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。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)。浙江真空鍍膜

雙面對(duì)準(zhǔn)光刻機(jī)采用底部對(duì)準(zhǔn)(BSA)技術(shù),能實(shí)現(xiàn)“雙面對(duì)準(zhǔn),單面曝光”。該設(shè)備對(duì)準(zhǔn)精度高,適用于大直徑基片。在對(duì)準(zhǔn)過程中,圖形處理技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用。其基本工作原理是將CCD攝像頭采集得到的連續(xù)模擬圖像信號(hào)經(jīng)圖像采集卡模塊的D/A轉(zhuǎn)換,變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào),然后再由圖像處理模塊完成對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)的運(yùn)算處理,這主要包括圖像預(yù)處理、圖像的分割、匹配等算法的實(shí)現(xiàn)。為有效提取對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的邊緣,對(duì)獲取的標(biāo)記圖像通常要進(jìn)行預(yù)處理以便提取出圖像中標(biāo)記的邊緣,這包括:減小和濾除圖像中的噪聲,增強(qiáng)圖像的邊緣等。光刻膠根據(jù)其感光樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)也可以分為光交聯(lián)性、光聚合型、光分解型和化學(xué)放大型。河北激光器光刻每一代光刻機(jī)的進(jìn)步都伴隨著挑戰(zhàn)與突破。

曝光顯影后存留在光刻膠上的圖形(被稱為當(dāng)前層(currentlayer)必須與晶圓襯底上已有的圖形(被稱為參考層(referencelayer))對(duì)準(zhǔn)。這樣才能保證器件各部分之間連接正確。對(duì)準(zhǔn)誤差太大是導(dǎo)致器件短路和斷路的主要原因之一,它極大地影響器件的良率。在集成電路制造的流程中,有專門的設(shè)備通過測(cè)量晶圓上當(dāng)前圖形(光刻膠圖形)與參考圖形(襯底內(nèi)圖形)之間的相對(duì)位置來確定套刻的誤差(overlay)。套刻誤差定量地描述了當(dāng)前的圖形相對(duì)于參考圖形沿X和Y方向的偏差,以及這種偏差在晶圓表面的分布。與圖形線寬(CD)一樣,套刻誤差也是監(jiān)測(cè)光刻工藝好壞的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。理想的情況是當(dāng)前層與參考層的圖形正對(duì)準(zhǔn),即套刻誤差是零。為了保證設(shè)計(jì)在上下兩層的電路能可靠連接,當(dāng)前層中的某一點(diǎn)與參考層中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的對(duì)準(zhǔn)偏差必須小于圖形間距的1/3。
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)。用來吸片的真空泵一般選擇無油泵,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,被國外巨頭壟斷,國產(chǎn)化任重道遠(yuǎn)。莫爾條紋是兩條光柵或其他兩個(gè)物體之間,當(dāng)它們以一定的角度和頻率運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生干涉條紋圖案。

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。勻膠機(jī)的轉(zhuǎn)速精度是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。光刻廠商
曝光后烘烤是化學(xué)放大膠工藝中關(guān)鍵,也是反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜的一道工序。浙江真空鍍膜
在光刻膠技術(shù)數(shù)據(jù)表中,會(huì)給出一些參考的曝光劑量值,通常,這里所寫的值是用單色i-線或者BB-UV曝光。正膠和負(fù)膠的光反應(yīng)通常是一個(gè)單光子過程與時(shí)間沒太大關(guān)系。因此,在原則上需要多長(zhǎng)時(shí)間(從脈沖激光的飛秒到接觸光刻的秒到激光干涉光刻的小時(shí))并不重要,作為強(qiáng)度和時(shí)間的產(chǎn)物,作用在在光刻膠上的劑量是光強(qiáng)與曝光時(shí)間的產(chǎn)物。在增加光強(qiáng)和光刻膠厚度較大的時(shí)候,必須考慮曝光過程中產(chǎn)生的熱量和氣體(如正膠和圖形反轉(zhuǎn)膠中的N2排放)從光刻膠膜中排出時(shí)間因?yàn)闊崃亢蜌怏w會(huì)導(dǎo)致光刻膠膜產(chǎn)生熱和機(jī)械損傷。襯底的反射率對(duì)光刻膠膜實(shí)際吸收的曝光強(qiáng)度有影響,特別是對(duì)于薄的光學(xué)光刻膠膜。玻璃晶圓的短波光強(qiáng)反射約10%,硅晶片反射約30%,金屬薄膜的反射系數(shù)可超過90%。哪一種曝光劑量是“比較好”也取決于光刻工藝的要求。有時(shí)候稍微欠曝光可以減小這種襯底反射帶來的負(fù)面影響。在厚膠情況下,足夠的曝光劑量是后續(xù)合理的較短顯影時(shí)間的保障。浙江真空鍍膜