在反轉(zhuǎn)工藝下,通過適當(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)域是剝離過程,在剝離過程中,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)。濕法腐蝕多為各向同性腐蝕。湖北紫外光刻

涂膠工序是圖形轉(zhuǎn)換工藝中重要的步驟。涂膠的質(zhì)量直接影響到所加工器件的缺陷密度。為了保證線寬的重復(fù)性和接下去的顯影時(shí)間,同一個(gè)樣品的膠厚均勻性和不同樣品間的膠厚一致性不應(yīng)超過±5nm(對(duì)于1.5um膠厚±0.3%)。光刻膠的目標(biāo)厚度的確定主要考慮膠自身的化學(xué)特性以及所要復(fù)制圖形中線條的及間隙的微細(xì)程度。太厚膠會(huì)導(dǎo)致邊緣覆蓋或連通、小丘或田亙狀膠貌、使成品率下降。在MEMS中、膠厚(烤后)在0.5-2um之間,而對(duì)于特殊微結(jié)構(gòu)制造,膠厚度有時(shí)希望1cm量級(jí)。在后者,旋轉(zhuǎn)涂膠將被鑄膠或等離子體膠聚合等方法取代。常規(guī)光刻膠涂布工序的優(yōu)化需要考慮滴膠速度、滴膠量、轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度和濕度等,這些因素的穩(wěn)定性很重要。根據(jù)性質(zhì)的不一樣,光刻膠可以分為正膠和負(fù)膠。在工藝發(fā)展的早期,負(fù)膠一直在光刻工藝中占主導(dǎo)地位,隨著VLSIIC和2~5微米圖形尺寸的出現(xiàn),負(fù)膠已不能滿足要求。隨后出現(xiàn)了正膠,但正膠的缺點(diǎn)是粘結(jié)能力差。功率器件光刻價(jià)格光刻膠的粘度決定了光刻膠的厚度范圍。

曝光后烘烤是化學(xué)放大膠工藝中很關(guān)鍵,也是反應(yīng)機(jī)理很復(fù)雜的一道工序。后烘過程中,化學(xué)放大膠內(nèi)存在多種反應(yīng)機(jī)制,情況復(fù)雜并相互影響。例如各反應(yīng)基團(tuán)的擴(kuò)散,蒸發(fā)將導(dǎo)致抗蝕刑的組成分布梯度變化:基質(zhì)樹脂中的去保護(hù)基團(tuán)會(huì)引起膠膜體積增加但當(dāng)烘烤溫度達(dá)到光刻膠的玻璃化溫度時(shí)基質(zhì)樹脂又并始變得稠密兩者同時(shí)又都會(huì)影響膠膜中酸的擴(kuò)散,且影響作用相反。這眾多的反應(yīng)機(jī)制都將影響到曝光圖形,因此烘烤的溫度、時(shí)間和曝光與烘烤之間停留的時(shí)間間隔都是影響曝光圖形線寬的重要因素。
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。在硅材料刻蝕當(dāng)中,硅針的刻蝕需要用到各向同性刻蝕,硅柱的刻蝕需要用到各項(xiàng)異性刻蝕。

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。掩膜版中鉻-石英版取得廣泛應(yīng)用。天津微納光刻
在曝光這一步中,將使用特定波長(zhǎng)的光對(duì)覆蓋襯底的光刻膠進(jìn)行選擇性地照射。湖北紫外光刻
基于掩模板圖形傳遞的光刻工藝可制作宏觀尺寸的微細(xì)結(jié)構(gòu),受光學(xué)衍射的極限,適用于微米以上尺度的微細(xì)結(jié)構(gòu)制作,部分優(yōu)化的光刻工藝可能具有亞微米的加工能力。例如,接觸式光刻的分辨率可能到達(dá)0.5μm,采用深紫外曝光光源可能實(shí)現(xiàn)0.1μm。但利用這種光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)宏觀面積的納米/亞微米圖形結(jié)構(gòu)的制作是可欲而不可求的。近年來,國內(nèi)外比較多學(xué)者相繼提出了超衍射極限光刻技術(shù)、周期減小光刻技術(shù)等,力求通過曝光光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)大面積的亞微米結(jié)構(gòu)制作,但這類新型的光刻技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。湖北紫外光刻