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。下一代光刻技術(shù)將探索更多光源類型和圖案化方法。江西功率器件光刻

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。硬烘干可以達到這個目的,這一步驟也被稱為堅膜。在這過程中,利用高溫處理,可以除去光刻膠中剩余的溶劑、增強光刻膠對硅片表面的附著力,同時提高光刻膠在隨后刻蝕和離子注入過程中的抗蝕性能力。另外,高溫下光刻膠將軟化,形成類似玻璃體在高溫下的熔融狀態(tài)。這會使光刻膠表面在表面張力作用下圓滑化,并使光刻膠層中的缺陷減少,這樣修正光刻膠圖形的邊緣輪廓。江西功率器件光刻光刻套刻的對準(zhǔn)與誤差。

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。在剝離工藝中,有幾種關(guān)鍵因素影響得到的金屬形貌。1.光刻膠的厚度。光刻膠厚度需大于金屬厚度,一般光刻膠厚度在金屬厚度的三倍以上膠面上的金屬更易成功剝離。2.光刻膠種類。紫外光刻中,正膠光刻膠一般為“正梯形”,負膠光刻膠側(cè)壁形貌一般為“倒梯性”?!暗固菪巍钡墓饪棠z更容易剝離,故在剝離工藝中常使用負膠。3.鍍膜工藝。蒸發(fā)鍍膜相比濺射鍍膜在光刻膠側(cè)壁更少鍍上金屬,因此蒸發(fā)鍍膜更易剝離。
第三代為掃描投影式光刻機。中間掩模版上的版圖通過光學(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)曝光分辨率增強等光刻技術(shù)的突破,把光刻技術(shù)推進到深亞微米及百納米級。第四代為步進式掃描投影光刻機。以掃描的方式實現(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)點提升一個臺階。實現(xiàn)了跨越式發(fā)展,將工藝推進至180~130nm。隨著浸入式等光刻技術(shù)的發(fā)展,光刻推進至幾十納米級。第五代為EUV光刻機。采用波長為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。高精度的微細結(jié)構(gòu)可以通過電子束直寫或激光直寫制作,這類光刻技術(shù),像“寫字”一樣。

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。浸入式光刻技術(shù)明顯提高了分辨率。江西功率器件光刻
掩膜版中鉻-石英版取得廣泛應(yīng)用。江西功率器件光刻
在反轉(zhuǎn)工藝下,通過適當(dāng)?shù)墓に噮?shù),可以獲得底切的側(cè)壁形態(tài)。這種方法的主要應(yīng)用領(lǐng)域是剝離過程,在剝離過程中,底切的形態(tài)可以防止沉積的材料在光刻膠邊緣和側(cè)壁上形成連續(xù)薄膜,有助于獲得干凈的剝離光刻膠結(jié)構(gòu)。在圖像反轉(zhuǎn)烘烤步驟中,光刻膠的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性可以得到部分改善。因此,光刻膠在后續(xù)的工藝中如濕法、干法蝕刻以及電鍍中都體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。然而,這些優(yōu)點通常被比較麻煩的圖像反轉(zhuǎn)處理工藝的缺點所掩蓋。如額外增加的處理步驟很難或幾乎不可能獲得垂直的光刻膠側(cè)壁結(jié)構(gòu)。因此,圖形反轉(zhuǎn)膠更多的是被應(yīng)用于光刻膠剝離應(yīng)用中。與正膠相比,圖形反轉(zhuǎn)工藝需要反轉(zhuǎn)烘烤和泛曝光步驟,這兩個步驟使得曝光的區(qū)域在顯影液中不能溶解,并且使曝光中尚未曝光的區(qū)域能夠被曝光。沒有這兩個步驟,圖形反轉(zhuǎn)膠表現(xiàn)為具有與普通正膠相同側(cè)壁的側(cè)壁結(jié)構(gòu),只有在圖形反轉(zhuǎn)工藝下才能獲得底切側(cè)壁結(jié)構(gòu)的光刻膠輪廓形態(tài)。江西功率器件光刻