光刻技術是集成電路制造中利用光學- 化學反應原理和化學、物理刻蝕方法,將電路圖形傳遞到單晶表面或介質層上,形成有效圖形窗口或功能圖形的工藝技術。隨著半導體技術的發展,光刻技術傳遞圖形的尺寸限度縮小了2~3個數量級(從毫米級到亞微米級),已從常規光學技術發展到應用電子束、 X射線、微離子束、激光等新技術;使用波長已從4000埃擴展到 0.1埃數量級范圍。光刻技術成為一種精密的微細加工技術。光刻技術是指在光照作用下,借助光致抗蝕劑(又名光刻膠)將掩膜版上的圖形轉移到基片上的技術。其主要過程為:首先紫外光通過掩膜版照射到附有一層光刻膠薄膜的基片表面,引起曝光區域的光刻膠發生化學反應;再通過顯影技術溶解去除曝光區域或未曝光區域的光刻膠(前者稱正性光刻膠,后者稱負性光刻膠),使掩膜版上的圖形被復制到光刻膠薄膜上;較后利用刻蝕技術將圖形轉移到基片上。一般旋涂光刻膠的厚度與曝光的光源波長有關。湖北微納加工
一般微電子化學品具有一定的腐蝕性,對生產設備有較高的要求,且生產環境需要進行無塵或微塵處理。制備較優微電子化學品還需要全封閉、自動化的工藝流程,以避免污染,提高質量。因此,光刻膠等微電子化學品生產在安全生產、環保設備、生產工藝系統、過程控制體系以及研發投資等方面要求較高。如果沒有強大的資金實力,企業就難以在設備、研發和技術服務上取得競爭優勢,以提升可持續發展能力。因此,光刻膠這樣的微電子化學品行業具備較高的資金壁壘。廣東省科學院半導體研究所。湖北微納加工光刻其實就是一個圖形化轉印的過程。
光刻是平面型晶體管和集成電路生產中的一個主要工藝。是對半導體晶片表面的掩蔽物(如二氧化硅)進行開孔,以便進行雜質的定域擴散的一種加工技術。一般的光刻工藝要經歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對準曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測等工序。硅片清洗烘干方法:濕法清洗+去離子水沖洗+脫水烘焙(熱板150~250C,1~2分鐘,氮氣保護)目的:a、除去表面的污染物(顆粒、有機物、工藝殘余、可動離子);b、除去水蒸氣,使基底表面由親水性變為憎水性,增強表面的黏附性(對光刻膠或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷)。
堅膜,以提高光刻膠在離子注入或刻蝕中保護下表面的能力;進一步增強光刻膠與硅片表面之間的黏附性;進一步減少駐波效應(StandingWaveEffect)。常見問題:a、烘烤不足(Underbake)。減弱光刻膠的強度(抗刻蝕能力和離子注入中的阻擋能力);降低小孔填充能力(GapfillCapabilityfortheneedlehole);降低與基底的黏附能力。b、烘烤過度(Overbake)。引起光刻膠的流動,使圖形精度降低,分辨率變差。另外還可以用深紫外線(DUV,DeepUltra-Violet)堅膜。使正性光刻膠樹脂發生交聯形成一層薄的表面硬殼,增加光刻膠的熱穩定性。在后面的等離子刻蝕和離子注入(125~200C)工藝中減少因光刻膠高溫流動而引起分辨率的降低。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。
光聚合型,可形成正性光刻膠,是通過采用了烯類單體,在光作用下生成自由基從而進一步引發單體聚合,較后生成聚合物的過程;光分解型光刻膠可以制成正性膠,通過采用含有疊氮醌類化合物的材料在經過光照后,發生光分解反應的過程。光交聯型,即采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,其分子中的雙鍵被打開,并使鏈與鏈之間發生交聯,形成一種不溶性的網狀結構,從而起到抗蝕作用,是一種典型的負性光刻膠。按照應用領域的不同,光刻膠又可以分為印刷電路板(PCB)用光刻膠、液晶顯示(LCD)用光刻膠、半導體用光刻膠和其他用途光刻膠。PCB 光刻膠技術壁壘相對其他兩類較低,而半導體光刻膠表示著光刻膠技術較先進水平。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。湖北微納加工
影響光刻膠均勻性的參數:旋轉加速度,加速越快越均勻。湖北微納加工
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。相對靜態旋轉法而言,動態噴灑法在光刻膠對硅片進行澆注的時刻就開始以低速旋轉幫助光刻膠進行較初的擴散。這種方法可以用較少量的光刻膠形成更均勻的光刻膠鋪展,較終以高速旋轉形成滿足厚薄與均勻度要求的光刻膠膜。集成電路的制程工藝水平按已由微米級、亞微米級、深亞微米級進入到納米級階段。集成電路線寬不斷縮小的趨勢,對包括光刻在內的半導體制程工藝提出了新的挑戰。湖北微納加工
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