第三代為掃描投影式光刻機(jī)。中間掩模版上的版圖通過(guò)光學(xué)透鏡成像在基片表面,有效地提高了成像質(zhì)量,投影光學(xué)透鏡可以是1∶1,但大多數(shù)采用精密縮小分步重復(fù)曝光的方式(如1∶10,1∶5,1∶4)。IC版圖面積受限于光源面積和光學(xué)透鏡成像面積。光學(xué)曝光分辨率增強(qiáng)等光刻技術(shù)的突破,把光刻技術(shù)推進(jìn)到深亞微米及百納米級(jí)。第四代為步進(jìn)式掃描投影光刻機(jī)。以掃描的方式實(shí)現(xiàn)曝光,采用193nm的KrF準(zhǔn)分子激光光源,分步重復(fù)曝光,將芯片的工藝節(jié)點(diǎn)提升一個(gè)臺(tái)階。實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展,將工藝推進(jìn)至180~130nm。隨著浸入式等光刻技術(shù)的發(fā)展,光刻推進(jìn)至幾十納米級(jí)。第五代為EUV光刻機(jī)。采用波長(zhǎng)為13.5nm的激光等離子體光源作為光刻曝光光源。即使其波長(zhǎng)是193nm的1/14,幾乎逼近物理學(xué)、材料學(xué)以及精密制造的極限。半導(dǎo)體中常見(jiàn)的濕法腐蝕主要可分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。珠海光刻加工廠商

濕法腐蝕是利用腐蝕液和基片之間的化學(xué)反應(yīng)。采用這種方法,雖然各向異性刻蝕并非不可能,但比各向同性刻蝕要困難得多。溶液和材料的組合有很多限制,必須嚴(yán)格控制基板溫度、溶液濃度、添加量等條件。無(wú)論條件調(diào)整得多么精細(xì),濕法蝕刻都難以實(shí)現(xiàn)1μm以下的精細(xì)加工。其原因之一是需要控制側(cè)面蝕刻。側(cè)蝕是一種也稱為底切的現(xiàn)象。即使希望通過(guò)濕式蝕刻在垂直方向(深度方向)溶解材料,也不可能完全防止溶液腐蝕側(cè)面,因此材料在平行方向的溶解將不可避免地進(jìn)行。由于這種現(xiàn)象,濕蝕刻隨機(jī)產(chǎn)生比目標(biāo)寬度窄的部分。這樣,在加工需要精密電流控制的產(chǎn)品時(shí),再現(xiàn)性低,精度不可靠。廣州微納加工技術(shù)氧等離子普遍用于光刻膠去除。

涂膠工序是圖形轉(zhuǎn)換工藝中重要的步驟。涂膠的質(zhì)量直接影響到所加工器件的缺陷密度。為了保證線寬的重復(fù)性和接下去的顯影時(shí)間,同一個(gè)樣品的膠厚均勻性和不同樣品間的膠厚一致性不應(yīng)超過(guò)±5nm(對(duì)于1.5um膠厚±0.3%)。光刻膠的目標(biāo)厚度的確定主要考慮膠自身的化學(xué)特性以及所要復(fù)制圖形中線條的及間隙的微細(xì)程度。太厚膠會(huì)導(dǎo)致邊緣覆蓋或連通、小丘或田亙狀膠貌、使成品率下降。在MEMS中、膠厚(烤后)在0.5-2um之間,而對(duì)于特殊微結(jié)構(gòu)制造,膠厚度有時(shí)希望1cm量級(jí)。在后者,旋轉(zhuǎn)涂膠將被鑄膠或等離子體膠聚合等方法取代。常規(guī)光刻膠涂布工序的優(yōu)化需要考慮滴膠速度、滴膠量、轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度和濕度等,這些因素的穩(wěn)定性很重要。根據(jù)性質(zhì)的不一樣,光刻膠可以分為正膠和負(fù)膠。在工藝發(fā)展的早期,負(fù)膠一直在光刻工藝中占主導(dǎo)地位,隨著VLSIIC和2~5微米圖形尺寸的出現(xiàn),負(fù)膠已不能滿足要求。隨后出現(xiàn)了正膠,但正膠的缺點(diǎn)是粘結(jié)能力差。
在曝光這一步中,將使用特定波長(zhǎng)的光對(duì)覆蓋襯底的光刻膠進(jìn)行選擇性地照射。光刻膠中的感光劑會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),從而使正光刻膠被照射區(qū)域(感光區(qū)域)、負(fù)光刻膠未被照射的區(qū)域(非感光區(qū))化學(xué)成分發(fā)生變化。這些化學(xué)成分發(fā)生變化的區(qū)域,在下一步的能夠溶解于特定的顯影液中。在接受光照后,正性光刻膠中的感光劑DQ會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),變?yōu)橐蚁┩?,并進(jìn)一步水解為茚并羧酸,羧酸在堿性溶劑中的溶解度比未感光部分的光刻膠高出約100倍,產(chǎn)生的羧酸同時(shí)還會(huì)促進(jìn)酚醛樹脂的溶解。利用感光與未感光光刻膠對(duì)堿性溶劑的不同溶解度,就可以進(jìn)行掩膜圖形的轉(zhuǎn)移。曝光方法包括:接觸式曝光—掩膜板直接與光刻膠層接觸;接近式曝光—掩膜板與光刻膠層的略微分開,大約為10~50μm;投影式曝光—在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實(shí)現(xiàn)曝光和步進(jìn)式曝光。在硅材料刻蝕當(dāng)中,硅針的刻蝕需要用到各向同性刻蝕,硅柱的刻蝕需要用到各項(xiàng)異性刻蝕。

