光刻對(duì)準(zhǔn)技術(shù)是曝光前一個(gè)重要步驟作為光刻的三大主要技術(shù)之一,一般要求對(duì)準(zhǔn)精度為細(xì)線寬尺寸的1/7---1/10。隨著光刻分辨力的提高,對(duì)準(zhǔn)精度要求也越來(lái)越高,例如針對(duì)45am線寬尺寸,對(duì)準(zhǔn)精度要求在5am左右。受光刻分辨力提高的推動(dòng),對(duì)準(zhǔn)技術(shù)也經(jīng)歷迅速而多樣的發(fā)展。從對(duì)準(zhǔn)原理上及標(biāo)記結(jié)構(gòu)分類(lèi),對(duì)準(zhǔn)技術(shù)從早期的投影光刻中的幾何成像對(duì)準(zhǔn)方式,包括視頻圖像對(duì)準(zhǔn)、雙目顯微鏡對(duì)準(zhǔn)等,一直到后來(lái)的波帶片對(duì)準(zhǔn)方式、干涉強(qiáng)度對(duì)準(zhǔn)、激光外差干涉以及莫爾條紋對(duì)準(zhǔn)方式。自適應(yīng)光刻技術(shù)可根據(jù)不同需求調(diào)整參數(shù)。湖南光刻外協(xié)

鋁(Aluminium)是一種銀白色輕金屬,密度為2.70g/cm3。熔點(diǎn)660℃。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液,難溶于水。在常溫下能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁的濕法刻蝕溶液主要是磷酸、硝酸、醋酸以及水的混合溶液,其中,磷酸為主腐蝕液,硝酸為氧化劑、催化劑,醋酸作緩沖劑、活性劑,改善表面壓力;腐蝕液溫度越高,腐蝕速率越快。光刻工藝使用的光源為紫外全譜,之后慢慢發(fā)展到使用G線和I線紫外光作為光源。在G線和I線光刻工藝中,光刻膠的基體材料主要為酚醛樹(shù)脂,其由對(duì)甲酚、間甲酚與甲醛縮合得到,采用的感光化合物為重氮萘醌化合物。其曝光顯影機(jī)理主要為:(1)在未曝光區(qū),重氮萘醌與光刻膠基體酚醛樹(shù)脂會(huì)形成分子間氫鍵、靜電相互作用等,從而起到抑制溶解的作用;(2)在曝光區(qū),重氮萘醌在光照條件下分解生成羧酸,進(jìn)而易與堿性的TMAH顯影液發(fā)反應(yīng),起到促進(jìn)光刻膠溶解的作用。TMAH溶液相較于氫氧化鉀水溶液等堿性溶液,其不含金屬離子,在先進(jìn)制程中可以減小因金屬離子帶來(lái)的缺陷問(wèn)題。湖南圖形光刻隨著制程節(jié)點(diǎn)的縮小,光刻難度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

雙面鍍膜光刻是針對(duì)硅及其它半導(dǎo)體基片發(fā)展起來(lái)的加工技術(shù)。在基片兩面制作光刻圖樣并且實(shí)現(xiàn)映射對(duì)準(zhǔn)曝光,如果圖樣不是軸向?qū)ΨQ的,往往需要事先設(shè)計(jì)圖樣成鏡像關(guān)系的兩塊掩模板,每塊掩模板用于基片一個(gè)表面的曝光,加工設(shè)備的高精度掩模—基片對(duì)準(zhǔn)技術(shù)是關(guān)鍵。對(duì)于玻璃基片,設(shè)計(jì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記并充分利用其透明屬性,可以方便對(duì)準(zhǔn)操作,提高對(duì)準(zhǔn)精度。光學(xué)玻璃基片,表面光潔度不如晶圓,需要事先經(jīng)過(guò)光學(xué)拋光的工藝處理。玻璃基片的透光性是個(gè)可利用的屬性,物鏡可以直接透過(guò)基片看到掩模板的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。數(shù)字顯微鏡可以不斷變焦觀察掩模板和基片的對(duì)準(zhǔn)情形,不再以關(guān)聯(lián)物鏡參照系的數(shù)字存儲(chǔ)圖像為基準(zhǔn),則調(diào)焦引起的物鏡抖動(dòng)對(duì)于對(duì)準(zhǔn)精度不再發(fā)生作用。這就是玻璃基片的透明屬性帶來(lái)的好處。
對(duì)于透明基片的雙面光刻加工,其準(zhǔn)標(biāo)記可靈活設(shè)計(jì),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(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)成透光十字或透光方框作為對(duì)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(jì)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以設(shè)計(jì)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(jìn)行精確對(duì)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(duì)準(zhǔn)標(biāo)記也可以設(shè)計(jì)成大小不一的,以掩模板和基片標(biāo)記成像方便觀測(cè)對(duì)準(zhǔn)為原則。雙面光刻調(diào)制盤(pán)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(méi)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(duì)于測(cè)量狹縫和機(jī)械裝配公差配合沒(méi)有影響。光刻過(guò)程中需確保光源、掩模和硅片之間的高精度對(duì)齊。

