甩胶速度前烘时间前烘温度显影时间后烘时间及后烘温度。这些参数均可在涂胶显影设备的工艺菜单中设置。而曝光采用步进式光刻机，可在曝光程序中设置的参数有曝光量及焦深。由于影响光刻质量的参数较多，实验时才取改变单参数并固定其余参数的方法研究该参数对光刻质量的影响。利用光学显微镜在倍的倍率下对光刻图形进行观察并对同图形拍照对比，从而观察的得出被改变的参数对光刻质量的影响程度，确定该参数的最佳数值，作为实验室设备的参考数据。实验采用的掩膜版是测试掩膜版，其特点是曝光后光刻图形上有各种尺寸的线条，便于观察各参数对光刻不同尺寸图形的影响程度。实验甩胶速度对光刻质量的影响甩胶速度直接影响光刻胶的胶厚，甩胶速度越慢，则涂胶后光刻胶越厚。表甩胶速度实验参数如下表实验次数甩胶转速前烘温度后烘温度显影时间曝光量焦深图甩胶转速图甩胶转速图甩胶速度实验分析实验中分别以甩胶速度，及涂胶的三片硅片在同曝光量和焦深条件下进行曝光，由图可看出由于甩胶转速较低，涂胶后光刻胶较厚，造成曝光量不足，曝光区域显影后光刻胶残留较多，严重影响图形质量。图中曝光区域有部分光刻胶残留而图中光刻胶残留较少。由此可知对不同的胶厚需要相对应的曝光量才能达到较好的曝光效果，对于甩胶速度为的硅片，其膜厚约为，曝光时曝光量选取为最佳曝光量。前洪温度对光刻质量的影响光刻胶在进行曝光前必须经过前烘工艺处理，目的是蒸发光刻胶中的有机溶剂，以增强胶膜与基片之间的粘附性，但是这将会导致光刻胶内部分子浓度分布在深度方向上发生改变，引起光刻胶折射率和曝光参数的变化。般来说，过高的前烘温度会造成肌肤效应，不利于内部胶层的溶剂挥发，且与基底的粘附力降低，感光度下降，并引起聚合物的热交联，易产生表面噪声出现底膜而过低的前烘温度将造成光刻胶的溶剂难以彻底挥发，使得接触曝光时层胶过软，易污染掩膜版且易使图形变形。表前烘实验参数如下表实验次数甩胶转速前烘温度后烘温度显影时间曝光量焦深图前烘温度图前烘温度图前烘实验分析从图可以看出由于前洪温度较低，显影后光刻图形较为模糊，图形分辨率较差。其原因可能是光刻胶粘附性较差，显影时造成过显影。图中，显影后曝光区域光刻胶残留非常严重，光刻线条已难以分辨，其原因是过高的前烘温度造成光刻胶内部胶层难以挥发，显影时曝光区域光刻胶不易被分解而使光刻胶残留。有实验可以得出最佳前烘温度范围约为。前洪温度对光刻质量影响比较严重，过高或过低的前烘温度都会造成光刻图形相貌变差。后烘温度对光刻质量的影响后烘的目的是使光敏化合物产生热扩散运动，提高光刻图形的质量，过高的后烘温度会造成聚合物发生些分解反应，所生成的低分子产物会影响其粘附性能，使胶变形边缘不陡直，造成腐蚀后线条宽度变窄边缘不平直而过低的烘焙温度会造成溶剂残留在图形中，胶层易过早被破坏，且不耐刻蚀，导致其抗蚀能力降低。表后烘温度实验参数如下表实验次数甩胶转速前烘温度后烘温度显影时间曝光量焦深图后烘图后烘图后烘图后烘实验分析以上四幅图中，前三幅图显影较为完全，残留的光刻胶较少，而图中，光刻图形比较清晰，分辨率较高。而图中，图形显影不充分，残胶量很大。其原因是过高的后烘温度使光刻胶中的聚合物发生反应，所生成的低分子产物影响光刻胶的粘附性，使得光刻胶难以被全部分解。通过实验得出最佳的后烘温度范围是。后烘温度较低，对光刻质量的影响较小，而过高的后烘温度，对光质量的影响比较严重。曝光量对光刻质量的影响曝光量是光刻过程中最重要的参数之，曝光量不足或曝光过量都会对光刻图形质量造成很严重的影响。