光刻機經歷了5代產品發(fā)展,每次改進和創(chuàng)新都明顯提升了光刻機所能實現的工藝節(jié)點。為接觸式光刻機。曝光方式為掩模版與半導體基片之間靠控制真空度實現緊密接觸,使用光源分別為g線和i線。接觸式光刻機由于掩模與光刻膠直接接觸,所以易受污染,掩模版和基片容易受到損傷,掩模版壽命短。第二代為接近式光刻機。曝光方式為掩模版與半導體基片之間有微米級別的間隙,掩模版不容易受到損傷,掩模版壽命長,但掩模版與基片之間的間隙也導致成像質量受到影響,分辨率下降。SU-8光刻膠在近紫外光(365nm-400nm)范圍內光吸收度很低。中山材料刻蝕加工平臺

掩膜對準光刻及步進投影式光刻機中常用汞燈作為曝光光源,其發(fā)射光譜包括g-(波長435nm)、h-(波長405nm)和i-線(波長365nm)。一個配有350wHg燈的6英寸掩模對準器通常能獲得大約光輸出。15–30mw/cm2,i-線強度通常大約占全部三條線總光強的40%。LED作為近年來比較常見的UV光源在掩膜對準式光刻系統(tǒng)中比較常見,其相比于汞燈光源其優(yōu)點是冷光源,不會對光刻膠產生輻照加熱,避免光刻膠受熱變形。除了Hg燈,具有合適波長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在某一特定波長突然終止,相應的適應劑量也會暴露在比數據表中所示范圍高約10nm的波長處,但這延長了需要直寫的時間。另外,在干涉光刻中也常常用的例如He-Cd(328nm)作為光源,其同樣能對大部分i-線膠進行曝光。廣東微納加工工藝多重曝光技術為復雜芯片設計提供了可能。

光刻對準技術是曝光前一個重要步驟作為光刻的三大主要技術之一,一般要求對準精度為細線寬尺寸的1/7---1/10。隨著光刻分辨力的提高,對準精度要求也越來越高,例如針對45am線寬尺寸,對準精度要求在5am左右。受光刻分辨力提高的推動,對準技術也經歷迅速而多樣的發(fā)展。從對準原理上及標記結構分類,對準技術從早期的投影光刻中的幾何成像對準方式,包括視頻圖像對準、雙目顯微鏡對準等,一直到后來的波帶片對準方式、干涉強度對準、激光外差干涉以及莫爾條紋對準方式。
高精度的微細結構可以通過電子束直寫或激光直寫制作,這類光刻技術,像“寫字”一樣,通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光,具有比較高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低,尤其在大面積制作方面捉襟見肘,目前直寫光刻技術適用于小面積的微納結構制作。近年來,三維浮雕微納結構的需求越來越大,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺階微光學元件等。據悉,某公司新上市的手機產品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學元件,以及當下如火如荼的無人駕駛技術中激光雷達光學系統(tǒng)也用到了復雜的微光學元件。這類精密的微納結構光學元件需采用灰度光刻技術進行制作。直寫技術,通過在光束移動過程中進行相應的曝光能量調節(jié),可以實現良好的灰度光刻能力。在曝光這一步中,將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進行選擇性地照射。

在曝光這一步中,將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進行選擇性地照射。光刻膠中的感光劑會發(fā)生光化學反應,從而使正光刻膠被照射區(qū)域(感光區(qū)域)、負光刻膠未被照射的區(qū)域(非感光區(qū))化學成分發(fā)生變化。這些化學成分發(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會發(fā)生光化學反應,變?yōu)橐蚁┩?,并進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,產生的羧酸同時還會促進酚醛樹脂的溶解。利用感光與未感光光刻膠對堿性溶劑的不同溶解度,就可以進行掩膜圖形的轉移。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現曝光和步進式曝光。光刻膠是微納加工中微細圖形加工的關鍵材料之一。安徽材料刻蝕技術
光刻技術的每一步進展都促進了信息時代的發(fā)展。中山材料刻蝕加工平臺
氧等離子去膠是利用氧氣在微波或射頻發(fā)生器的作用下產生氧等離子體,具有活性的氧等離子體與有機聚合物發(fā)生氧化反應,是的有機聚合物被氧化成水汽和二氧化碳等排除腔室,從而達到去除光刻膠的目的,這個過程我們有時候也稱之為灰化或者掃膠。氧等離子去膠相比于濕法去膠工藝更為簡單、適應性更好。市面上常見氧等離子去膠機按照頻率可分為微波等離子去膠機和射頻等離子去膠機兩種,微波等離子去膠機的工作頻率更高,更高的頻率決定了等離子體擁有更高的激子濃度、更小的自偏壓,更高的激子濃度決定了去膠速度更快,效率更高;更低的自偏壓決定了其對襯底的刻蝕效應更小,也意味著去膠過程中對襯底無損傷,而射頻等離子去膠機其工作原理與刻蝕機相似,結構上更加簡單。中山材料刻蝕加工平臺