第三代為掃描投影式光刻機(jī)。中間掩模版上的版圖通過光學(xué)透鏡成像在基片表面,有效地提高了成像質(zhì)量,投影光學(xué)透鏡可以是1∶1,但大多數(shù)采用精密縮小分步重復(fù)曝光的方式(如1∶10,1∶5,1∶4)。IC版圖面積受限于光源面積和光學(xué)透鏡成像面積。光學(xué)曝光分辨率增強等光刻技術(shù)的突破,把光刻技術(shù)推進(jìn)到深亞微米及百納米級。第四代為步進(jìn)式掃描投影光刻機(jī)。以掃描的方式實現(xiàn)曝光,采用193nm的KrF準(zhǔn)分子激光光源,分步重復(fù)曝光,將芯片的工藝節(jié)點提升一個臺階。實現(xiàn)了跨越式發(fā)展,將工藝推進(jìn)至180~130nm。隨著浸入式等光刻技術(shù)的發(fā)展,光刻推進(jìn)至幾十納米級。第五代為EUV光刻機(jī)。采用波長為13.5nm的激光等離子體光源作為光刻曝光光源。即使其波長是193nm的1/14,幾乎逼近物理學(xué)、材料學(xué)以及精密制造的極限。通過重復(fù)進(jìn)行Si蝕刻、聚合物沉積、底面聚合物去除,可以進(jìn)行縱向的深度蝕刻,側(cè)壁的凹凸因形似扇貝。廣東ICP材料刻蝕

視頻圖像處理對準(zhǔn)技術(shù),是指在光刻套刻的過程中,掩模圖樣與硅片基板之間基本上只存在相對旋轉(zhuǎn)和平移,充分利用這一有利條件,結(jié)合機(jī)器視覺映射技術(shù),利用相機(jī)采集掩模圖樣與硅片基板的對位標(biāo)記信號。此種方法看上去雖然與雙目顯微鏡對準(zhǔn)有些類似,但是實質(zhì)其實有所不同。場像處理對準(zhǔn)技術(shù)是通過CCDS攝像對兩個對位標(biāo)記圖像進(jìn)行采集、濾波、特征提取等處理,通過圖像處理單元進(jìn)行精確定位和匹配參數(shù)計算,求得掩模圖樣與硅片基板之間的相對旋轉(zhuǎn)和平移量,然后進(jìn)行相位補償和平移量補償,自動完成對準(zhǔn)的過程。其光源一般是寬帶的鹵素?zé)?,波長在550~800nm。相對于其他的對準(zhǔn)方式其具有對準(zhǔn)精度高、結(jié)構(gòu)簡單、可操作性強、效率高的優(yōu)勢。其對準(zhǔn)精度誤差主要來自于圖像處理過程。因此,選擇合適的圖像處理算法顯得尤為重要。激光器光刻技術(shù)每一代光刻機(jī)的進(jìn)步都伴隨著挑戰(zhàn)與突破。

