基于光刻工藝的微納加工技術(shù)主要包含以下過程:掩模(mask)制備、圖形形成及轉(zhuǎn)移(涂膠、曝光、顯影)、薄膜沉積、刻蝕、外延生長、氧化和摻雜等。在基片表面涂覆一層某種光敏介質(zhì)的薄膜(抗蝕膠),曝光系統(tǒng)把掩模板的圖形投射在(抗蝕膠)薄膜上,光(光子)的曝光過程是通過光化學(xué)作用使抗蝕膠發(fā)生光化學(xué)作用,形成微細圖形的潛像,再通過顯影過程使剩余的抗蝕膠層轉(zhuǎn)變成具有微細圖形的窗口,后續(xù)基于抗蝕膠圖案進行鍍膜、刻蝕等可進一步制作所需微納結(jié)構(gòu)或器件。光刻技術(shù)的每一步進展都促進了信息時代的發(fā)展。吉林硅片光刻

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。深圳功率器件光刻SU-8光刻膠在近紫外光(365nm-400nm)范圍內(nèi)光吸收度很低。

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)合機器視覺映射技術(shù),利用相機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)記圖像進行采集、濾波、特征提取等處理,通過圖像處理單元進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。
光刻膠旋涂是特別是厚膠的旋涂和方形襯底勻膠時,會在襯底的邊緣形成膠厚的光刻膠邊即是所謂的邊膠,即光刻膠的邊緣突起,在使用接觸式光刻的情況下會導(dǎo)致光刻膠曝光的圖案分辨率低、尺寸誤差大或顯影后圖案的側(cè)壁不陡直等。如果無法通過自動化設(shè)備完成去邊角工藝(EBR)的話,以通過以下措施幫助減少/消除邊膠:盡可能使用圓形基底;使用高加速度,高轉(zhuǎn)速;在前烘前等待一段時間;調(diào)整良好旋涂腔室保證襯底與襯底托盤之間緊密接觸;非圓形襯底:如有可能的話,可將襯底邊緣有邊珠的位置一起裁切掉,或用潔凈間的刷子將邊膠刷洗掉。雙面鍍膜光刻是針對硅及其它半導(dǎo)體基片發(fā)展起來的加工技術(shù)。

基于掩模板圖形傳遞的光刻工藝可制作宏觀尺寸的微細結(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0.5μm,采用深紫外曝光光源可能實現(xiàn)0.1μm。但利用這種光刻技術(shù)實現(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)尚處于實驗室研究階段。刻膠顯影完成后,圖形就基本確定,不過還需要使光刻膠的性質(zhì)更為穩(wěn)定。貴州光刻服務(wù)
光刻膠的選擇直接影響芯片的性能和良率。吉林硅片光刻
在光學(xué)光刻中,光致抗蝕劑通過光掩模用紫外光曝光。紫外接觸式曝光機使用了較短波長的光(G線435nm,H線405nm,I線365nm)。接觸光刻機屬于這種光學(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,工件臺控制系統(tǒng),計算機控制系統(tǒng)等。吉林硅片光刻