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)。在基片兩面制作光刻圖樣并且實(shí)現(xiàn)映射對準(zhǔn)曝光,如果圖樣不是軸向?qū)ΨQ的,往往需要事先設(shè)計(jì)圖樣成鏡像關(guān)系的兩塊掩模板,每塊掩模板用于基片一個表面的曝光,加工設(shè)備的高精度掩模—基片對準(zhǔn)技術(shù)是關(guān)鍵。對于玻璃基片,設(shè)計(jì)對準(zhǔn)標(biāo)記并充分利用其透明屬性,可以方便對準(zhǔn)操作,提高對準(zhǔn)精度。光學(xué)玻璃基片,表面光潔度不如晶圓,需要事先經(jīng)過光學(xué)拋光的工藝處理。玻璃基片的透光性是個可利用的屬性,物鏡可以直接透過基片看到掩模板的對準(zhǔn)標(biāo)記。數(shù)字顯微鏡可以不斷變焦觀察掩模板和基片的對準(zhǔn)情形,不再以關(guān)聯(lián)物鏡參照系的數(shù)字存儲圖像為基準(zhǔn),則調(diào)焦引起的物鏡抖動對于對準(zhǔn)精度不再發(fā)生作用。這就是玻璃基片的透明屬性帶來的好處。底部對準(zhǔn)( BSA)技術(shù),能實(shí)現(xiàn)“ 雙面對準(zhǔn),單面曝光”。安徽光刻實(shí)驗(yàn)室

在勻膠工藝中,轉(zhuǎn)速的快慢和控制精度直接關(guān)系到旋涂層的厚度控制和膜層均勻性。勻膠機(jī)的轉(zhuǎn)速精度是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。用來吸片的真空泵一般選擇無油泵,上配有壓力表,同時現(xiàn)在很多勻膠機(jī)有互鎖,未檢測的真空將不會啟動。有時會出現(xiàn)膠液進(jìn)入真空管道的現(xiàn)象,有的勻膠機(jī)廠商會在某一段管路加一段"U型"管路,降低異物進(jìn)入真空管道的影響。光刻膠主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、顯示面板與印制電路板等三大領(lǐng)域。其中,半導(dǎo)體光刻膠技術(shù)難度高,主要被美日企業(yè)壟斷。據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示,全球光刻膠市場中,LCD光刻膠、PCB光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠產(chǎn)品占比較為平均。相比之下,中國光刻膠生產(chǎn)能力主要集中PCB光刻膠,占比高達(dá)約94%;半導(dǎo)體光刻膠由于技術(shù)壁壘較高占約2%。此外,光刻膠是生產(chǎn)28nm、14nm乃至10nm以下制程的關(guān)鍵,被國外巨頭壟斷,國產(chǎn)化任重道遠(yuǎn)。北京曝光光刻厚膠光學(xué)光刻是一種很重要的方法和手段,具有廣闊的應(yīng)用前景是微納加工技術(shù)研究中十分活躍的領(lǐng)域。

UV-LED光源作為一種新興光源,近幾年技術(shù)獲得了極大的進(jìn)步,在光刻機(jī)上同樣作為光源使用。與傳統(tǒng)汞燈相比,具有光強(qiáng)更高、穩(wěn)定性更好的特點(diǎn),可節(jié)省電能約50%,壽命延長5倍~10倍。一支汞燈的使用壽命通常在800~1000h,在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)中,通常24h保持工作狀態(tài),能耗極大,隨著持續(xù)使用光強(qiáng)快速衰減,需要根據(jù)工藝需求不斷對汞燈位置進(jìn)行校正,調(diào)節(jié)光強(qiáng)大小以滿足曝光時光強(qiáng)求。UV-LED光源采用電子快門技術(shù),曝光結(jié)束后LED自動關(guān)閉,間斷性的使用極大地延長了LED的使用時間,曝光光強(qiáng)可以通過調(diào)節(jié)燈珠功率實(shí)現(xiàn),操作簡單方便。套刻精度(OverlayAccuracy)的基本含義是指前后兩道光刻工序之間兩者圖形的對準(zhǔn)精度,如果對準(zhǔn)的偏差過大,就會直接影響產(chǎn)品的良率。一般光刻機(jī)廠商會提供每臺設(shè)備的極限套刻精度。套刻精度作為是光刻機(jī)的另一個非常重要的技術(shù)指標(biāo),不同光刻機(jī)會采用不同的對準(zhǔn)系統(tǒng),與此同時每層圖形的對準(zhǔn)標(biāo)記也有所不同。
SU-8光刻膠在近紫外光(365nm-400nm)范圍內(nèi)光吸收度很低,且整個光刻膠層所獲得的曝光量均勻一致,可得到具有垂直側(cè)壁和高深寬比的厚膜圖形;它還具有良好的力學(xué)性能、抗化學(xué)腐蝕性和熱穩(wěn)定性;在受到紫外輻射后發(fā)生交聯(lián),是一種化學(xué)擴(kuò)大負(fù)性膠,可以形成臺階等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的圖形;在電鍍時可以直接作為絕緣體使用。SU-具有分子量低、溶解度好、透明度高、可形成光滑膜層、玻璃化溫度(Tg)低、粘度可降低、單次旋涂可得超厚膜層(650μm)、涂層厚度均勻、高寬比大(10:1)、耐化學(xué)性優(yōu)異、生物相容性好(微流控芯片)的特點(diǎn)。SU-8光刻膠具有許多優(yōu)異的性能,可以制造數(shù)百Lm甚至1000Lm厚、深寬比可達(dá)50的MEMS微結(jié)構(gòu),在一定程度上代替了LIGA技術(shù),而成本降低,成為近年來研究的一個熱點(diǎn)。但眾所周知,SU-8對工藝參數(shù)的改變非常敏感,且固化厚的光刻膠難以徹底的消除。這些工藝參數(shù)包括襯底類型、基片預(yù)處理、前烘溫度和時間、曝光時間、中烘溫度和時間、顯影方式和時間等。光刻間的照明光為黃光。

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(diǎn)通常被比較麻煩的圖像反轉(zhuǎn)處理工藝的缺點(diǎn)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)。濕法刻蝕較普遍、也是成本較低的刻蝕方法,大部份的濕刻蝕液均是各向同性的。貴州真空鍍膜工藝
光刻過程中需避免光線的衍射和散射。安徽光刻實(shí)驗(yàn)室
在光刻膠技術(shù)數(shù)據(jù)表中,會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)通常是一個單光子過程與時間沒太大關(guān)系。因此,在原則上需要多長時間(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)并不重要,作為強(qiáng)度和時間的產(chǎn)物,作用在在光刻膠上的劑量是光強(qiáng)與曝光時間的產(chǎn)物。在增加光強(qiáng)和光刻膠厚度較大的時候,必須考慮曝光過程中產(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間因?yàn)闊崃亢蜌怏w會導(dǎo)致光刻膠膜產(chǎn)生熱和機(jī)械損傷。襯底的反射率對光刻膠膜實(shí)際吸收的曝光強(qiáng)度有影響,特別是對于薄的光學(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。有時候稍微欠曝光可以減小這種襯底反射帶來的負(fù)面影響。在厚膠情況下,足夠的曝光劑量是后續(xù)合理的較短顯影時間的保障。安徽光刻實(shí)驗(yàn)室