表曝光量实验参数如下表实验次数甩胶转速前烘温度后烘温度显影时间曝光量焦深图曝光量图曝光量图曝光量图曝光量实验分析图中，由于曝光量不足，光刻图形比较模糊，有的地方已无法分辨光刻图形，而图和图中，曝光量过大使得光刻图形线条彼此连接和重叠，尤其在图中最为严重。由实验可得出对于膜厚约为的光刻胶，最佳的曝光量范围是。由于曝光量对光刻质量的影响较大，每次进行曝光前，都要根据光刻胶的胶厚，找到最佳的曝光量，才能得到较好的曝光图形。焦深对光刻质量的影响表焦深实验参数如下表实验次数甩胶转速前烘温度后烘温度显影时间曝光量焦深图焦深图焦深图焦深图焦深实验分析在图中，光刻图形不清晰，线条难以分辨，这种情况在焦深为时得以改善，经对比各种焦深下的光刻图形，最佳的焦深范围是到。显影时间对光刻质量的影响显影时间是影响光刻质量的另个重要因素，显影时间过长，会造成过显影，线条宽度变窄边缘坡度大不整齐，腐蚀时容易钻蚀显影时间短，容易显不干净，留有底膜。表显影时间实验数据如下表实验次数甩胶转速前烘温度后烘温度显影时间曝光量焦深图显影时间图显影时间图显影时间实验分析由图可看出光刻图形曝光区域有光刻胶残留，其原因是曝光时间过短，曝光区域光刻胶与显影液反应不充分，从而使光刻胶无法全部移除。图中，由于显影时间过长，造成过显影，部分光刻图形线条已无法分辨。由实验可得出最佳的显影时间范围为。实验总结本次实验通过对各种参数条件下光刻图形的对比，探究了各个参数条件对光刻质量的影响，由实验可以发现，影响光刻质量最重要的参数是曝光量和显影时间，正确设置这两个参数将是得到良好光刻图形的关键。对于以转速涂胶的硅片，其最佳的参数范围是前烘温度，曝光量，焦深范围选取至，后烘温度选取，显影时间选取。结束语本文通过介绍光刻的基本原理，讲解了光刻工艺的几个性能指标及光刻工艺的基本流程，并对亚微米光刻所采用的四种分辨率增强技术进行了介绍，本文还对光刻过程中影响光刻质量的缺陷进行分析，介绍其产生原因及控制方法。从而在此基础上介绍当今国际上主流光刻机的发展，重点介绍目前电子科技大学微电子与固体电子学院国家重点实验室微细加工中心投入使用的步进式光刻机，讲解其主要结构对准机制及性能指标。课题的实验环节，使用微细加工中心现有实验设备，进行了光刻实验，通过逐改变光刻工艺参数，探究各个参数对光刻质量的影响，分析其原因，并找出得到最佳光刻质量时的工艺参数，以作为今后光刻实验时的参考。在整个课题的研究过程中，我收获极大。前期查阅了大量的书本资料，并且在这样的基础上进入了国家重点实验室微细加工中心，在众多教授老师研究生师兄的指导下，步步把书面的内容变成了实际的东西，对各种仪器的操作和原理有了切身的体会，对我以后工作带来了很大的帮助。参考文献马建军光学光刻技术的历史演变制造工艺蒋文波，胡松传统光学光刻的极限及下代光刻技术微纳电子技术半导体制造技术韩郑生，北京电子工业出版社郑金红光刻胶的发展及应用微细与专用化学品,巩岩，张巍光刻曝光系统的现状及发展中国光学与应用光学，张亚非半导体集成电路制造技术北京高等教育出版社邓涛，李平，邓光华光刻工艺中缺陷来源的分析半导体光电,严利人光刻机对准机制和标记系统研究微细加工技术袁琼雁，王向朝国际主流光刻机研发的最新进展光刻技术,唐雄贵，姚欣,郭永康等烘焙工艺条件对厚膜光刻面形的影响微细加工技术致谢首先，我要感谢我的指导老师张国俊教授，在他的大力指导和翻译文稿时代光刻解决方案,摘要在半导体行业，其长期的持续增长在很大程度上取决于光刻技术的发展，而现在，传统光刻技术已面临困境。经过多年的不断改进设备性能，器件集成度，并降低成本，半导体行业已抵达个十字路口，面临着困境。