基于光刻工藝的微納加工技術(shù)主要包含以下過程:掩模(mask)制備、圖形形成及轉(zhuǎn)移(涂膠、曝光、顯影)、薄膜沉積、刻蝕、外延生長、氧化和摻雜等。在基片表面涂覆一層某種光敏介質(zhì)的薄膜(抗蝕膠),曝光系統(tǒng)把掩模板的圖形投射在(抗蝕膠)薄膜上,光(光子)的曝光過程是通過光化學(xué)作用使抗蝕膠發(fā)生光化學(xué)作用,形成微細(xì)圖形的潛像,再通過顯影過程使剩余的抗蝕膠層轉(zhuǎn)變成具有微細(xì)圖形的窗口,后續(xù)基于抗蝕膠圖案進行鍍膜、刻蝕等可進一步制作所需微納結(jié)構(gòu)或器件。TMAH稀溶液在光刻中普遍用于光刻膠的顯影。廣州光刻加工平臺

濕法刻蝕是集成電路制造工藝采用的技術(shù)之一。雖然由于受其刻蝕的各向同性的限制,使得大部分的濕法刻蝕工藝被具有各向異性的干法刻蝕替代,但是它在尺寸較大的非關(guān)鍵層清洗中依然發(fā)揮著重要的作用。尤其是在對氧化物去除殘留與表皮剝離的刻蝕中,比干法刻蝕更為有效和經(jīng)濟。濕法刻蝕的對象主要有氧化硅、氮化硅、單晶硅或多晶硅等。濕法刻蝕氧化硅通常采用氫氟酸(HF)為主要化學(xué)載體。為了提高選擇性,工藝中采用氟化銨緩沖的稀氫氟酸。為了保持pH值穩(wěn)定,可以加入少量的強酸或其他元素。摻雜的氧化硅比純氧化硅更容易腐蝕。濕法化學(xué)剝離(WetRemoval)主要是為了去除光刻膠和硬掩模(氮化硅)。熱磷酸(H3PO4)是濕法化學(xué)剝離去除氮化硅的主要化學(xué)液,對于氧化硅有較好的選擇比。在進行這類化學(xué)剝離工藝前,需要將附在表面的氧化硅用HF酸進行預(yù)處理,以便將氮化硅均勻地消除掉。江蘇激光直寫光刻光刻技術(shù)不斷迭代,以滿足高性能計算需求。

濕法刻蝕利用化學(xué)溶液溶解晶圓表面的材料,達(dá)到制作器件和電路的要求。濕法刻蝕化學(xué)反應(yīng)的生成物是氣體、液體或可溶于刻蝕劑的固體。包括三個基本過程:刻蝕、沖洗和甩干。濕法蝕刻的微觀反應(yīng)過程,首先溶液里的反應(yīng)物利用濃度差通過擴散作用達(dá)到被蝕刻薄膜表面,然后反應(yīng)物與薄膜表面的分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),并產(chǎn)生各種生成物,生成物通過擴散作用到達(dá)溶液中,隨著溶液被排出。濕法蝕刻的影響因素分別為:反應(yīng)溫度,溶液濃度,蝕刻時間和溶液的攪拌作用。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,溫度越高,反應(yīng)物濃度越大,蝕刻速率越快,蝕刻時間越短,攪拌作用可以加速反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量傳輸,相當(dāng)于加快擴散速度,增加反應(yīng)速度。濕法蝕刻的影響因素分別為:反應(yīng)溫度,溶液濃度,蝕刻時間和溶液的攪拌作用。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,溫度越高,反應(yīng)物濃度越大,蝕刻速率越快,蝕刻時間越短,攪拌作用可以加速反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量傳輸,相當(dāng)于加快擴散速度,增加反應(yīng)速度。
對于透明基片的雙面光刻加工,其準(zhǔn)標(biāo)記可靈活設(shè)計,沿目鏡的光軸上方的圖案區(qū)域如果是不透光的,該區(qū)域的對準(zhǔn)標(biāo)記可以簡單設(shè)計成透光十字或透光方框作為對準(zhǔn)標(biāo)記。如果目鏡光軸上方掩模板圖案區(qū)域是透光的,該區(qū)域設(shè)計的對準(zhǔn)標(biāo)記可以設(shè)計成十字型或方框。不管是十字型還是方框型,都是參照內(nèi)部的邊和角進行精確對準(zhǔn)。綜合考慮到物距不一成像大小不同的因素,兩塊掩模板的對準(zhǔn)標(biāo)記也可以設(shè)計成大小不一的,以掩模板和基片標(biāo)記成像方便觀測對準(zhǔn)為原則。雙面光刻調(diào)制盤作為光路一部分用于約束光束,加工完成后,要用不透明的涂料涂覆標(biāo)記圖案及搜索線即可,即便沒有搜索線,由于小方框?qū)?zhǔn)標(biāo)記是透光的,也不免要用涂料涂覆,涂料對于測量狹縫和機械裝配公差配合沒有影響。濕法刻蝕具有非常好的選擇性和高刻蝕速率。

曝光顯影后存留在光刻膠上的圖形(被稱為當(dāng)前層(currentlayer)必須與晶圓襯底上已有的圖形(被稱為參考層(referencelayer))對準(zhǔn)。這樣才能保證器件各部分之間連接正確。對準(zhǔn)誤差太大是導(dǎo)致器件短路和斷路的主要原因之一,它極大地影響器件的良率。在集成電路制造的流程中,有專門的設(shè)備通過測量晶圓上當(dāng)前圖形(光刻膠圖形)與參考圖形(襯底內(nèi)圖形)之間的相對位置來確定套刻的誤差(overlay)。套刻誤差定量地描述了當(dāng)前的圖形相對于參考圖形沿X和Y方向的偏差,以及這種偏差在晶圓表面的分布。與圖形線寬(CD)一樣,套刻誤差也是監(jiān)測光刻工藝好壞的一個關(guān)鍵指標(biāo)。理想的情況是當(dāng)前層與參考層的圖形正對準(zhǔn),即套刻誤差是零。為了保證設(shè)計在上下兩層的電路能可靠連接,當(dāng)前層中的某一點與參考層中的對應(yīng)點之間的對準(zhǔn)偏差必須小于圖形間距的1/3。光掩膜版的制作則是通過無掩膜光刻技術(shù)得到。四川硅片光刻
高通量光刻技術(shù)提升了生產(chǎn)效率,降低了成本。廣州光刻加工平臺
泛曝光是在不使用掩膜的曝光過程,會對未暴露的光刻膠區(qū)域進行曝光,從而可以在后續(xù)的顯影過程被溶解顯影。為了使光刻膠輪廓延伸到襯底,(襯底附近)光刻膠區(qū)域也應(yīng)獲得足夠的曝光劑量。泛曝光的劑量過大并不會影響后續(xù)的工藝過程,因為曝光區(qū)域的光刻膠在反轉(zhuǎn)烘烤過程中已經(jīng)不再感光。因此,我們建議泛曝光的劑量至少是在正膠工藝模式下曝光相同厚度的光刻膠膠膜所需要劑量的兩到三倍。特別是在厚膠的情況下(>3um膠厚),在泛曝光時下面這些情況也要考慮同樣的事情,這也與后正膠的曝光相關(guān):由于光刻膠在反轉(zhuǎn)烘烤步驟后是不含水分,而DNQ基光刻膠的曝光過程是需要水的,因此在泛曝光前光刻膠也需時間進行再吸水過程。由于泛曝光的曝光劑量較大,曝光過程中氮的釋放可能導(dǎo)致氣泡或裂紋的形成。廣州光刻加工平臺