Fab 入门系列 · 简化图解用于理解原理,具体制造路线与系统能力请结合文中官方资料。
材料与图形,在不同操作中形成
沉积让表面增加所需材料;涂胶覆盖光敏层;曝光把图形信息写入胶层;显影形成相应开口;刻蚀再把图形转移到待加工材料。剩余胶层在完成作用后被去除,表面继续进入后续处理。
下图采用正性光刻胶和一次减法图形转移。它便于理解各操作的分工,实际制造还可能采用其他胶体系、掩膜结构和图形化路线。
看一遍图形转移的过程
| 图中阶段 | 发生的变化 |
|---|---|
| 01 薄膜沉积 | 增加一层待图形化材料 |
| 02 涂胶 | 在薄膜上形成光敏层;配合适用的烘烤处理 |
| 03 曝光 | 在胶层中产生图形对应的变化 |
| 04 显影 | 正性胶示例中,形成可用于图形转移的开口 |
| 05 刻蚀 | 选择性去除开口处的目标材料 |
| 06 去胶 | 去除胶层,保留已经转移的薄膜图形 |
ASML 的工步介绍解释了光刻胶、曝光、显影和刻蚀之间的关系;TEL 的涂胶显影介绍说明这些操作可以通过相连的设备协同完成。
镀膜,是一个更宽泛的材料问题
日常所说的“镀膜”,在芯片制造中可以对应不同沉积技术。薄膜可能承担导电、绝缘、保护或其他功能;材料与目标结构不同,采用的方法也不同。
Lam 的沉积入门文章介绍 PVD、CVD 和 ALD 等方法。读者先需要理解的是:沉积方法决定材料怎样到达和形成在表面,后续操作则继续改变其图形或状态。
刻蚀,关注形状与材料选择
刻蚀需要控制去除哪些材料、去除到哪里,以及形成什么轮廓。均匀性、方向性和对不同材料的选择性,都可能影响最终结构。Lam 的刻蚀入门文章介绍了湿法和干法等技术方向。
某一步出现的形貌差异,需要结合相应原图、量测与过程条件理解。后续是否影响器件表现,还需要进一步证据。
一次循环,继续进入更大的制造路线
这次图形转移完成后,晶圆可能进入清洗、量测、另一轮材料处理或下一层结构加工。不同路线中的组合方式和顺序会变化。
工步分工沉积形成材料,光刻定义图形,刻蚀完成相应图形转移。