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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
