光刻(Photolithography)是一種圖形轉(zhuǎn)移的方法,在微納加工當(dāng)中不可或缺的技術(shù)。光刻是一個(gè)比較大的概念,其實(shí)它是有多步工序所組成的。1.清洗:清洗襯底表面的有機(jī)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(duì)準(zhǔn),在紫外光下曝光一定的時(shí)間。4.顯影:將曝光后的襯底在顯影液下顯影一定的時(shí)間,受過(guò)紫外線曝光的地方會(huì)溶解在顯影液當(dāng)中。5.后烘。將顯影后的襯底放置熱板上后烘,以增強(qiáng)光刻膠與襯底之前的粘附力。速度和加速度是決定勻膠獲得薄膜厚度的關(guān)鍵因素。北京微納光刻

對(duì)于透明基片的雙面光刻加工,其準(zhǔn)標(biāo)記可靈活設(shè)計(jì),沿目鏡的光軸上方的圖案區(qū)域如果是不透光的,該區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)成透光十字或透光方框作為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。如果目鏡光軸上方掩模板圖案區(qū)域是透光的,該區(qū)域設(shè)計(jì)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以設(shè)計(jì)成十字型或方框。不管是十字型還是方框型,都是參照內(nèi)部的邊和角進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)。綜合考慮到物距不一成像大小不同的因素,兩塊掩模板的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記也可以設(shè)計(jì)成大小不一的,以掩模板和基片標(biāo)記成像方便觀測(cè)對(duì)準(zhǔn)為原則。雙面光刻調(diào)制盤作為光路一部分用于約束光束,加工完成后,要用不透明的涂料涂覆標(biāo)記圖案及搜索線即可,即便沒(méi)有搜索線,由于小方框?qū)?zhǔn)標(biāo)記是透光的,也不免要用涂料涂覆,涂料對(duì)于測(cè)量狹縫和機(jī)械裝配公差配合沒(méi)有影響。深圳硅片光刻剝離工藝(lift-off)是指在有光刻膠圖形的掩膜上鍍膜后,再去除光刻膠獲得圖案化的金屬的工藝。

電子束曝光指使用電子束在表面上制造圖樣的工藝,是光刻技術(shù)的延伸應(yīng)用。它的特點(diǎn)是分辨率高、圖形產(chǎn)生與修改容易、制作周期短。它可分為掃描曝光和投影曝光兩大類,其中掃描曝光系統(tǒng)是電子束在工件面上掃描直接產(chǎn)生圖形,分辨率高,生產(chǎn)率低。投影曝光系統(tǒng)實(shí)為電子束圖形復(fù)印系統(tǒng),它將掩模圖形產(chǎn)生的電子像按原尺寸或縮小后復(fù)印到工件上,因此不僅保持了高分辨率,而且提高了生產(chǎn)率。電子束曝光系統(tǒng)一般包括如下配件:電子束源:熱電子發(fā)射和場(chǎng)發(fā)射、電磁透鏡系統(tǒng)、Stage系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。通常來(lái)說(shuō),電子束的束斑大小決定了曝光設(shè)計(jì)線寬,設(shè)計(jì)線寬應(yīng)至少為束斑的3倍以上。由于電子束的束斑大小和束流大小、光闌大小等直接的相關(guān),而束流大小、步距等又決定了曝光時(shí)間的長(zhǎng)短。因此,工作時(shí)需要綜合考慮決定采用的束流及工作模式。
第三代為掃描投影式光刻機(jī)。中間掩模版上的版圖通過(guò)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(qiáng)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(jí)。第四代為步進(jìn)式掃描投影光刻機(jī)。以掃描的方式實(shí)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(diǎn)提升一個(gè)臺(tái)階。實(shí)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(jí)。第五代為EUV光刻機(jī)。采用波長(zhǎng)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(zhǎng)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。光刻過(guò)程中需確保光源、掩模和硅片之間的高精度對(duì)齊。

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(guò)程與時(shí)間沒(méi)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(guò)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(guò)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(lái)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。通過(guò)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。重慶光刻多少錢
我國(guó)光學(xué)掩膜版的發(fā)展。北京微納光刻
二氧化硅的濕法刻蝕通常使用HF。因?yàn)?∶1的HF(H2O中49%的HF)在室溫下刻蝕氧化物速度過(guò)快,所以很難用1∶1的HF控制氧化物的刻蝕。一般用水或緩沖溶劑如氟化銨(NH4F)進(jìn)一步稀釋HF降低氧化物的刻蝕速率,以便控制刻蝕速率和均勻性。氧化物濕法刻蝕中所使用的溶液通常是6∶1稀釋的HF緩沖溶液,或10∶1和100∶1的比例稀釋后的HF水溶液。的半導(dǎo)體制造中,每天仍進(jìn)行6∶1的緩沖二氧化硅刻蝕(BOE)和100∶1的HF刻蝕。如果監(jiān)測(cè)CVD氧化層的質(zhì)量,可以通過(guò)比較CVD二氧化硅的濕法刻蝕速率和熱氧化法生成的二氧化硅濕法刻蝕速率,這就是所謂的濕法刻蝕速率比。熱氧化之前,HF可用于預(yù)先剝除硅晶圓表面上的原生氧化層。北京微納光刻