光刻工藝就是將光學(xué)掩膜版的圖形轉(zhuǎn)移至光刻膠中。掩膜版按基板材料分為樹脂和玻璃基板,其中玻璃基板又包含石英玻璃,硅硼玻璃,蘇打玻璃等,石英玻璃硬度高,熱膨脹系數(shù)低但價格較高等主要用于高精度領(lǐng)域;按光學(xué)掩膜版的遮光材料可分為乳膠遮光模和硬質(zhì)遮光膜,硬質(zhì)遮光膜又細分為鉻,硅,硅化鉬,氧化鐵等。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,鉻-石英版因其性能穩(wěn)定,耐用性,精度高等在該領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。我國的光學(xué)掩膜版制作始于20世紀60年代,當時基板主要進口日本“櫻花”玻璃及美國柯達玻璃。1978年,我國大連玻璃廠當時實現(xiàn)制版玻璃的產(chǎn)業(yè)化,成品率10%左右。80年代后期,基板主要采用平拉玻璃。到90年代,浮法玻璃技術(shù)技術(shù)較為成熟,開始使用浮法玻璃作為基板,2005年使用超白浮法玻璃作為基板。2010年以后,光掩?;迨⒉Aч_始投產(chǎn),其質(zhì)量能基本滿足IC產(chǎn)業(yè)光掩模版基板的高精度需求。隨著市場對大直徑硅片的需求,大尺寸玻璃基板也同時趨向于大型化,對光掩模石英玻璃基板也提出了更高的要求。納米級光刻已成為芯片制造的標準要求。河南材料刻蝕加工工廠

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,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(shù)適用于小面積的微納結(jié)構(gòu)制作。近年來,三維浮雕微納結(jié)構(gòu)的需求越來越大,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺階微光學(xué)元件等。據(jù)悉,某公司新上市的手機產(chǎn)品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學(xué)元件,以及當下如火如荼的無人駕駛技術(shù)中激光雷達光學(xué)系統(tǒng)也用到了復(fù)雜的微光學(xué)元件。這類精密的微納結(jié)構(gòu)光學(xué)元件需采用灰度光刻技術(shù)進行制作。直寫技術(shù),通過在光束移動過程中進行相應(yīng)的曝光能量調(diào)節(jié),可以實現(xiàn)良好的灰度光刻能力。山西氮化鎵材料刻蝕精確控制光刻環(huán)境是確保產(chǎn)品一致性的關(guān)鍵。

當圖形尺寸大于3μm時,濕法刻蝕廣用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的圖形化過程。濕法刻蝕具有非常好的選擇性和高刻蝕速率,這根據(jù)刻蝕劑的溫度和厚度而定。比如,氫氟酸(HF)刻蝕二氧化硅的速度很快,但如果單獨使用卻很難刻蝕硅。因此在使用氫氟酸刻蝕硅晶圓上的二氧化硅層時,硅襯底就能獲得很高的選擇性。相對于干法刻蝕,濕法刻蝕的設(shè)備便宜很多,因為它不需要真空、射頻和氣體輸送等系統(tǒng)。然而當圖形尺寸縮小到3μm以下時,由于濕法刻蝕為等向性刻蝕輪廓(見圖2),因此繼續(xù)使用濕法刻蝕作為圖形化刻蝕就變得非常困難,利用濕法刻蝕處理圖形尺寸小于3μm的密集圖形是不可能的。由于等離子體刻蝕具有非等向性刻蝕輪廓,在更精密的圖形化刻蝕中,等離子體刻蝕就逐漸取代了濕法刻蝕。濕法刻蝕因高選擇性被用于剝除晶圓表面的整面全區(qū)薄膜。
曝光顯影后存留在光刻膠上的圖形(被稱為當前層(currentlayer)必須與晶圓襯底上已有的圖形(被稱為參考層(referencelayer))對準。這樣才能保證器件各部分之間連接正確。對準誤差太大是導(dǎo)致器件短路和斷路的主要原因之一,它極大地影響器件的良率。在集成電路制造的流程中,有專門的設(shè)備通過測量晶圓上當前圖形(光刻膠圖形)與參考圖形(襯底內(nèi)圖形)之間的相對位置來確定套刻的誤差(overlay)。套刻誤差定量地描述了當前的圖形相對于參考圖形沿X和Y方向的偏差,以及這種偏差在晶圓表面的分布。與圖形線寬(CD)一樣,套刻誤差也是監(jiān)測光刻工藝好壞的一個關(guān)鍵指標。理想的情況是當前層與參考層的圖形正對準,即套刻誤差是零。為了保證設(shè)計在上下兩層的電路能可靠連接,當前層中的某一點與參考層中的對應(yīng)點之間的對準偏差必須小于圖形間距的1/3。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。

顯影速度:顯影速率主要取決于使用的光刻膠和反轉(zhuǎn)烘烤步驟的時間和溫度。反轉(zhuǎn)烘烤的溫度越高、時間越長,光引發(fā)劑的熱分解率就越高。在常規(guī)顯影液中,顯影速率>1um/min是比較常見的,但并不是每款膠都是這樣的。底切結(jié)構(gòu)的形成:過顯的程度(光刻膠開始顯影到顯影完成的時間)對底切結(jié)構(gòu)的形成有明顯的影響。如圖3所示,在充分顯影后,隨著顯影時間的延長,底切的程度會表現(xiàn)更明顯。對于實際應(yīng)用中,建議30%的過度顯影是個比較合適的節(jié)點:在高深寬比的應(yīng)用中,必須注意,過度的底切結(jié)構(gòu)有可能會導(dǎo)致光刻膠漂膠。足夠的光刻膠厚度:在使用方向性比較好的鍍膜方式中,鍍膜材料的厚度甚至可以大于光刻膠的厚度。因為,蒸發(fā)的材料在空隙區(qū)域上緩慢地生長在一起,從而襯底上生長的材料形成一個下面大上面小的梯形截面結(jié)構(gòu)。光刻膠的選擇直接影響芯片的性能和良率。河北材料刻蝕多少錢
光刻工藝中的干濕法清洗各有優(yōu)劣。河南材料刻蝕加工工廠
光刻對準技術(shù)是曝光前一個重要步驟作為光刻的三大主要技術(shù)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(shù)也經(jīng)歷迅速而多樣的發(fā)展。從對準原理上及標記結(jié)構(gòu)分類,對準技術(shù)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。河南材料刻蝕加工工廠