UV-LED光源作為一種新興光源,近幾年技術(shù)獲得了極大的進(jìn)步,在光刻機(jī)上同樣作為光源使用。與傳統(tǒng)汞燈相比,具有光強(qiáng)更高、穩(wěn)定性更好的特點(diǎn),可節(jié)省電能約50%,壽命延長(zhǎng)5倍~10倍。一支汞燈的使用壽命通常在800~1000h,在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)中,通常24h保持工作狀態(tài),能耗極大,隨著持續(xù)使用光強(qiáng)快速衰減,需要根據(jù)工藝需求不斷對(duì)汞燈位置進(jìn)行校正,調(diào)節(jié)光強(qiáng)大小以滿足曝光時(shí)光強(qiáng)求。UV-LED光源采用電子快門(mén)技術(shù),曝光結(jié)束后LED自動(dòng)關(guān)閉,間斷性的使用極大地延長(zhǎng)了LED的使用時(shí)間,曝光光強(qiáng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)燈珠功率實(shí)現(xiàn),操作簡(jiǎn)單方便。套刻精度(OverlayAccuracy)的基本含義是指前后兩道光刻工序之間兩者圖形的對(duì)準(zhǔn)精度,如果對(duì)準(zhǔn)的偏差過(guò)大,就會(huì)直接影響產(chǎn)品的良率。一般光刻機(jī)廠商會(huì)提供每臺(tái)設(shè)備的極限套刻精度。套刻精度作為是光刻機(jī)的另一個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo),不同光刻機(jī)會(huì)采用不同的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng),與此同時(shí)每層圖形的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記也有所不同。
光刻步驟中的曝光時(shí)間需精確到納秒級(jí)。山東ICP材料刻蝕
光刻機(jī)利用精確的光線圖案化硅片。湖南光刻外協(xié)
掩膜對(duì)準(zhǔn)光刻及步進(jìn)投影式光刻機(jī)中常用汞燈作為曝光光源,其發(fā)射光譜包括g-(波長(zhǎng)435nm)、h-(波長(zhǎng)405nm)和i-線(波長(zhǎng)365nm)。一個(gè)配有350wHg燈的6英寸掩模對(duì)準(zhǔn)器通常能獲得大約光輸出。15–30mw/cm2,i-線強(qiáng)度通常大約占全部三條線總光強(qiáng)的40%。LED作為近年來(lái)比較常見(jiàn)的UV光源在掩膜對(duì)準(zhǔn)式光刻系統(tǒng)中比較常見(jiàn),其相比于汞燈光源其優(yōu)點(diǎn)是冷光源,不會(huì)對(duì)光刻膠產(chǎn)生輻照加熱,避免光刻膠受熱變形。除了Hg燈,具有合適波長(zhǎng)的激光器也是光刻膠曝光的合適光源。由于光引發(fā)劑的光譜吸收帶不會(huì)在某一特定波長(zhǎng)突然終止,相應(yīng)的適應(yīng)劑量也會(huì)暴露在比數(shù)據(jù)表中所示范圍高約10nm的波長(zhǎng)處,但這延長(zhǎng)了需要直寫(xiě)的時(shí)間。另外,在干涉光刻中也常常用的例如He-Cd(328nm)作為光源,其同樣能對(duì)大部分i-線膠進(jìn)行曝光。湖南光刻外協(xié)