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第一章 M-S型大规模集成电路的制造技术1

Ⅰ．引言1

目录1

Ⅱ．电路复杂性的发展3

Ⅲ．硅片表面水平方向的尺寸控制6

A．现有的能力7

B．接触复印或近接触复印7

C．投影复印10

E．电子束曝光11

D．在硅片上直接分步重复的投影复印11

F．X线曝光12

G．光致抗蚀剂13

H．成象的评价14

I．图形的成定（Pattern definition）15

Ⅳ．硅片深度方向的尺寸控制17

A．氧化层18

B．化学汽相淀积19

C．源-漏区掺杂20

D．电学互连22

A．受缺陷限制的成品率26

Ⅴ．工艺流程的定标和工艺控制26

B．工艺控制29

Ⅵ．材料30

A．硅材料30

B．光掩模版36

Ⅶ．制造工艺用的设备和条件38

Ⅷ．总结42

参考文献44

A．一般化的光刻机系统49

第二章 光学光刻原理49

Ⅰ．引言49

B．历史的回顾50

Ⅱ．几种光学复印技术52

A．接触复印／近接触复印52

B．投影复印（曝光）54

Ⅲ．光致抗蚀剂和衬底硅片58

A．光致抗蚀剂的一般性质58

B．正性抗蚀剂的光学性质59

C．硅片衬底63

D．衬底的表面形貌64

E．多层抗蚀剂技术64

Ⅳ．光刻成象特性的描述65

A．调制传输函数65

B．空间图象72

C．抗蚀剂图形的剖面74

Ⅴ．图形尺寸的控制76

A．非相干照明下的线宽控制76

B．相干照明下的线宽控制79

C．部分相干照明下的线宽控制80

D．跨越台阶处的线宽控制81

E．干法刻蚀时的线宽控制82

Ⅵ．调焦误差84

Ⅶ．套准88

A．曝光设备88

B．振动对套准的影响89

C．光学畸变90

D．硅片的形变90

E．其他影响套准精度的因素和考虑91

附录 f／数和波长对非相干照明时聚焦误差的影响92

Ⅷ．结论92

符号表94

参考文献96

第三章 亚微米光刻的分辨率极限97

Ⅰ．引言97

Ⅱ．理想的性质98

A．抗蚀剂98

B．曝光光源100

D．衬底101

C．光刻机101

Ⅲ．衍射效应103

A．紫外曝光中的衍射效应103

B．X线曝光中的衍射效应107

C．电子束曝光中的衍射效应107

Ⅳ．散射和能量损失107

A．基本考虑107

B．紫外曝光中的散射和能量损失110

C．X线曝光中的散射和能量损失111

D．电子束曝光中的散射和能量损失113

E．离子束曝光中的散射和能量损失118

Ⅴ．工程考虑120

A．紫外光光刻中的工程考虑120

B．X线光刻中的工程考虑121

C．电子束光刻中的工程考虑126

D．离子束光刻中的工程考虑136

Ⅵ．统计学考虑140

Ⅶ．预测144

参考文献149

第四章 制造VLSI器件的干法工艺153

Ⅰ．引言153

A．干法工艺的必要性154

B．干法工艺以外的其他工艺164

Ⅱ．干法腐蚀技术和设备概述166

A．腐蚀过程的…些效应166

B．等离子腐蚀171

C．反应离子腐蚀174

D．引束式腐蚀器175

E．离子剥蚀和溅射腐蚀176

F．终点检测177

Ⅲ．专用材料178

A．单晶硅和多晶硅178

B．二氧化硅180

C．铝和铝合金183

D．氮化硅185

E．其他金属185

F．Ⅲ-Ⅴ族化合物186

G．抗蚀剂和抗蚀剂系统187

A．干法工艺的概貌189

Ⅳ．总结189

B．目前的趋势190

C．建议190

参考文献192

第五章 掩模版和硅片上线宽的光学测量195

Ⅰ．引言195

Ⅱ．传统方法的局限性195

Ⅲ．光学成象的模型203

A．图象光强分布的计算203

B．聚焦的判据210

Ⅳ．主线宽测量系统214

Ⅴ．用主线宽测量系统测量掩模版的线宽216

Ⅵ．用普通的光学系统测量掩模版的线宽219

A．Filar目镜220

B．图象剪切目镜222

C．图象扫描测量224

D．视频系统225

A．其他掩模材料228

Ⅶ．其他材料上的线宽测量228

B．反射光测量229

C．用普通的光学系统测量硅片上的图形235

D．硅片上测量的校准程序239

E．厚膜上的图形测量241

参考文献243

第六章 小尺寸下的材料学、化学和物理学问题245

Ⅰ．材料学245

A．硅中的缺陷245

B．晶界上的扩散246

C．表面扩散247

D．非常薄的晶线的不稳定性249

E．Grapho外延249

F．本体样品上的垫片式生长251

G．裂纹尖端部位的位移场252

Ⅱ．化学253

A．两维分子的堆集生长253

B．微电极254

C．微孔材料255

D．插层状化合物256

E．微小尺寸下的化学分析257

Ⅲ．物理学258

A．电子局域化260

B．复合模量金属箔中的强化弹性模量261

C．精细粒子的研究261

D．电子能量损失谱263

E．研究超流体氦用的亚微米孔阑264

F．供毫度K物理研究用的亚微米器件266

G．供兆巴压强下物理研究用的亚微米结构268

参考文献274