Fab光刻工艺介绍
一、光刻概述
光刻（Photolithography）是半导体制造的核心工艺之一，所谓\"芯片微雕\"。通过光学投影和化学处理，将电路图案从掩膜版（Mask）精确转移到涂覆光刻胶的晶圆表面。现代7nm及以下制程中，全loop约70层光罩，光刻的贡献居功至伟。
二、光刻工艺流程详解
1. 表面预处理
晶圆首先经过清洗、脱水烘烤（150-200℃）和表面增粘处理（HMDS蒸气），确保表面洁净且具备良好的光刻胶附着力。此过程需在超净间进行。
2. 涂胶（Coating）
旋涂机3000-6000rpm高速旋转，将光刻胶均匀涂布在晶圆表面，形成所需一定厚度的薄膜。光刻胶分为正胶负胶，正胶曝光区可溶解，负胶则相反。越先进的制程节点，负胶使用越多。
3. 软烘（Soft Bake）
热板烘烤60-90秒，去除溶剂并稳定胶膜。这个过程中需要控制温度均匀性，防止胶膜应力不均。
4. 对准曝光（Alignment & Exposure）
核心设备光刻机（Scanner）登场：
- g-line(436nm):用于0.8-0.35μm
- i-line（365nm）：用于0.35μm以上制
-KrF(248nm):用于0.35μm-0.13μm
- ArF（193nm）：用于130nm-65nm
-ArF浸润式（等效134nm）:结合多重曝光可以实现7nm
- EUV（13.5nm）：7nm以下先进制程
套刻精度（Overlay）在不同节点的要求不同
5. 显影（Development）
TMAH溶液溶解曝光区域，形成图形。需要控制显影时间和温度。
6. 硬烘（Hard Bake）
大约120-150℃高温强化胶膜结构，提升抗蚀刻/离子注入能力，产生硬膜。需防止图形变形。
三、设备介绍
光刻机由两个主要组件构成，目前分为tracker和扫描式曝光scanner，比较老的是步进式曝光叫stepper。
tracker的作用主要是涂胶显影烘烤
目前主流厂商:日本TEL
Scanner主要作用是对准曝光
目前主流厂商:荷兰ASML/日本Nikon尼康/Canon佳能/中国SMEE上微
量测设备:KLA科磊
四、Litho PE/EE的日常
1. 掌握基础表征方法和分析方法：SEM/CD-SEM测量、Overlay
2. 对于新产品或者新工艺进行工艺窗口检查，做FEM数据分析，收集swing curve等等。
3.处理hold lot/down机，分析相应defect，确认影响范围并进行异常处置，有时需要升级到PIE/QE
4. 验证新供应商的耗材，为了降本增效。配合PIE验证新的良率提升方案。
5. 参加DRB/产能提升/SPC等等各种会议，并落实。
光刻工艺是物理、化学、精密机械的集大成者。建议工艺设备的知识两手抓，才能成为强PE。另外有机会要多跟PIE请教整合知识，才能成为大佬。#半导体 #Fab #芯片 #工艺
一、光刻概述
光刻（Photolithography）是半导体制造的核心工艺之一，所谓\"芯片微雕\"。通过光学投影和化学处理，将电路图案从掩膜版（Mask）精确转移到涂覆光刻胶的晶圆表面。现代7nm及以下制程中，全loop约70层光罩，光刻的贡献居功至伟。
二、光刻工艺流程详解
1. 表面预处理
晶圆首先经过清洗、脱水烘烤（150-200℃）和表面增粘处理（HMDS蒸气），确保表面洁净且具备良好的光刻胶附着力。此过程需在超净间进行。
2. 涂胶（Coating）
旋涂机3000-6000rpm高速旋转，将光刻胶均匀涂布在晶圆表面，形成所需一定厚度的薄膜。光刻胶分为正胶负胶，正胶曝光区可溶解，负胶则相反。越先进的制程节点，负胶使用越多。
3. 软烘（Soft Bake）
热板烘烤60-90秒，去除溶剂并稳定胶膜。这个过程中需要控制温度均匀性，防止胶膜应力不均。
4. 对准曝光（Alignment & Exposure）
核心设备光刻机（Scanner）登场：
- g-line(436nm):用于0.8-0.35μm
- i-line（365nm）：用于0.35μm以上制
-KrF(248nm):用于0.35μm-0.13μm
- ArF（193nm）：用于130nm-65nm
-ArF浸润式（等效134nm）:结合多重曝光可以实现7nm
- EUV（13.5nm）：7nm以下先进制程
套刻精度（Overlay）在不同节点的要求不同
5. 显影（Development）
TMAH溶液溶解曝光区域，形成图形。需要控制显影时间和温度。
6. 硬烘（Hard Bake）
大约120-150℃高温强化胶膜结构，提升抗蚀刻/离子注入能力，产生硬膜。需防止图形变形。
三、设备介绍
光刻机由两个主要组件构成，目前分为tracker和扫描式曝光scanner，比较老的是步进式曝光叫stepper。
tracker的作用主要是涂胶显影烘烤
目前主流厂商:日本TEL
Scanner主要作用是对准曝光
目前主流厂商:荷兰ASML/日本Nikon尼康/Canon佳能/中国SMEE上微
量测设备:KLA科磊
四、Litho PE/EE的日常
1. 掌握基础表征方法和分析方法：SEM/CD-SEM测量、Overlay
2. 对于新产品或者新工艺进行工艺窗口检查，做FEM数据分析，收集swing curve等等。
3.处理hold lot/down机，分析相应defect，确认影响范围并进行异常处置，有时需要升级到PIE/QE
4. 验证新供应商的耗材，为了降本增效。配合PIE验证新的良率提升方案。
5. 参加DRB/产能提升/SPC等等各种会议，并落实。
光刻工艺是物理、化学、精密机械的集大成者。建议工艺设备的知识两手抓，才能成为强PE。另外有机会要多跟PIE请教整合知识，才能成为大佬。#半导体 #Fab #芯片 #工艺