從對(duì)準(zhǔn)信號(hào)上分,主要包括標(biāo)記的顯微圖像對(duì)準(zhǔn)、基于光強(qiáng)信息的對(duì)準(zhǔn)和基于相位信息對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)法則是光刻只是把掩膜版上的Y軸與晶園上的平邊成90o,如圖所示。接下來(lái)的掩膜版都用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與上一層帶有圖形的掩膜對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記是一個(gè)特殊的圖形,分布在每個(gè)芯片圖形的邊緣。經(jīng)過(guò)光刻工藝對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記就永遠(yuǎn)留在芯片表面,同時(shí)作為下一次對(duì)準(zhǔn)使用。對(duì)準(zhǔn)方法包括:a、預(yù)對(duì)準(zhǔn),通過(guò)硅片上的notch或者flat進(jìn)行激光自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)b、通過(guò)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志,位于切割槽上。另外層間對(duì)準(zhǔn),即套刻精度,保證圖形與硅片上已經(jīng)存在的圖形之間的對(duì)準(zhǔn)。高精度的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)電子束直寫或激光直寫制作,這類光刻技術(shù),像“寫字”一樣。珠海光刻加工廠商
光源波長(zhǎng)的選擇直接影響光刻的分辨率。珠海光刻加工廠商
在反轉(zhuǎn)工藝下,通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に噮?shù),可以獲得底切的側(cè)壁形態(tài)。這種方法的主要應(yīng)用領(lǐng)域是剝離過(guò)程,在剝離過(guò)程中,底切的形態(tài)可以防止沉積的材料在光刻膠邊緣和側(cè)壁上形成連續(xù)薄膜,有助于獲得干凈的剝離光刻膠結(jié)構(gòu)。在圖像反轉(zhuǎn)烘烤步驟中,光刻膠的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性可以得到部分改善。因此,光刻膠在后續(xù)的工藝中如濕法、干法蝕刻以及電鍍中都體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。然而,這些優(yōu)點(diǎn)通常被比較麻煩的圖像反轉(zhuǎn)處理工藝的缺點(diǎn)所掩蓋。如額外增加的處理步驟很難或幾乎不可能獲得垂直的光刻膠側(cè)壁結(jié)構(gòu)。因此,圖形反轉(zhuǎn)膠更多的是被應(yīng)用于光刻膠剝離應(yīng)用中。與正膠相比,圖形反轉(zhuǎn)工藝需要反轉(zhuǎn)烘烤和泛曝光步驟,這兩個(gè)步驟使得曝光的區(qū)域在顯影液中不能溶解,并且使曝光中尚未曝光的區(qū)域能夠被曝光。沒(méi)有這兩個(gè)步驟,圖形反轉(zhuǎn)膠表現(xiàn)為具有與普通正膠相同側(cè)壁的側(cè)壁結(jié)構(gòu),只有在圖形反轉(zhuǎn)工藝下才能獲得底切側(cè)壁結(jié)構(gòu)的光刻膠輪廓形態(tài)。珠海光刻加工廠商