光刻涂底方法:氣相成底膜的熱板涂底。HMDS蒸氣淀積,200~250C,30秒鐘;優點:涂底均勻、避免顆粒污染;旋轉涂底。缺點:顆粒污染、涂底不均勻、HMDS用量大。目的:使表面具有疏水性,增強基底表面與光刻膠的黏附性旋轉涂膠方法:a、靜態涂膠(Static)。硅片靜止時,滴膠、加速旋轉、甩膠、揮發溶劑(原光刻膠的溶劑約占65~85%,旋涂后約占10~20%);b、動態(Dynamic)。低速旋轉(500rpm_rotationperminute)、滴膠、加速旋轉(3000rpm)、甩膠、揮發溶劑。決定光刻膠涂膠厚度的關鍵參數:光刻膠的黏度(Viscosity),黏度越低,光刻膠的厚度越薄;光刻噴嘴噴霧模式和硅片旋轉速度是實現硅片間溶解率和均勻性的可重復性的關鍵調節參數。中山紫外光刻
不同波長的光刻光源要求截然不同的光刻設備和光刻膠材料。在20世紀80年代,半導體制成的主流工藝尺寸在1.2um(1200nm)至0.8um(800nm)之間。那時候波長436nm的光刻光源被普遍使用。在90年代前半期,隨著半導體制程工藝尺寸朝0.5um(500nm)和0.35um(350nm)演進,光刻開始采用365nm波長光源。436nm和365nm光源分別是高壓汞燈中能量較高,波長較短的兩個譜線。高壓汞燈技術成熟,因此較早被用來當作光刻光源。使用波長短,能量高的光源進行光刻工藝更容易激發光化學反應、提高光刻分別率。中山紫外光刻光刻是將掩模版上的圖形轉移到涂有光致抗蝕劑(或稱光刻膠)的襯底上。
通常來說,在使用工藝方法一致的情況下,波長越短,加工分辨率越佳。靜態旋轉法:首先把光刻膠通過滴膠頭堆積在襯底的中心,然后低速旋轉使得光刻膠鋪開,再以高速旋轉甩掉多余的光刻膠。在高速旋轉的過程中,光刻膠中的溶劑會揮發一部分。靜態涂膠法中的光刻膠堆積量非常關鍵,量少了會導致光刻膠不能充分覆蓋硅片,量大了會導致光刻膠在硅片邊緣堆積甚至流到硅片的背面,影響工藝質量。動態噴灑法:隨著硅片尺寸越來越大,靜態涂膠已經不能滿足較新的硅片加工需求。廣東省科學院半導體研究所。
光刻膠行業具有極高的行業壁壘,因此在全球范圍其行業都呈現寡頭壟斷的局面。光刻膠行業長年被日本和美國專業公司壟斷。目前前五大廠商就占據了全球光刻膠市場87%的份額,行業集中度高。并且高分辨率的KrF和ArF半導體光刻膠中心技術亦基本被日本和美國企業所壟斷,產品絕大多數出自日本和美國公司。整個光刻膠市場格局來看,日本是光刻膠行業的巨頭聚集地。目前中國大陸對于電子材料,特別是光刻膠方面對國外依賴較高。所以在半導體材料方面的國產代替是必然趨勢。接觸式曝光具有分辨率高、復印面積大、復印精度好、曝光設備簡單、操作方便和生產效率高等特點。
對于國產光刻膠來說,今年的九月是極為特殊的一個月份。9月23日,發改委聯合工信部、科技部、財政部共同發布了《關于擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》,《意見》提出,加快新材料產業強弱項,具體涉及加快在光刻膠、大尺寸硅片、電子封裝材料等領域實現突破。而在《意見》還未發布之前,部分企業已經聞聲先動了。除了幾家企業加大投資、研發國產光刻膠之外,還有兩家企業通過購買光刻機的方式,開展光刻膠的研發。光刻膠產業,尤其是較優光刻膠一直是日本企業所把持,這已不是什么鮮為人知的信息了。正性光刻膠主要應用于腐蝕和刻蝕工藝,而負膠工藝主要應用于剝離工藝。中山紫外光刻
正膠光刻的基本流程:襯底清洗、前烘以及預處理,涂膠、軟烘、曝光、顯影、圖形檢查,后烘。中山紫外光刻
接觸式光刻曝光時掩模壓在光刻膠的襯底晶片上,其主要優點是可以使用價格較低的設備制造出較小的特征尺寸。接觸式光刻和深亞微米光源已經達到了小于0.1μm的特征尺寸,常用的光源分辨率為0.5μm左右。接觸式光刻機的掩模版包括了要復制到襯底上的所有芯片陣列圖形。在襯底上涂上光刻膠,并被安裝到一個由手動控制的臺子上,臺子可以進行X、y方向及旋轉的定位控制。掩模版和襯底晶片需要通過分立視場的顯微鏡同時觀察,這樣操作者用手動控制定位臺子就能把掩模版圖形和襯底晶片上的圖形對準了。經過紫外光曝光,光線通過掩模版透明的部分,圖形就轉移到了光刻膠上。中山紫外光刻
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