通過(guò)光刻技術(shù)制作出的微納結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步通過(guò)刻蝕或者鍍膜,才可獲得所需的結(jié)構(gòu)或元件??涛g技術(shù),是按照掩模圖形對(duì)襯底表面或表面覆蓋薄膜進(jìn)行選擇性腐蝕或剝離的技術(shù),可分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕較普遍、也是成本較低的刻蝕方法,大部份的濕刻蝕液均是各向同性的,換言之,對(duì)刻蝕接觸點(diǎn)之任何方向腐蝕速度并無(wú)明顯差異。而干刻蝕采用的氣體,或轟擊質(zhì)量頗巨,或化學(xué)活性極高,均能達(dá)成刻蝕的目的。其較重要的優(yōu)點(diǎn)是能兼顧邊緣側(cè)向侵蝕現(xiàn)象極微與高刻蝕率兩種優(yōu)點(diǎn)。干法刻蝕能夠滿足亞微米/納米線寬制程技術(shù)的要求,且在微納加工技術(shù)中被大量使用。自動(dòng)化光刻設(shè)備大幅提高了生產(chǎn)效率和精度。天津數(shù)字光刻

基于光刻工藝的微納加工技術(shù)主要包含以下過(guò)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(zhǎng)、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(guò)程是通過(guò)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(guò)顯影過(guò)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(jìn)行鍍膜、刻蝕等可進(jìn)一步制作所需微納結(jié)構(gòu)或器件。深圳激光直寫光刻光刻技術(shù)的發(fā)展依賴于光學(xué)、物理和材料科學(xué)。

SU-8光刻膠在近紫外光(365nm-400nm)范圍內(nèi)光吸收度很低,且整個(gè)光刻膠層所獲得的曝光量均勻一致,可得到具有垂直側(cè)壁和高深寬比的厚膜圖形;它還具有良好的力學(xué)性能、抗化學(xué)腐蝕性和熱穩(wěn)定性;在受到紫外輻射后發(fā)生交聯(lián),是一種化學(xué)擴(kuò)大負(fù)性膠,可以形成臺(tái)階等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的圖形;在電鍍時(shí)可以直接作為絕緣體使用。SU-具有分子量低、溶解度好、透明度高、可形成光滑膜層、玻璃化溫度(Tg)低、粘度可降低、單次旋涂可得超厚膜層(650μm)、涂層厚度均勻、高寬比大(10:1)、耐化學(xué)性優(yōu)異、生物相容性好(微流控芯片)的特點(diǎn)。SU-8光刻膠具有許多優(yōu)異的性能,可以制造數(shù)百Lm甚至1000Lm厚、深寬比可達(dá)50的MEMS微結(jié)構(gòu),在一定程度上代替了LIGA技術(shù),而成本降低,成為近年來(lái)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。但眾所周知,SU-8對(duì)工藝參數(shù)的改變非常敏感,且固化厚的光刻膠難以徹底的消除。這些工藝參數(shù)包括襯底類型、基片預(yù)處理、前烘溫度和時(shí)間、曝光時(shí)間、中烘溫度和時(shí)間、顯影方式和時(shí)間等。
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)。3D光刻技術(shù)為半導(dǎo)體封裝開辟了新路徑。

光刻膠旋涂是特別是厚膠的旋涂和方形襯底勻膠時(shí),會(huì)在襯底的邊緣形成膠厚的光刻膠邊即是所謂的邊膠,即光刻膠的邊緣突起,在使用接觸式光刻的情況下會(huì)導(dǎo)致光刻膠曝光的圖案分辨率低、尺寸誤差大或顯影后圖案的側(cè)壁不陡直等。如果無(wú)法通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備完成去邊角工藝(EBR)的話,以通過(guò)以下措施幫助減少/消除邊膠:盡可能使用圓形基底;使用高加速度,高轉(zhuǎn)速;在前烘前等待一段時(shí)間;調(diào)整良好旋涂腔室保證襯底與襯底托盤之間緊密接觸;非圓形襯底:如有可能的話,可將襯底邊緣有邊珠的位置一起裁切掉,或用潔凈間的刷子將邊膠刷洗掉。氧等離子普遍用于光刻膠去除。天津數(shù)字光刻
光刻誤差校正技術(shù)明顯提高了芯片制造的良品率。天津數(shù)字光刻
在勻膠工藝中,轉(zhuǎn)速的快慢和控制精度直接關(guān)系到旋涂層的厚度控制和膜層均勻性。勻膠機(jī)的轉(zhuǎn)速精度是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。用來(lái)吸片的真空泵一般選擇無(wú)油泵,上配有壓力表,同時(shí)現(xiàn)在很多勻膠機(jī)有互鎖,未檢測(cè)的真空將不會(huì)啟動(dòng)。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)膠液進(jìn)入真空管道的現(xiàn)象,有的勻膠機(jī)廠商會(huì)在某一段管路加一段"U型"管路,降低異物進(jìn)入真空管道的影響。光刻膠主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、顯示面板與印制電路板等三大領(lǐng)域。其中,半導(dǎo)體光刻膠技術(shù)難度高,主要被美日企業(yè)壟斷。據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示,全球光刻膠市場(chǎng)中,LCD光刻膠、PCB光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠產(chǎn)品占比較為平均。相比之下,中國(guó)光刻膠生產(chǎn)能力主要集中PCB光刻膠,占比高達(dá)約94%;半導(dǎo)體光刻膠由于技術(shù)壁壘較高占約2%。此外,光刻膠是生產(chǎn)28nm、14nm乃至10nm以下制程的關(guān)鍵,被國(guó)外巨頭壟斷,國(guó)產(chǎn)化任重道遠(yuǎn)。天津數(shù)字光刻