前道六大工艺：
清洗、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、CMP（化学机械抛光）
六大工艺不存在从头到尾的固定先后顺序，晶圆制造是多次循环。
局部图形加工的典型逻辑顺序：清洗→薄膜沉积→光刻→刻蚀；离子注入、CMP 根据工艺节点和膜层按需插入；清洗贯穿全流程。
光刻必须在刻蚀之前，二者顺序不可颠倒。
部分资料将六大工艺说成五大工艺，是因为六大工艺多了一步“清洗”
清洗（硅片预处理）
| 缩写 | 全称 | 组分（原液体积比） | 温度 | 核心用途 |
|---|---|---|---|---|
| SPM | 硫酸‑双氧水混合液 | 120‑150℃ | 去除厚光刻胶、顽固有机物、部分金属污染中国科学院… | |
| SC‑1(APM) | 一号标准清洗液（你之前问的 SN1 就是它手写笔误） | ，先进制程稀释 1:2:7 | 60‑75℃ | 去颗粒、有机物，少量金属，碱性，常配兆声波 |
| SC‑2(HPM) | 二号标准清洗液 | 65‑80℃ | 去除金属离子（Fe、Na、Cu 等），酸性氧化络合金属 | |
| DHF | 稀释氢氟酸 | 常温 | 剥除自然氧化层 SiO₂，得到氢终止硅表面，不腐蚀 Si 基底 | |
| BOE(BHF) | 缓冲氧化蚀刻液 | 常温 | 可控刻蚀 SiO₂，HF 被缓冲，刻蚀速率更稳定，老工艺用，先进制程少用 |
1. 清洗去除污染物
有机杂质、颗粒：如果有颗粒，后续光刻会出现孔洞、断线、颗粒缺陷。
金属离子：会造成器件漏电、可靠性失效。
2.提升光刻胶粘附性（非常高频考点）
硅片表面极易吸附水分子，亲水；而光刻胶是疏水的。
直接涂胶：胶容易翘边、脱落、图形剥离。
常用：HMDS 六甲基二硅氮烷处理
HMDS 和硅片表面羟基反应，把亲水的硅表面变成疏水，增强光刻胶对硅片的粘附力。HMDS 属于预处理步骤，在旋涂光刻胶之前完成。
完整预处理简要流程
湿法清洗：去除颗粒、有机物、金属杂质
脱水烘烤：高温烘干，把硅片表面吸附的水汽赶走（有水 HMDS 效果变差）
HMDS 气相处理，表面改性，提高光刻胶粘附
之后才送去旋涂光刻胶。
- 预处理主要目的：清洗污染物 + HMDS 处理提升光刻胶粘附性
- HMDS 作用：硅片表面改性，提高光刻胶附着力 ✔
- 考题判断：HMDS 是光刻胶的一种（❌错误，不是光刻胶，是粘附促进剂）
- 如果预处理没做好会出现什么缺陷：光刻胶起皮、翘边、图形脱落、颗粒导致图形缺陷。4
光刻（图形转移核心）
完整流程：清洗（硅片预处理）→旋涂光刻胶→软烘→对准曝光→显影→硬烘→检测
旋涂
将光刻胶旋涂在硅片表面，转速决定胶厚
分辨率公式： R=k1*λ/NA NA=n*sin θ
λ 光源波长越小、NA （Numerical Aperture 数值孔径）越大，分辨率越高；k₁为工艺因子。 n：镜头与晶圆之间介质的折射率 θ：到达晶圆的光线最大半锥角（镜头能接收到的最大衍射光角度）
NA 越大 → 分辨率越高，可以印刷更小的线宽 CD
公式看：NA 在分母，NA 变大，R（最小可分辨尺寸）变小，图形更精细。
代价：NA 越大，景深 DOF 越小
景深 DOF：硅片表面允许的焦点浮动范围。
高 NA，分辨率变好，但对焦容错窗口变小；晶圆表面必须非常平坦，CMP 平坦化就变得更加重要。
提高 NA，分辨率提升，景深下降，两者是权衡关系。
光刻胶分类
正胶（Positive Photoresist）：被曝光的区域发生光化学反应，显影时被溶解洗掉；未曝光区域保留，作为掩膜。
