山西微纳加工技术

光刻机被称作“现代光学工业之花”，生产制造全过程极为繁杂，一台光刻机的零配件就达到10万个。ASML光刻机也不是荷兰以一国之力造出的，ASML公司的光刻机采用了美国光源设备及技术工艺，也选用了德国卡尔蔡司的光学镜头先进设备，绝大多数零部件都需用从海外进口，汇聚了全世界科技强国的科技，才可以制作出一台光刻机。上海微电子占有着中国80%之上的市场占有率，现阶段中国销售市场上绝大多数智能机都采用了上海微电子的现代化封装光刻机技术，而先前这种光刻机都在进口。现阶段，国产光刻机的困难关键在于没法生产制造高精密的零配件，ASML的零配件来源于美国、德国、日本等发达国家，而现阶段在我国还无法掌握这种技术，也很难买到。现阶段，上海微电子能够生产加工90nm的光刻机，而ASML能够生产制造7nm乃至5nm的EUV光刻机，相差還是非常大。图形反转胶的显影过程。山西微纳加工技术

光刻工艺就是将光学掩膜版的图形转移至光刻胶中。掩膜版按基板材料分为树脂和玻璃基板，其中玻璃基板又包含石英玻璃，硅硼玻璃，苏打玻璃等，石英玻璃硬度高，热膨胀系数低但价格较高等主要用于高精度领域；按光学掩膜版的遮光材料可分为乳胶遮光模和硬质遮光膜，硬质遮光膜又细分为铬，硅，硅化钼，氧化铁等。在半导体领域，铬-石英版因其性能稳定，耐用性，精度高等在该领域被广泛应用。我国的光学掩膜版制作始于20世纪60年代，当时基板主要进口日本“樱花”玻璃及美国柯达玻璃。1978年，我国大连玻璃厂当时实现制版玻璃的产业化，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，浮法玻璃技术技术较为成熟，开始使用浮法玻璃作为基板，2005年使用超白浮法玻璃作为基板。2010年以后，光掩模基板石英玻璃开始投产，其质量能基本满足IC产业光掩模版基板的高精度需求。随着市场对大直径硅片的需求，大尺寸玻璃基板也同时趋向于大型化，对光掩模石英玻璃基板也提出了更高的要求。山西微纳加工技术光刻胶是微纳加工中微细图形加工的关键材料之一。

在曝光这一步中，将使用特定波长的光对覆盖衬底的光刻胶进行选择性地照射。光刻胶中的感光剂会发生光化学反应，从而使正光刻胶被照射区域（感光区域）、负光刻胶未被照射的区域（非感光区）化学成分发生变化。这些化学成分发生变化的区域，在下一步的能够溶解于特定的显影液中。在接受光照后，正性光刻胶中的感光剂DQ会发生光化学反应，变为乙烯酮，并进一步水解为茚并羧酸，羧酸在碱性溶剂中的溶解度比未感光部分的光刻胶高出约100倍，产生的羧酸同时还会促进酚醛树脂的溶解。利用感光与未感光光刻胶对碱性溶剂的不同溶解度，就可以进行掩膜图形的转移。曝光方法包括：接触式曝光—掩膜板直接与光刻胶层接触；接近式曝光—掩膜板与光刻胶层的略微分开，大约为10～50μm；投影式曝光—在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集光实现曝光和步进式曝光。

随着光刻对准技术的发展，一开始只是作为评价及测试光栅质量的莫尔条纹技术在光刻对准中的应用也得到了更深层的开发。起初，其只能实现较低精度的人工对准，但随着细光栅衍射理论的发展，利用莫尔条纹相关特性渐渐也可以在诸如纳米压印光刻对准等高精度对准领域得到应用。莫尔条纹是两条光栅或其他两个物体之间，当它们以一定的角度和频率运动时，会产生干涉条纹图案。当人眼无法看到实际物体而只能看到干涉花纹时，这种光学现象就是莫尔条纹。L.Rayleigh对这个现象做出了解释，两个重叠的平行光栅会生成一系列与光栅质量有关的低频条纹，他的理论指出当两个周期相等的光栅栅线以一定夹角平行放置时，就会产生莫尔条纹，而周期不相等的两个光栅栅线夹角为零（栅线也保持平行）平行放置时，也会产生相对于光栅周期放大的条纹。随着制程节点的缩小，光刻难度呈指数级增长。

湿法刻蚀利用化学溶液溶解晶圆表面的材料，达到制作器件和电路的要求。湿法刻蚀化学反应的生成物是气体、液体或可溶于刻蚀剂的固体。包括三个基本过程：刻蚀、冲洗和甩干。湿法蚀刻的微观反应过程，首先溶液里的反应物利用浓度差通过扩散作用达到被蚀刻薄膜表面，然后反应物与薄膜表面的分子产生化学反应，并产生各种生成物，生成物通过扩散作用到达溶液中，随着溶液被排出。湿法蚀刻的影响因素分别为：反应温度，溶液浓度，蚀刻时间和溶液的搅拌作用。根据化学反应原理，温度越高，反应物浓度越大，蚀刻速率越快，蚀刻时间越短，搅拌作用可以加速反应物和生成物的质量传输，相当于加快扩散速度，增加反应速度。湿法蚀刻的影响因素分别为：反应温度，溶液浓度，蚀刻时间和溶液的搅拌作用。根据化学反应原理，温度越高，反应物浓度越大，蚀刻速率越快，蚀刻时间越短，搅拌作用可以加速反应物和生成物的质量传输，相当于加快扩散速度，增加反应速度。在曝光这一步中，将使用特定波长的光对覆盖衬底的光刻胶进行选择性地照射。山西微纳加工技术

光刻技术的发展需跨领域合作，融合多学科知识。山西微纳加工技术

在光刻胶技术数据表中，会给出一些参考的曝光剂量值，通常，这里所写的值是用单色i-线或者BB-UV曝光。正胶和负胶的光反应通常是一个单光子过程与时间没太大关系。因此，在原则上需要多长时间(从脉冲激光的飞秒到接触光刻的秒到激光干涉光刻的小时)并不重要，作为强度和时间的产物，作用在在光刻胶上的剂量是光强与曝光时间的产物。在增加光强和光刻胶厚度较大的时候，必须考虑曝光过程中产生的热量和气体（如正胶和图形反转胶中的N2排放）从光刻胶膜中排出时间因为热量和气体会导致光刻胶膜产生热和机械损伤。衬底的反射率对光刻胶膜实际吸收的曝光强度有影响，特别是对于薄的光学光刻胶膜。玻璃晶圆的短波光强反射约10%，硅晶片反射约30%，金属薄膜的反射系数可超过90%。哪一种曝光剂量是“比较好”也取决于光刻工艺的要求。有时候稍微欠曝光可以减小这种衬底反射带来的负面影响。在厚胶情况下，足够的曝光剂量是后续合理的较短显影时间的保障。山西微纳加工技术