通過光刻技術(shù)制作出的微納結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步通過刻蝕或者鍍膜,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。光刻過程中,光源的純凈度至關(guān)重要。吉林激光直寫光刻

在光學(xué)光刻中,光致抗蝕劑通過光掩模用紫外光曝光。紫外接觸式曝光機(jī)使用了較短波長的光(G線435nm,H線405nm,I線365nm)。接觸光刻機(jī)屬于這種光學(xué)光刻。掩膜版的制作則是通過無掩膜光刻技術(shù)得到。設(shè)計(jì)圖案由于基本只用一次,一般使用激光直寫技術(shù)或者電子束制作掩膜版,通過激光束在光刻膠上直接掃描曝光出需要的圖形,在經(jīng)過后續(xù)工藝,得到需要的掩膜版。激光直寫系統(tǒng)包括光源,激光調(diào)制系統(tǒng),變焦透鏡,工件臺(tái)控制系統(tǒng),計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等。吉林激光直寫光刻光刻機(jī)利用精確的光線圖案化硅片。

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了LED的使用時(shí)間,曝光光強(qiáng)可以通過調(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。
電子束曝光指使用電子束在表面上制造圖樣的工藝,是光刻技術(shù)的延伸應(yīng)用。它的特點(diǎn)是分辨率高、圖形產(chǎn)生與修改容易、制作周期短。它可分為掃描曝光和投影曝光兩大類,其中掃描曝光系統(tǒng)是電子束在工件面上掃描直接產(chǎn)生圖形,分辨率高,生產(chǎn)率低。投影曝光系統(tǒng)實(shí)為電子束圖形復(fù)印系統(tǒng),它將掩模圖形產(chǎn)生的電子像按原尺寸或縮小后復(fù)印到工件上,因此不僅保持了高分辨率,而且提高了生產(chǎn)率。電子束曝光系統(tǒng)一般包括如下配件:電子束源:熱電子發(fā)射和場(chǎng)發(fā)射、電磁透鏡系統(tǒng)、Stage系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。通常來說,電子束的束斑大小決定了曝光設(shè)計(jì)線寬,設(shè)計(jì)線寬應(yīng)至少為束斑的3倍以上。由于電子束的束斑大小和束流大小、光闌大小等直接的相關(guān),而束流大小、步距等又決定了曝光時(shí)間的長短。因此,工作時(shí)需要綜合考慮決定采用的束流及工作模式。光刻技術(shù)對(duì)于提升芯片速度、降低功耗具有關(guān)鍵作用。

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(duì)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(jì)。濕法刻蝕的對(duì)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(qiáng)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(duì)于氧化硅有較好的選擇比。在進(jìn)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(jìn)行預(yù)處理,以便將氮化硅均勻地消除掉。高效光刻解決方案對(duì)于降低成本至關(guān)重要。氮化硅材料刻蝕代工
SU-8光刻膠在近紫外光(365nm-400nm)范圍內(nèi)光吸收度很低。吉林激光直寫光刻
用O2等離子體對(duì)樣品整體處理,以清理顯影后可能的非望殘留。特別是負(fù)膠但也包括正膠,在顯影后會(huì)在原來膠-基板界面處殘留聚合物薄層,這個(gè)問題在結(jié)構(gòu)小于1um或大深-寬比的結(jié)構(gòu)中更為嚴(yán)重。當(dāng)然過程中留膠厚度也會(huì)降低,但是影響不會(huì)太大。在刻蝕或鍍膜之前需要硬烤以去除殘留的顯影液和水,并退火以改善由于顯影過程滲透和膨脹導(dǎo)致的界面接合狀況。同時(shí)提高膠的硬度和提高抗刻蝕性。硬烤溫度一般高達(dá)120度以上,時(shí)間也在20分左右。主要的限制是溫度過高會(huì)使圖形邊緣變差以及刻蝕后難以去除。吉林激光直寫光刻