微电子器件和电路光刻蚀工艺-集成电路检测显微镜
光刻蚀工艺。
由于微电子器件和电路的进一步发展受到光刻图形分辨率的
限制，那么了解产生这些限制的技术因素是很重要的。在复制工
艺中，图形是用掩模来产生的，掩模通常是敷在玻璃版上的照相
乳胶膜或者是铬膜。这种掩模版是压触在半导体晶片上或者与半
导体晶片十分紧密地靠近，而晶片上涂有称之为光致抗蚀剂的光
敏聚合物。光从掩模的透明部位通过，就会使相应部位的抗蚀剂
曝光，使聚合材料产生变化，从而可用化学显影液将其选择性地
溶解掉(如果采用的是正型抗蚀剂的话)。抗蚀剂的开口区域就确
定了基片上的裸露面积，以便进行诸如金属淀积、腐蚀等下遭
工序的加工。负型抗蚀剂与此相类似，区别在于曝光区域是不溶
解的、而在显影之后仍然保留下来。假如掩模图形的线条比较宽
的话，例如几个微米，那么在抗蚀剂以及其后晶片上将会相当精
确地再现出掩模版上的图形。但是，当要求分辨率更高而且其线
宽减小到可与曝光时所用光的波长相比拟的时候，掩模窗口的衍
射效应和抗蚀剂层内的反射效应就会降低掩模复制图形的质量。
为了理解产生这种效应的基本原理，可以考察一个简单的衍
射效应的实例，即观察与表面相隔一定距离的一个刀口状边缘以
平行光照射时的衍射情况。由于边缘的衍射现象，入射光会向几
何遮蔽区扩展一定的距离。当掩模线宽(此处看做一个狭缝光阑)
小于1微米时，这种衍射效应是值得注意的。
制作图形的光刻蚀技术是现代集成电路制造工艺的基
础。但是，在制造集成电路所用的若干工艺步骤中，光刻蚀是现
在生产线上成品率较低的工序，而且采用光刻蚀法来制作图形，
也不能满足新一代微电子器件的性能和密度的要求。因此，这就
需要新的图形形成工艺，而新的图形形成工艺同样又需要有新的
辅助制造工艺。为满足用户关于性能、成本和可靠性的期望，、还
需要采用计算机控制的自动生产工艺及其完善的自动检测技术。
高能束，尤其是电子束、离子束和激光束，则是解决上述问
题的有力手段 。即采用离子束能把掺杂物的原子注入
到半导体中以补充或取代扩散，电子束能象现在的光刻蚀工艺一
样，在抗蚀剂表面产生图形，激光和电子束能对损伤的晶片进行
退火，其效果比目前的炉子退火要好。这些柬，尤其是荷电粒子
束，作为工艺加工和检测手段的实际优越性，是它们基本上能完
成相当于现行工艺的同样功能，但是完成这些功能的方法却有质
的差别。因此，可望其加工质量会有重大变化，而这种期望的确
实现了。例如，在生产过程中已成功地采用了激光和离子束，如
用于电阻器的阻值微调和离子注入。电子柬能用来制作尺寸更
小的图形，其边缘分辨率比光刻蚀所能达到的较高水平还要高。
现有的数据表明，用电子束制作图形可以减少图形的缺陷密度，
而这正是提高成品率的关键因素，而且，制造出能实现廉价生产
器件的电子束设备也是可能的。目前，电子柬刻蚀这一新技术已
经足够地成熟，并形成了适于生产下一代微电子器件的新的刻蚀
技术和质量控制手段。
