速度和加速度是決定勻膠獲得薄膜厚度的關(guān)鍵因素。襯底的旋轉(zhuǎn)速度控制著施加到樹脂上的離心力和樹脂上方空氣的湍流度。襯底由低速向旋轉(zhuǎn)速度的加速也會極大地影響薄膜的性能。由于樹脂在開始旋轉(zhuǎn)的幾圈內(nèi)就開始溶劑揮發(fā)過程,因此控制加速階段非常重要這個階段光刻膠會從中心向樣品周圍流動并鋪展開。在許多情況下,光刻膠中高達50%的基礎(chǔ)溶劑會在溶解的幾秒鐘內(nèi)蒸發(fā)掉。因此,使用“快速”工藝技術(shù),在很短的時間內(nèi)將光刻膠從樣品中心甩到樣品邊緣。在這種加速度驅(qū)動材料向襯底邊緣移動,使不均勻的蒸發(fā)小化,并克服表面張力以提高均勻性。高速度,高加速步驟后是一個更慢的干燥步驟和/或立即停止到0rpm。通過光刻技術(shù)制作出的微納結(jié)構(gòu)需進一步通過刻蝕或者鍍膜,才可獲得所需的結(jié)構(gòu)或元件。天津半導(dǎo)體光刻

濕法蝕刻工藝的原理是使用化學(xué)溶液將被刻蝕固體材料轉(zhuǎn)化為液體化合物。選擇性非常高,是因為所使用的腐蝕液可以非常精確地腐蝕特定薄膜。對于大多數(shù)刻蝕方案,選擇性大于100:1。濕法腐蝕必須滿足以下要求:1.不得腐蝕掩模層;2.選擇性必須高;3.蝕刻過程必須能夠通過用水稀釋來停止;4.反應(yīng)產(chǎn)物是氣態(tài)的少;5.整個過程中的蝕刻速率始終保持恒定;6.反應(yīng)產(chǎn)物一般是可溶,以避免顆粒;7.環(huán)境安全和廢液易于處置。光刻膠的粘度是一個非常重要的參數(shù),它對指導(dǎo)光刻膠的涂膠至為重要。黏度(viscosity)用于衡量光刻膠液體的可流動性。MEMS光刻外協(xié)高精度光刻決定了芯片的集成密度。

光源的穩(wěn)定性對于光刻工藝的一致性和可靠性至關(guān)重要。在光刻過程中,光源的微小波動都可能導(dǎo)致曝光劑量的不一致,從而影響圖形的對準精度和終端質(zhì)量。為了確保光源的穩(wěn)定性,光刻機通常采用先進的控制系統(tǒng),實時監(jiān)測和調(diào)整光源的強度和波長。這些系統(tǒng)能夠自動補償光源的波動,確保在整個光刻過程中保持穩(wěn)定的輸出功率和光譜特性。此外,對于長時間連續(xù)工作的光刻機,還需要對光源進行定期維護和校準,以確保其長期穩(wěn)定性和可靠性!
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)機制,情況復(fù)雜并相互影響。例如各反應(yīng)基團的擴散,蒸發(fā)將導(dǎo)致抗蝕刑的組成分布梯度變化:基質(zhì)樹脂中的去保護基團會引起膠膜體積增加但當(dāng)烘烤溫度達到光刻膠的玻璃化溫度時基質(zhì)樹脂又并始變得稠密兩者同時又都會影響膠膜中酸的擴散,且影響作用相反。這眾多的反應(yīng)機制都將影響到曝光圖形,因此烘烤的溫度、時間和曝光與烘烤之間停留的時間間隔都是影響曝光圖形線寬的重要因素。在硅材料刻蝕當(dāng)中,硅針的刻蝕需要用到各向同性刻蝕,硅柱的刻蝕需要用到各項異性刻蝕。

泛曝光是在不使用掩膜的曝光過程,會對未暴露的光刻膠區(qū)域進行曝光,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影響后續(xù)的工藝過程,因為曝光區(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劑量的兩到三倍。特別是在厚膠的情況下(>3um膠厚),在泛曝光時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間進行再吸水過程。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。濕法刻蝕包括三個基本過程:刻蝕、沖洗和甩干。天津半導(dǎo)體光刻
通過重復(fù)進行Si蝕刻、聚合物沉積、底面聚合物去除,可以進行縱向的深度蝕刻,側(cè)壁的凹凸因形似扇貝。天津半導(dǎo)體光刻
用O2等離子體對樣品整體處理,以清理顯影后可能的非望殘留。特別是負膠但也包括正膠,在顯影后會在原來膠-基板界面處殘留聚合物薄層,這個問題在結(jié)構(gòu)小于1um或大深-寬比的結(jié)構(gòu)中更為嚴重。當(dāng)然過程中留膠厚度也會降低,但是影響不會太大。在刻蝕或鍍膜之前需要硬烤以去除殘留的顯影液和水,并退火以改善由于顯影過程滲透和膨脹導(dǎo)致的界面接合狀況。同時提高膠的硬度和提高抗刻蝕性。硬烤溫度一般高達120度以上,時間也在20分左右。主要的限制是溫度過高會使圖形邊緣變差以及刻蝕后難以去除。天津半導(dǎo)體光刻