光刻對準(zhǔn)技術(shù)是曝光前一個重要步驟作為光刻的三大主要技術(shù)之一,一般要求對準(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,對準(zhǔn)精度要求也越來越高,例如針對45am線寬尺寸,對準(zhǔn)精度要求在5am左右。受光刻分辨力提高的推動,對準(zhǔn)技術(shù)也經(jīng)歷迅速而多樣的發(fā)展。從對準(zhǔn)原理上及標(biāo)記結(jié)構(gòu)分類,對準(zhǔn)技術(shù)從早期的投影光刻中的幾何成像對準(zhǔn)方式,包括視頻圖像對準(zhǔn)、雙目顯微鏡對準(zhǔn)等,一直到后來的波帶片對準(zhǔn)方式、干涉強度對準(zhǔn)、激光外差干涉以及莫爾條紋對準(zhǔn)方式。
濕法刻蝕利用化學(xué)溶液溶解晶圓表面的材料,達(dá)到制作器件和電路的要求。濕法刻蝕化學(xué)反應(yīng)的生成物是氣體、液體或可溶于刻蝕劑的固體。包括三個基本過程:刻蝕、沖洗和甩干。濕法蝕刻的微觀反應(yīng)過程,首先溶液里的反應(yīng)物利用濃度差通過擴(kuò)散作用達(dá)到被蝕刻薄膜表面,然后反應(yīng)物與薄膜表面的分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),并產(chǎn)生各種生成物,生成物通過擴(kuò)散作用到達(dá)溶液中,隨著溶液被排出。濕法蝕刻的影響因素分別為:反應(yīng)溫度,溶液濃度,蝕刻時間和溶液的攪拌作用。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,溫度越高,反應(yīng)物濃度越大,蝕刻速率越快,蝕刻時間越短,攪拌作用可以加速反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量傳輸,相當(dāng)于加快擴(kuò)散速度,增加反應(yīng)速度。濕法蝕刻的影響因素分別為:反應(yīng)溫度,溶液濃度,蝕刻時間和溶液的攪拌作用。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,溫度越高,反應(yīng)物濃度越大,蝕刻速率越快,蝕刻時間越短,攪拌作用可以加速反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量傳輸,相當(dāng)于加快擴(kuò)散速度,增加反應(yīng)速度。光刻機(jī)的校準(zhǔn)和維護(hù)是確保高質(zhì)量產(chǎn)出的基礎(chǔ)。

光刻工藝就是將光學(xué)掩膜版的圖形轉(zhuǎn)移至光刻膠中。掩膜版按基板材料分為樹脂和玻璃基板,其中玻璃基板又包含石英玻璃,硅硼玻璃,蘇打玻璃等,石英玻璃硬度高,熱膨脹系數(shù)低但價格較高等主要用于高精度領(lǐng)域;按光學(xué)掩膜版的遮光材料可分為乳膠遮光模和硬質(zhì)遮光膜,硬質(zhì)遮光膜又細(xì)分為鉻,硅,硅化鉬,氧化鐵等。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,鉻-石英版因其性能穩(wěn)定,耐用性,精度高等在該領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。我國的光學(xué)掩膜版制作始于20世紀(jì)60年代,當(dāng)時基板主要進(jìn)口日本“櫻花”玻璃及美國柯達(dá)玻璃。1978年,我國大連玻璃廠當(dāng)時實現(xiàn)制版玻璃的產(chǎn)業(yè)化,成品率10%左右。80年代后期,基板主要采用平拉玻璃。到90年代,浮法玻璃技術(shù)技術(shù)較為成熟,開始使用浮法玻璃作為基板,2005年使用超白浮法玻璃作為基板。2010年以后,光掩?;迨⒉Aч_始投產(chǎn),其質(zhì)量能基本滿足IC產(chǎn)業(yè)光掩模版基板的高精度需求。隨著市場對大直徑硅片的需求,大尺寸玻璃基板也同時趨向于大型化,對光掩模石英玻璃基板也提出了更高的要求。光刻機(jī)經(jīng)歷了5代產(chǎn)品發(fā)展,每次改進(jìn)和創(chuàng)新都提升了光刻機(jī)所能實現(xiàn)的工藝節(jié)點。東莞數(shù)字光刻
高通量光刻技術(shù)提升了生產(chǎn)效率,降低了成本。廣東ICP材料刻蝕
現(xiàn)有光刻主要利用的是光刻膠中光敏分子的單光子吸收效應(yīng)所誘導(dǎo)的光化學(xué)反應(yīng)。光敏分子吸收一個能量大于其比較低躍遷能級的光子,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),經(jīng)過電子態(tài)之間的轉(zhuǎn)移生成活性種,誘發(fā)光聚合、光分解等化學(xué)反應(yīng),使光刻膠溶解特性發(fā)生改變。光刻分辨率的物理極限與光源波長和光刻物鏡數(shù)值孔徑呈線性關(guān)系,提高光刻分辨率主要通過縮短光刻光源波長來實現(xiàn)。盡管使用的光刻光源波長從可見光(G線,436nm)縮短到紫外(Ⅰ線,365nm)、深紫外(KrF,248nm;ArF,193nm)甚至極紫外(EUV,13.5nm)波段,由于光學(xué)衍射極限的限制,其分辨率極限在半個波長左右。廣東ICP材料刻蝕