负胶（Negative Photoresist）：被曝光的区域发生交联聚合，显影时保留下来；未曝光区域被显影液溶解洗掉。
软烘
去除光刻胶溶剂
对准曝光
顾名思义
显影
经过曝光，光刻胶发生光化学反应，曝光区和未曝光区在显影液里溶解速度不一样；显影就是利用这个溶解度差异，把可溶解部分溶解冲洗掉，在光刻胶上得到和掩膜对应的图形。
正胶场景（工厂主流）
- 曝光区域：光化学反应，大分子断裂，可溶于 TMAH 显影液，被溶解冲走
- 未曝光区域：化学性质不变，不溶于显影液，保留在硅片表面，充当后续刻蚀 / 离子注入的保护掩膜
光刻胶图形 = 和掩膜版图形完全一致
负胶场景
- 曝光区域：发生交联，不溶于显影液，保留下来
- 未曝光区域：被显影液溶解冲走
👉结果：光刻胶图形 = 掩膜版的反相图形
显影完整操作流程（机考会考流程顺序）
- 硅片喷涂 / 浸泡显影液；发生化学反应溶解可溶的光刻胶
- 控制显影时间、温度、显影液浓度（参数直接影响 CD 线宽）
- 纯水冲洗，停止化学反应（终止显影，非常关键，防止过显）
- 甩干晶圆
关键工艺参数
- 显影时间：时间太短→显影不足，残留胶；时间太长→过显，线条被啃细，CD 变小
- 显影液浓度、温度：温度越高溶解速率越快
- 常用显影液：正胶用 TMAH（四甲基氢氧化铵），碱性，不含金属离子，半导体必备。
显影带来的典型缺陷（选择题高频）
- 显影不足：本该溶解掉的区域有光刻胶残留；孔洞打不开，接触孔堵。成因：时间不够、曝光剂量不足、显影液老化。
- 过显：不该溶解的光刻胶边缘也被腐蚀，线条变细、CD 偏小，甚至线条断线开路。
- 图形边缘粗糙、锯齿。
- 显影液产生的颗粒附着晶圆表面。
硬烘：固化光刻胶，提升抗刻蚀能力
2）分辨率公式：
λ 光源波长越小（频率越快）、NA 数值孔径越大，分辨率越高；k₁为工艺因子。
先进制程多用正胶。
4）高频缺陷 & 成因
桥连：相邻线条不该连通却短路；曝光过量、显影不足、掩膜缺陷、光刻胶回流。
断线（开路）：线条断裂；颗粒遮挡曝光、显影过度。
CD 线宽偏移：曝光剂量、焦距偏移；颗粒污染。
颗粒缺陷：空气中尘埃落在胶面，造成图形缺失。
刻蚀
- 干法刻蚀：等离子体化学反应 + 离子物理轰击；可实现各向异性（垂直侧壁），芯片图形主用；关键指标：选择比、均匀性、剖面形貌。
- 湿法刻蚀：纯化学反应，各向同性，侧向腐蚀大；选择性好，多用于清洗、去除厚层。
选择比：目标材料刻蚀速率 / 掩膜 / 下层材料刻蚀速率；选择比低会把下层 / 掩膜啃坏。
薄膜沉积
- CVD 化学气相沉积：气体在晶圆表面发生化学反应成膜；SiO₂、SiN、多晶硅。PECVD 低温 CVD 适合温度敏感结构。
- PVD 物理气相沉积（溅射）：物理轰击靶材，原子溅射到晶圆；金属层 Al‑Cu、TiN 阻挡层。
- ALD 原子层沉积：自限制反应，一层一层生长；埃级精准控厚，高 k 介质、高深宽比通孔。
热氧化也算薄膜：干氧 / 湿氧生长 SiO₂栅氧化层。
离子注入
- 作用：对硅进行掺杂，形成 P/N 区；B 硼 P 型，P 磷、As 砷 N 型。
- 三大关键参数：剂量（掺杂浓度）、能量（注入深度）、角度。
- 注入之后必须退火 RTA：修复晶格损伤，激活杂质原子；不退火杂质不起掺杂作用。
缺陷：注入通道效应、晶格损伤、剂量不准、杂质污染。
CMP 化学机械抛光
目的：全局晶圆平坦化，多层金属互连必不可少，解决高低落差，保障后续光刻对焦正常。
原理：磨料颗粒机械研磨 + 抛光液化学腐蚀。