在日本欧洲和美国，些由由政府，企业和学术界成立的研究项目已经形成，来应对未来的危机。他们的工作旨在延长传统光刻的使用寿命以及促进发展后光学光刻研究进程。他们面临的个特别的问题如何确定节点光刻技术发展方向，这将影响半导体制造行业的发展。本文讨论了现有的光学光刻的极限及国际上后光学光刻技术的发展情况。对半导体制造的小型化趋势进行了讨论。光刻电子行业的基石近年来，半导体集成电路发展如此显著，这使得继续叫做集成电路电子系统已不再恰当，这些系统的规模已从大规模集成电路扩大到超大规模集成电路，进而继续发展至拥有超过万晶体管的巨大规模集成电路。可以预见，世纪最初的几年，巨大规模集成电路本身将会是电子机械系统及工具系统，这种发展将会对整个当今社会产生深远的影响，可以毫不夸张地说，它们已创造了当今最先进的信息社会。传送图像和文字资料已经缩短了各大洲的距离，这对世界范围内先进的数据处理能力提出了更高的要求，硬件方面，毫无疑问，这是集成电路这使得所有这些进展成为可能。研究经济指标清楚地表明，我们生活在的时代里，电子工业，特别是半导体产业，是全球国民生产总值支柱产业之。光刻技术作为当今领先的集成技术之，其核心是半导体制造工艺。随着时代的到来，每代高集成的引进只需要三年左右的时间，单位成本平均每年每比特降低。这项大规模生产技术，在能源和动力持续发展的电子领域里，当前已经提出了些明显的改进和革新措施。在半导体行业里，每代新技术的设计尺寸减小了倍，晶圆面积增加倍。从而大大提高了半导体的生产能力。存储量从提高到要求芯片的尺寸减小倍，从减小到，而存储量从提高到，芯片尺寸需要减小倍，由于生产成本与芯片面积的平方成正比，受小型化得影响，的与相比，成本降低了倍，而从到，成本降低了倍。这种小型化规律继续在应用工艺制造的中，但是存储量到达时，这种规律的步伐开始减缓。从发展到时，其成本只降低了倍。也就是说，与之前相比，小型化的步伐已放慢了。由于成本降低速度是小型化速度的个重要方面，如果其中个减速，另个也不可避免地受到影响。尽管如此，半导体小型化已接近物理极限极限，小型化技术越来越难以发展。这无疑给半导体制造商带来了压力，使得他们将主要的投资应用于新设备和新技术的开发以便取得技术上的新突破。因此，有必要加速光刻技术，如果不这样做，半导体行业将有可能停滞不前。另方面，小型化结合增大晶圆尺寸的方法，在节约成本方面具有很好的潜力。节点光刻技术展望，它的任务是加快发展的超先进的电子技术，其在准分子激光波长应用于传统光学光刻方面做了大量的研究工作，使得光刻发展到真空紫外光光刻。据报道，实现亚微米光刻基本技术的时间将是年底。真空光刻技术和极紫外光光刻技术都是很重要的技术，这使得他们相对于的超高清晰度电子束光刻射线光刻保持了独立的特点。真空紫外光刻成为大规模生产技术需要在年左右才能实现，极紫外光刻则需要在年才能大规模应用。不过，考虑到技术的困难，以及技术的连续性和需要保持性价比，这些相互竞争的技术有必要继续并行发展，包括混合和匹配。真空紫外光刻和极紫外光刻所面临的困难并不比它们的竞争对手的容易，但在这领域的进步积累和运用的技术诀窍，更能够取得迅速的进展。尤其是，确保真空紫外光刻技术的发展是非常重要的。因为，可以预见这种技术可以在光刻领域将生产力降低和成本控制统为个整体。虽然准分子激光光刻技术有可能延长其使用寿命，但寻找继任这技术的下代新技术是不可避免的，这里有很多候选的技术，包括射线光刻技术电子束投影光刻限角散射电子束投影离子束光刻，在前面已经提到过这些技术。此外，还有激光和激光光刻技术。其激光技术波长介于这两者之间，最后还有