lsi技術入門web.iizuka.vu.kyutech.ac.jp/lsi/pdf/vol7-text.pdf(post exposure bake (peb)) 現像...

LSI技術入門

はじめに

１．ＬＳＩ技術の概要

２．フォトリソグラフィー

３．フォトマスクの作製 ---電子線描画技術---

４．フォトマスクから半導体へのパターンの転写---紫外線露光---

５．ウエハープロセスの基礎－１－（１）シリコンウエハの洗浄（２）フィールド酸化（３）酸化膜のエッチング（４）ゲート酸化

（５）チャネルドープ ---イオン注入---（６）ゲート電極形成

---多結晶シリコンの化学気相堆積------ドライエッチング---

（７）ソース・ドレインの形成---イオン注入と熱処理---

（８）層間絶縁膜の形成（９）配線の形成 ---スパッタリング---

６．自己整合法の意義

７．ＣＭＯＳプロセス

今回の目的

１．ＬＳＩ技術の概要

２．フォトリソグラフィー

３．フォトマスクの作製 ---電子線描画技術---

４．フォトマスクから半導体へのパターンの転写---紫外線露光---

５．ウエハープロセスの基礎－１－（１）シリコンウエハの洗浄（２）フィールド酸化（３）酸化膜のエッチング（４）ゲート酸化

LSI開発の流れ (復習)

企画

システム設計

論理回路設計 トランジスタ回路設計

レイアウト設計

ウエハプロセス

実装組み立て

試験

LSI設計

LSI製造

MOSFET (MOS型電界効果トランジスタ)

型 Si

n n

p

Source

Gate

Drain

Sub.(基板)

MOSFETのレイアウト

Source Drain

Gate

A A’平面図

n+n+ SiO2断面図

p-Si

フォトリソグラフィー

写真に類似

紫外線

Si

SiO2フォトレジスト

フォトマスク

露光 現像 エッチング

ポジ型レジストとネガ型レジスト

ポジティブ型 ネガティブ型

露光

現像

ポジ型とネガ型の使い分け

ネガ型用マスクポジ型用マスク

ポジ型とネガ型の性能概要

ポジ型 ネガ型

解像力

感度

フォトリソグラフィー工程の実際

フォトレジストの塗布(スピン塗布)

プリベーク

露 光 ウエハの洗浄

(Post Exposure Bake (PEB))

現 像

ポストベーク

エッチングなどの処理

レジストの除去

フォトレジストの厚さ

粘度（ｃＰ） : 大

膜厚

回転数

露光のビデオをとりあえず見せて全体像をまずつかんでもらう。

フォトリソグラフィー工程の実際

フォトレジストの塗布(スピン塗布)

プリベーク

露 光 ウエハの洗浄

(Post Exposure Bake (PEB))

現 像

ポストベーク

エッチングなどの処理

レジストの除去

フォトリソグラフィー工程の実際

フォトレジストの塗布(スピン塗布)

プリベーク

露 光 ウエハの洗浄

(Post Exposure Bake (PEB))

現 像

ポストベーク

エッチングなどの処理

レジストの除去

フォトリソグラフィー工程の実際

フォトレジストの塗布(スピン塗布)

プリベーク

露 光 ウエハの洗浄

(Post Exposure Bake (PEB))

現 像

ポストベーク

エッチングなどの処理

レジストの除去

紫外線

Si

SiO2フォトレジスト

フォトマスク

(PEB)塗布プリベーク

露光 現像ポストベーク

エッチング

ウエットエッチング（薬品による溶解反応）

ドライエッチング(ガスのプラズマを使った気化反応）SiO2

フォトリソグラフィー工程の実際

フォトレジストの塗布(スピン塗布)

プリベーク

露 光 ウエハの洗浄

(Post Exposure Bake (PEB))

現 像

レジストの除去

ポストベーク

エッチングなどの処理

レジストの除去

アッシング(灰化)

O2プラズマ(活性な酸素) COx, HxO

フォトリソグラフィー工程の実際

フォトレジストの塗布(スピン塗布)

プリベーク

露 光 ウエハの洗浄

(Post Exposure Bake (PEB))

現 像

ポストベーク

エッチングなどの処理

レジストの除去

今回の目的

１．ＬＳＩ技術の概要

２．フォトリソグラフィー

３．フォトマスクの作製 ---電子線描画技術---

４．フォトマスクから半導体へのパターンの転写---紫外線露光---

５．ウエハープロセスの基礎－１－（１）シリコンウエハの洗浄（２）フィールド酸化（３）酸化膜のエッチング（４）ゲート酸化

電子線描画

電子線で露光される専用フォトレジスト

クロム薄膜

ガラス基板

細く絞った電子線の｢一筆書き｣

電子線の特長:細く絞れる 高解像度電気的に制御しやすい ＣＡＤとの整合

電子線描画装置の概要

紫外光による露光

ーフォトマスクから半導体ウエハへのパターンの転写ー

紫外線

Si

フォトレジスト

密着(または近接)露光フォトマスク

縮小投影露光

密着（または近接）露光

縮小投影露光 ーステッパーー

縮小投影露光のメリット

1. マスク作製の容易さ

2. マスク上の異物の影響の除去が容易

3. ウエハ表面の段差やウエハの反りの影響の軽減

1. マスク作製の容易さ

2. マスク上の異物の影響の除去が容易

3. ウエハ表面の段差やウエハの反りの影響の軽減

縮小投影露光の解像度

解像力

Θ

焦点深度

開口数ＮＡ＝ sin Θ

今回のまとめ

フォトリソグラフィーを使った微細加工とその実際

電子線描画によるフォトマスクの作製

紫外線露光によるパターンの転写

縮小投影露光

次回

１．ＬＳＩ技術の概要

２．フォトリソグラフィー

３．フォトマスクの作製 ---電子線描画技術---

４．フォトマスクから半導体へのパターンの転写---紫外線露光---

５．ウエハープロセスの基礎－１－（１）シリコンウエハの洗浄（２）フィールド酸化（３）酸化膜のエッチング（４）ゲート酸化

（５）チャネルドープ ---イオン注入---（６）ゲート電極形成

---多結晶シリコンの化学気相堆積------ドライエッチング---

（７）ソース・ドレインの形成---イオン注入と熱処理---

（８）層間絶縁膜の形成（９）配線の形成 ---スパッタリング---

６．自己整合法の意義

７．ＣＭＯＳプロセス