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構,受光學衍射的極限,適用于微米以上尺度的微細結構制作,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0.1μm。但利用這種光刻技術實現宏觀面積的納米/亞微米圖形結構的制作是可欲而不可求的。近年來,國內外比較多學者相繼提出了超衍射極限光刻技術、周期減小光刻技術等,力求通過曝光光刻技術實現大面積的亞微米結構制作,但這類新型的光刻技術尚處于實驗室研究階段。掩膜版中鉻-石英版取得廣泛應用。四川光刻技術

光刻(Photolithography)是一種圖形轉移的方法,在微納加工當中不可或缺的技術。光刻是一個比較大的概念,其實它是有多步工序所組成的。1.清洗:清洗襯底表面的有機物。2.旋涂:將光刻膠旋涂在襯底表面。3.曝光。將光刻版與襯底對準,在紫外光下曝光一定的時間。4.顯影:將曝光后的襯底在顯影液下顯影一定的時間,受過紫外線曝光的地方會溶解在顯影液當中。5.后烘。將顯影后的襯底放置熱板上后烘,以增強光刻膠與襯底之前的粘附力。圖形光刻加工邊緣效應管理是光刻工藝中的一大挑戰(zhàn)。

光刻是集成電路和半導體器件制造工藝中的關鍵性技術,其工藝質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指標的穩(wěn)定和提高,就目前光刻工藝而言,工藝設備的穩(wěn)定性、工藝材料以及人工參與的影響等都會對后續(xù)器件成品率及可靠性產生影響。利用光刻機發(fā)出的光通過具有圖形的光罩對涂有光刻膠的薄片曝光,光刻膠見光后會發(fā)生性質變化,從而使光罩上得圖形復印到薄片上,從而使薄片具有電子線路圖的作用。這就是光刻的作用,類似照相機照相。照相機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。簡單點來說,光刻機就是放大的單反,光刻機就是將光罩上的設計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。
光刻對準技術是曝光前一個重要步驟作為光刻的三大主要技術之一,一般要求對準精度為細線寬尺寸的1/7---1/10。隨著光刻分辨力的提高,對準精度要求也越來越高,例如針對45am線寬尺寸,對準精度要求在5am左右。受光刻分辨力提高的推動,對準技術也經歷迅速而多樣的發(fā)展。從對準原理上及標記結構分類,對準技術從早期的投影光刻中的幾何成像對準方式,包括視頻圖像對準、雙目顯微鏡對準等,一直到后來的波帶片對準方式、干涉強度對準、激光外差干涉以及莫爾條紋對準方式。氧等離子普遍用于光刻膠去除。

在光學光刻中,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光刻。掩膜版的制作則是通過無掩膜光刻技術得到。設計圖案由于基本只用一次,一般使用激光直寫技術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。自適應光刻技術可根據不同需求調整參數。四川光刻技術
光刻膠的固化過程需要精確控制溫度和時間。四川光刻技術
高精度的微細結構可以通過電子束直寫或激光直寫制作,這類光刻技術,像“寫字”一樣,通過控制聚焦電子束(光束)移動書寫圖案進行曝光,具有比較高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低,尤其在大面積制作方面捉襟見肘,目前直寫光刻技術適用于小面積的微納結構制作。近年來,三維浮雕微納結構的需求越來越大,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺階微光學元件等。據悉,某公司新上市的手機產品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學元件,以及當下如火如荼的無人駕駛技術中激光雷達光學系統(tǒng)也用到了復雜的微光學元件。這類精密的微納結構光學元件需采用灰度光刻技術進行制作。直寫技術,通過在光束移動過程中進行相應的曝光能量調節(jié),可以實現良好的灰度光刻能力。四川光刻技術