光刻技术是一种将电路图案从掩模转移到硅片或其他基底材料上的精密制造技术。它利用光学原理,通过光源、掩模、透镜系统和硅片之间的相互作用,将掩模上的电路图案精确地投射到硅片上,并通过化学或物理方法将图案转移到硅片表面。这一过程为后续的刻蚀和离子注入等工艺步骤奠定了基础,是半导体制造中不可或缺的一环。光刻技术之所以重要,是因为它直接决定了芯片的性能和集成度。随着科技的进步,消费者对电子产品性能的要求越来越高,这要求芯片制造商能够在更小的芯片上集成更多的电路,实现更高的性能和更低的功耗。光刻技术的精度直接影响到这一目标能否实现。光刻过程中,光源的纯净度至关重要。广州光刻
基于掩模板图形传递的光刻工艺可制作宏观尺寸的微细结构,受光学衍射的极限,适用于微米以上尺度的微细结构制作,部分优化的光刻工艺可能具有亚微米的加工能力。例如,接触式光刻的分辨率可能到达0.5μm,采用深紫外曝光光源可能实现0.1μm。但利用这种光刻技术实现宏观面积的纳米/亚微米图形结构的制作是可欲而不可求的。近年来,国内外比较多学者相继提出了超衍射极限光刻技术、周期减小光刻技术等,力求通过曝光光刻技术实现大面积的亚微米结构制作,但这类新型的光刻技术尚处于实验室研究阶段。东莞半导体微纳加工匀胶机的转速精度是一项重要的指标。
现有光刻主要利用的是光刻胶中光敏分子的单光子吸收效应所诱导的光化学反应。光敏分子吸收一个能量大于其比较低跃迁能级的光子,从基态跃迁到激发态,经过电子态之间的转移生成活性种,诱发光聚合、光分解等化学反应,使光刻胶溶解特性发生改变。光刻分辨率的物理极限与光源波长和光刻物镜数值孔径呈线性关系,提高光刻分辨率主要通过缩短光刻光源波长来实现。尽管使用的光刻光源波长从可见光(G线,436nm)缩短到紫外(Ⅰ线,365nm)、深紫外(KrF,248nm;ArF,193nm)甚至极紫外(EUV,13.5nm)波段,由于光学衍射极限的限制,其分辨率极限在半个波长左右。
曝光后烘烤是化学放大胶工艺中很关键,也是反应机理很复杂的一道工序。后烘过程中,化学放大胶内存在多种反应机制,情况复杂并相互影响。例如各反应基团的扩散,蒸发将导致抗蚀刑的组成分布梯度变化:基质树脂中的去保护基团会引起胶膜体积增加但当烘烤温度达到光刻胶的玻璃化温度时基质树脂又并始变得稠密两者同时又都会影响胶膜中酸的扩散,且影响作用相反。这众多的反应机制都将影响到曝光图形,因此烘烤的温度、时间和曝光与烘烤之间停留的时间间隔都是影响曝光图形线宽的重要因素。光刻过程中的掩模版误差必须严格控制在纳米级。
光源的光谱特性是光刻过程中关键的考虑因素之一。不同的光刻胶对不同波长的光源具有不同的敏感度。因此,选择合适波长的光源对于光刻胶的曝光效果至关重要。在紫外光源中,使用较长波长的光源可以提高光刻胶的穿透深度,这对于需要深层次曝光的光刻工艺尤为重要。然而,在追求高分辨率的光刻过程中,较短波长的光源则更具优势。例如,在深紫外光刻制程中,需要使用193纳米或更短波长的极紫外光源(EUV),以实现7纳米至2纳米以下的芯片加工制程。这种短波长光源可以显著提高光刻图形的分辨率,使得在更小的芯片上集成更多的电路成为可能。光刻技术对于提升芯片速度、降低功耗具有关键作用。重庆光刻加工工厂
光学系统的优化设计是提升光刻精度的关键。广州光刻
湿法刻蚀是集成电路制造工艺采用的技术之一。虽然由于受其刻蚀的各向同性的限制,使得大部分的湿法刻蚀工艺被具有各向异性的干法刻蚀替代,但是它在尺寸较大的非关键层清洗中依然发挥着重要的作用。尤其是在对氧化物去除残留与表皮剥离的刻蚀中,比干法刻蚀更为有效和经济。湿法刻蚀的对象主要有氧化硅、氮化硅、单晶硅或多晶硅等。湿法刻蚀氧化硅通常采用氢氟酸(HF)为主要化学载体。为了提高选择性,工艺中采用氟化铵缓冲的稀氢氟酸。为了保持pH值稳定,可以加入少量的强酸或其他元素。掺杂的氧化硅比纯氧化硅更容易腐蚀。湿法化学剥离(WetRemoval)主要是为了去除光刻胶和硬掩模(氮化硅)。热磷酸(H3PO4)是湿法化学剥离去除氮化硅的主要化学液,对于氧化硅有较好的选择比。在进行这类化学剥离工艺前,需要将附在表面的氧化硅用HF酸进行预处理,以便将氮化硅均匀地消除掉。广州光刻