半导体工艺及芯片制造技术问题答案(全)(6)

如果这些电子被限制与离子碰撞，导致更多的离子产生以轰击靶，那么它的溅射率将高得多。在硅片制造业中为克服低效率，并取得高的金属淀积速率，磁控溅射的概念需要发展

8.例举双大马士革金属化过程的10个步骤。（第十二章）（10分） 答：（1）SiO2淀积:用PECVD淀积内层氧化硅到希望的厚度。（2）SiN刻蚀阻挡层淀积:厚250?的SiN刻蚀阻挡层被淀积在内层氧化硅上。SiN需要致密，没有针孔，因此使用HDPCVD。（3）确定通孔图形和刻蚀:光刻确定图形、干法刻蚀通孔窗口进入SiN中，刻蚀完成后去掉光刻（4）淀积保留介质的SiO2:为保留层间介质，PECVD氧化硅淀积。（5）确定互连图形:光刻确定氧化硅槽图形，带胶。在确定图形之前将通孔窗口放在槽里。（6）刻蚀互连槽和通孔。（7）淀积阻挡层金属:在槽和通孔的底部及侧壁用离子化的PCVD淀积钽和氮化钽扩散层。（8）淀积铜种子层:用CVD淀积连续的铜种子层，种子层必须是均匀的并且没有针孔。（9）淀积铜填充:用ECD淀积铜填充，即填充通孔窗口也填充槽。（10）用CMP清除额外的铜：用化学机械平坦清除额外的铜。

9．描述化学机械平坦化工艺。（第十八章）（10分）

CMP：通过比去除低处图形更快的速率去除高处图形以获得均匀表面，是一种化学和机械作用结合的平坦化过程。它通过硅片和一个跑光头之间的相对运动来平坦化硅片表面，在硅片和抛光头之间有磨料，并同时施加压力。CMP设备也常称为抛光机。在一台抛光机中，

硅片放在一个硅片固定器或载片头上，并面向转盘上的抛光垫。硅片和抛光垫之间的相对运动由设备制造商进行不同的控制。大部分抛光机都采用旋转运动或轨道运动

第十三章、十四章、十五章 光刻

1.解释正性光刻和负性光刻的区别？（第十三章）为什么正胶是普遍使用的光

刻胶？最常用的正胶是指哪些胶？（第十五章）（10分）

正性光刻把与掩膜版上相同的图形复制到硅片上，负性光刻把与掩膜版上图形相反的图形复制到硅片表面，这两种基本工艺的主要区别在于所用的光刻胶的种类不同。正刻胶在进行曝光后留下来的的光刻胶在曝光前已被硬化，它将留在硅片表面，作为后步工艺的保护层，不需要改变掩膜版的极性，并且负性光刻胶在显影时会变形和膨胀，所以正胶是普遍使用的光刻胶传统的I线光刻胶，深紫外光刻胶

2.解释什么是暗场掩模板。（第十三章）（5分）

暗场掩膜版是指一个掩膜版，它的石英版上大部分被铬覆盖，并且不透光

3.例出光刻的8个步骤，并对每一步做出简要解释。（第十三章）（15分） 第一步：气相成底膜处理，其目的是增强硅片和光刻胶之间的粘附性。

第二步：旋转涂胶，将硅片被固定在载片台上，一定数量的液体光刻胶滴在硅片上，然后硅片旋转得到一层均匀的光刻胶图层 第三步：软烘，去除光刻胶中的溶剂

第四步：对准和曝光，把掩膜版图形转移到涂胶的硅片上 第五步：曝光后烘培，将光刻胶在100到110的热板上进行曝光后烘培

第六步：显影，在硅片表面光刻胶中产生图形

第七步：坚膜烘培，挥发掉存留的光刻胶溶剂，提高光刻胶对硅片表面的粘附性

第八步：显影后检查，检查光刻胶图形的质量，找出有质量问题的硅片，描述光刻胶工艺性能以满足规范要求

4.在硅片制造中光刻胶的两种目的是什么？（第十三章）（5分） 一，将掩膜版图案转移到硅片表面顶层的光刻胶中 二，在后续工艺中，保护下面的材料

5.例举并描出旋转涂胶的4个基本步骤（第十三章）（5分）

1，分滴，当硅片静止或者旋转得非常缓慢时，光刻胶被分滴在硅片上

2，旋转铺开，快速加速硅片的旋转到一高的转速使光刻胶伸展到整个硅片表面

3，旋转甩掉，甩去多余的光刻胶，在硅片上得到均匀的光刻胶胶膜覆盖层

4，溶剂挥发，以固定转速继续旋转已涂胶的硅片，直至溶剂挥发，光刻胶胶膜几乎干燥

6.描述曝光波长和图像分辨率之间的关系（第十四章）（5分）

减少曝光光源的波长对提高分辨率非常重要，波长的越小 图像的分辨率就越高 图像就越精确

7.例举并描述光刻中使用的两种曝光光源（第十四章）（5分）

汞灯，高压汞灯，电流通过装有氙汞气体的管子产生电弧放电，这个电弧发射出一个特征光谱，包括240纳米到500纳米之间有用的紫外辐射准分子激光，准分子是不稳定分子 是有惰性气体原子和卤素构成 只存在与准稳定激发态

8.光学光刻中影响图像质量的两个重要参数是什么？（第十四章）(5分） 4.分辨率和焦深

9.解释扫描投影光刻机是怎样工作的？扫描投影光刻机努力解决什么问题？（第

十四章）（10分）

扫描投影光刻机的概念是利用反射镜系统把有1:1图像的整个掩膜图形投影到硅片表面，其原理是，紫外光线通过一个狭缝聚焦在硅片上，能够获得均匀的光源，掩膜版和带胶硅片被放置在扫描架上，并且一致的通过窄紫外光束对硅片上的光刻胶曝光 由于发生扫描运动，掩膜版图像最终被光刻在硅片表面。 扫描光刻机主要挑战是制造良好的包括硅片上所有芯片的一倍掩膜版

10.光刻中采用步进扫描技术获得了什么好处？（第十四章）（5分） 增大了曝光场，可以获得较大的芯片尺寸，一次曝光可以多曝光些芯片，它还具有在整个扫描过程调节聚焦的能力

11.给出投影掩模板的定义。投影掩模板和光掩模板的区别是什么？（第十四章）

（10分）

投影掩膜版是一种透明的平板，在它上面有要转印到硅片上光刻胶层的图形。投影掩膜版只包括硅片上一部分图形，而光掩膜版包含了整个硅片的芯片阵列并且通过单一曝光转印图形

12.解释光刻胶显影。光刻胶显影的目的是什么？（第十五章）(5分) 光刻胶显影是指用化学显影液溶解由曝光造成的光刻胶的可溶解区域，其主要目的是把掩膜版图形准确复制到光刻胶中

13.解释光刻胶选择比。要求的比例是高还是低？（第十五章）(5分) 光刻胶选择比是指显影液与曝光的光刻胶反应的速度快慢，选择比越高，反应速度越快，所以要比例高

14.例举出两种光刻胶显影方法。例举出7种光刻胶显影参数。（第十五章）

（10分）

连续喷雾显影，旋覆浸没显影 显影温度，显影时间，显影液量，硅片洗盘，当量浓度，清洗，排风

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