗化学性性耐磨性耐磨性透明性透明性光密度光密度成像成像锐锐度度光刻光刻对对准准乳胶干乳胶干板板弱弱差差不透明不透明1.5-31.5-3有散乱有散乱边纹边纹困困难难铬铬板板耐耐强强酸酸较较好好不透明不透明2-32-3锐锐困困难难氧化氧化铁铁板板耐耐强强酸酸不耐不耐碱碱好好选择选择透透明明2 2锐锐容易容易玻璃衬底的要求平面度好，机械强度高，在白炽灯下观察，无肉眼看得见的气泡、杂质、霉点和划痕热膨胀系数小透射率高化学稳定性好。掩模版的质量检测掩模版外观及版面图形一般质量检查小尺寸检查间距测定套准精度测定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

20、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刻蚀工艺湿法刻蚀：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。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

21、性就愈小，刻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。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，湿法腐蚀的另一种方法是：首先氧化薄膜材料表面，然后再分解氧化物常用的腐蚀剂是硝酸和HF的混合物。常加入氟化铵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化学腐蚀速率的影响因素腐蚀液的配方腐蚀速率是温度的函数还取决于

22、薄膜的组分和密度腐蚀也依赖于晶向IC工艺中常用材料的化学腐蚀剂材料腐蚀剂注释SiO2HF(水中含49)，纯HF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NHF4:HF(6:1),缓冲HF或BOE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Si3N4HF(49%)腐蚀速率主要依赖于薄膜密度，膜中O,H的含量HPO:HO(沸点：130-150)对二氧化硅有选择性，需要氧化物掩膜。AlH3PO4:H2O:HNO3:CH3COOH(16:2:1:1)对硅，氧化硅和光刻胶有选择性多晶硅HNO3:H2O:HF(CH3COOH)(50:20:

23、1)腐蚀速率依赖于腐蚀剂的组成单晶硅HNO3:H2O:HF(CH3COOH)(50:20:1)腐蚀速率依赖于腐蚀剂的组成KOH:HO:IPA(23wt%KOH,13wt%IPA)对于晶向有选择性，相应腐蚀速率（100）：（111）100：1TiNH4OH:H2O2:H2O(1:1:5)TiNNH4OH:H2O2:H2O(1:1:5)对TiSi2有选择性TiSi2NH4F：HF(6:1)对TiSi2有选择性光刻胶H2SO4:H2O2(125)适用于不含金属的硅片有机剥离液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

24、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光刻胶，它的刻蚀采用氧气其他材料的刻蚀，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，氧气和氩气等。等离子刻蚀机理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。刻蚀类型化学刻蚀：只有活性中性物质作用于刻蚀物理刻蚀：只有离子作用于刻蚀离子增强刻蚀：当离子和活性中性物质协同作用化学刻蚀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

25、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。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物理刻蚀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0.01到0.05离子的方向性更好，倾向于定向性和各向异性离子增强刻蚀离子和中性活性物质并不总是单独作用于刻蚀的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大多

26、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。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-反应离子刻蚀模式高密度等离子体系统中的刻蚀溅射刻蚀和离子铣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刻蚀是纯化学刻蚀，选择性

27、高，具有各向同性刻蚀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允许离子轰击硅片表面，产生了物理刻蚀系统中也会有中性活性物质引起的化学刻蚀腔内气压为100mtorr到1torr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等离子体到硅片的电压降显著增大，在100-700V的范围内

28、，离子轰击硅片的能量相应的提高了刻蚀的方向性很好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10-100mtorr范围内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产生高密度（10111012cm-3）的等离子体采用的电压为1-10mtorr，还能获得较高的离子流量和刻蚀速度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。溅射刻蚀和离子铣属于单纯的物理刻蚀方式阳极由反应腔构成，

29、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离子能量很高，大于500eV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。溅射的问题边缘挖槽或称微槽化是刻蚀过程中经常出现的问题之一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第三个问题是晶格或辐射损伤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气压能量选择性各向异性溅射刻蚀和离子铣高密度等离子体刻蚀，离子体刻蚀反应离子刻蚀等离子体刻蚀湿法化学腐蚀物理过程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

30、，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Si

31、O2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/H2,CHF3/O2,C2F6,C3F8非常各向同性；对硅有选择性CHF3/C4F8,CO各向同性；对Si3N4有选择性Si3N4CF/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SiO2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

32、蚀）Cl2/CHCl3,Cl2/N2非常各向异性，经常加入BCl3以置换O2WCF4,SF6高刻蚀速率，对SiO2没有选择性Cl2对SiO2有选择性TiCl2,Cl2/CHCl3,CF4TiNCl2,Cl2/CHCl3,CF4TiSi2Cl2,Cl2/CHCl3,CF4/O2光刻胶O2对其他薄膜选择性极高未来趋势在2003年最小特征将达到0.13m，2006年达到0.1m使用193nm准分子激光源和步进扫描技术，可以提供0.13m代，甚至0.1m代所需的工具在157nm准分子激光源方面也有所开展制造小于0.1m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电子束系统，用它来制造光学

33、光刻用的光刻版，也可以向硅片上的光刻胶写图案电子束工具能够提供极高的分辨率，因为电子束的波长小于0.1nm，在20年前，已展示了使用该技术得到的小于10nm的特征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

34、的方法使用多电子源实现并行刻写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（几十纳米的铬或钨）构成对系统中使用的准直，非相干的100keV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；在铬/钨区域，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248nm光刻中采用的化

35、学增强DUV胶相同X射线光刻使用能量在1-10keV的X射线，所对应的波长在1nm量级，衍射效应可以忽略目前X射线系统都是接近式曝光系统，因为X射线聚焦非常困难系统在真空中工作，现在实验室中用到许多得到小于0.1m的特征制造业中采用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暗区需用吸收X射线的金或钨材料制作，金对制造设备的污染，钨可能成为将来主要的选择X射线光刻版上图形的实际刻写，在金或钨吸收材料上旋涂光刻胶，用电子束直写光刻完成掩膜的制作X射线源的几种形式用高能电子轰击金属靶，发

36、出的X射线光子波长是靶材料的特征波长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0.5-2nm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0.25m和0.18m级产品的生产对于0.1m以后的技术，那一个会最终成功，还不清楚平面化工艺采用机械化学抛光使用多层胶，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