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。速度和加速度是決定勻膠獲得薄膜厚度的關(guān)鍵因素。上海功率器件光刻

當(dāng)圖形尺寸大于3μm時(shí)，濕法刻蝕廣用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的圖形化過程。濕法刻蝕具有非常好的選擇性和高刻蝕速率，這根據(jù)刻蝕劑的溫度和厚度而定。比如，氫氟酸（HF）刻蝕二氧化硅的速度很快，但如果單獨(dú)使用卻很難刻蝕硅。因此在使用氫氟酸刻蝕硅晶圓上的二氧化硅層時(shí)，硅襯底就能獲得很高的選擇性。相對(duì)于干法刻蝕，濕法刻蝕的設(shè)備便宜很多，因?yàn)樗恍枰婵?、射頻和氣體輸送等系統(tǒng)。然而當(dāng)圖形尺寸縮小到3μm以下時(shí)，由于濕法刻蝕為等向性刻蝕輪廓（見圖2），因此繼續(xù)使用濕法刻蝕作為圖形化刻蝕就變得非常困難，利用濕法刻蝕處理圖形尺寸小于3μm的密集圖形是不可能的。由于等離子體刻蝕具有非等向性刻蝕輪廓，在更精密的圖形化刻蝕中，等離子體刻蝕就逐漸取代了濕法刻蝕。濕法刻蝕因高選擇性被用于剝除晶圓表面的整面全區(qū)薄膜。天津材料刻蝕加工平臺(tái)光刻膠用原材料更偏向于客制化產(chǎn)品。

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。

泛曝光是在不使用掩膜的曝光過程，會(huì)對(duì)未暴露的光刻膠區(qū)域進(jìn)行曝光，從而可以在后續(xù)的顯影過程被溶解顯影。為了使光刻膠輪廓延伸到襯底，(襯底附近)光刻膠區(qū)域也應(yīng)獲得足夠的曝光劑量。泛曝光的劑量過大并不會(huì)影響后續(xù)的工藝過程，因?yàn)槠毓鈪^(qū)域的光刻膠在反轉(zhuǎn)烘烤過程中已經(jīng)不再感光。因此，我們建議泛曝光的劑量至少是在正膠工藝模式下曝光相同厚度的光刻膠膠膜所需要?jiǎng)┝康膬傻饺丁Ｌ貏e是在厚膠的情況下(>3um膠厚)，在泛曝光時(shí)下面這些情況也要考慮同樣的事情，這也與后正膠的曝光相關(guān):由于光刻膠在反轉(zhuǎn)烘烤步驟后是不含水分，而DNQ基光刻膠的曝光過程是需要水的，因此在泛曝光前光刻膠也需時(shí)間進(jìn)行再吸水過程。由于泛曝光的曝光劑量較大，曝光過程中氮的釋放可能導(dǎo)致氣泡或裂紋的形成。光刻膠的選擇直接影響芯片的性能和良率。

光刻是集成電路和半導(dǎo)體器件制造工藝中的關(guān)鍵性技術(shù)，其工藝質(zhì)量直接影響器件成品率、可靠性、器件性能以及使用壽命等參數(shù)指標(biāo)的穩(wěn)定和提高，就目前光刻工藝而言，工藝設(shè)備的穩(wěn)定性、工藝材料以及人工參與的影響等都會(huì)對(duì)后續(xù)器件成品率及可靠性產(chǎn)生影響。利用光刻機(jī)發(fā)出的光通過具有圖形的光罩對(duì)涂有光刻膠的薄片曝光，光刻膠見光后會(huì)發(fā)生性質(zhì)變化，從而使光罩上得圖形復(fù)印到薄片上，從而使薄片具有電子線路圖的作用。這就是光刻的作用，類似照相機(jī)照相。照相機(jī)拍攝的照片是印在底片上，而光刻刻的不是照片，而是電路圖和其他電子元件。簡(jiǎn)單點(diǎn)來說，光刻機(jī)就是放大的單反，光刻機(jī)就是將光罩上的設(shè)計(jì)好集成電路圖形通過光線的曝光印到光感材料上，形成圖形。光刻圖案的復(fù)雜性隨著制程的進(jìn)步而不斷增加。天津材料刻蝕加工平臺(tái)

圖形反轉(zhuǎn)膠的顯影過程。上海功率器件光刻

鋁（Aluminium）是一種銀白色輕金屬，密度為2.70g/cm3。熔點(diǎn)660℃。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液，難溶于水。在常溫下能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁的濕法刻蝕溶液主要是磷酸、硝酸、醋酸以及水的混合溶液，其中，磷酸為主腐蝕液，硝酸為氧化劑、催化劑，醋酸作緩沖劑、活性劑，改善表面壓力；腐蝕液溫度越高，腐蝕速率越快。光刻工藝使用的光源為紫外全譜，之后慢慢發(fā)展到使用G線和I線紫外光作為光源。在G線和I線光刻工藝中，光刻膠的基體材料主要為酚醛樹脂，其由對(duì)甲酚、間甲酚與甲醛縮合得到，采用的感光化合物為重氮萘醌化合物。其曝光顯影機(jī)理主要為：（1）在未曝光區(qū)，重氮萘醌與光刻膠基體酚醛樹脂會(huì)形成分子間氫鍵、靜電相互作用等，從而起到抑制溶解的作用；（2）在曝光區(qū)，重氮萘醌在光照條件下分解生成羧酸，進(jìn)而易與堿性的TMAH顯影液發(fā)反應(yīng)，起到促進(jìn)光刻膠溶解的作用。TMAH溶液相較于氫氧化鉀水溶液等堿性溶液，其不含金屬離子，在先進(jìn)制程中可以減小因金屬離子帶來的缺陷問題。上海功率器件光刻