雙面鍍膜光刻是針對硅及其它半導(dǎo)體基片發(fā)展起來的加工技術(shù)。在基片兩面制作光刻圖樣并且實(shí)現(xiàn)映射對準(zhǔn)曝光,如果圖樣不是軸向?qū)ΨQ的,往往需要事先設(shè)計圖樣成鏡像關(guān)系的兩塊掩模板,每塊掩模板用于基片一個表面的曝光,加工設(shè)備的高精度掩?!瑢?zhǔn)技術(shù)是關(guān)鍵。對于玻璃基片,設(shè)計對準(zhǔn)標(biāo)記并充分利用其透明屬性,可以方便對準(zhǔn)操作,提高對準(zhǔn)精度。光學(xué)玻璃基片,表面光潔度不如晶圓,需要事先經(jīng)過光學(xué)拋光的工藝處理。玻璃基片的透光性是個可利用的屬性,物鏡可以直接透過基片看到掩模板的對準(zhǔn)標(biāo)記。數(shù)字顯微鏡可以不斷變焦觀察掩模板和基片的對準(zhǔn)情形,不再以關(guān)聯(lián)物鏡參照系的數(shù)字存儲圖像為基準(zhǔn),則調(diào)焦引起的物鏡抖動對于對準(zhǔn)精度不再發(fā)生作用。這就是玻璃基片的透明屬性帶來的好處。濕法腐蝕多為各向同性腐蝕。云南深硅刻蝕材料刻蝕
濕法刻蝕利用化學(xué)溶液溶解晶圓表面的材料,達(dá)到制作器件和電路的要求。濕法刻蝕化學(xué)反應(yīng)的生成物是氣體、液體或可溶于刻蝕劑的固體。包括三個基本過程:刻蝕、沖洗和甩干。濕法蝕刻的微觀反應(yīng)過程,首先溶液里的反應(yīng)物利用濃度差通過擴(kuò)散作用達(dá)到被蝕刻薄膜表面,然后反應(yīng)物與薄膜表面的分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),并產(chǎn)生各種生成物,生成物通過擴(kuò)散作用到達(dá)溶液中,隨著溶液被排出。濕法蝕刻的影響因素分別為:反應(yīng)溫度,溶液濃度,蝕刻時間和溶液的攪拌作用。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,溫度越高,反應(yīng)物濃度越大,蝕刻速率越快,蝕刻時間越短,攪拌作用可以加速反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量傳輸,相當(dāng)于加快擴(kuò)散速度,增加反應(yīng)速度。濕法蝕刻的影響因素分別為:反應(yīng)溫度,溶液濃度,蝕刻時間和溶液的攪拌作用。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,溫度越高,反應(yīng)物濃度越大,蝕刻速率越快,蝕刻時間越短,攪拌作用可以加速反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量傳輸,相當(dāng)于加快擴(kuò)散速度,增加反應(yīng)速度。廣州硅片光刻半導(dǎo)體中常見的濕法腐蝕主要可分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。
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(shí)際應(yīng)用中,建議30%的過度顯影是個比較合適的節(jié)點(diǎn):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?yàn)?,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)。
光刻機(jī)經(jīng)歷了5代產(chǎn)品發(fā)展,每次改進(jìn)和創(chuàng)新都明顯提升了光刻機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的工藝節(jié)點(diǎn)。為接觸式光刻機(jī)。曝光方式為掩模版與半導(dǎo)體基片之間靠控制真空度實(shí)現(xiàn)緊密接觸,使用光源分別為g線和i線。接觸式光刻機(jī)由于掩模與光刻膠直接接觸,所以易受污染,掩模版和基片容易受到損傷,掩模版壽命短。第二代為接近式光刻機(jī)。曝光方式為掩模版與半導(dǎo)體基片之間有微米級別的間隙,掩模版不容易受到損傷,掩模版壽命長,但掩模版與基片之間的間隙也導(dǎo)致成像質(zhì)量受到影響,分辨率下降。光刻工藝中常見的對準(zhǔn)技術(shù)——場像對準(zhǔn)技術(shù)。
在光學(xué)光刻中,光致抗蝕劑通過光掩模用紫外光曝光。紫外接觸式曝光機(jī)使用了較短波長的光(G線435nm,H線405nm,I線365nm)。接觸光刻機(jī)屬于這種光學(xué)光刻。掩膜版的制作則是通過無掩膜光刻技術(shù)得到。設(shè)計圖案由于基本只用一次,一般使用激光直寫技術(shù)或者電子束制作掩膜版,通過激光束在光刻膠上直接掃描曝光出需要的圖形,在經(jīng)過后續(xù)工藝,得到需要的掩膜版。激光直寫系統(tǒng)包括光源,激光調(diào)制系統(tǒng),變焦透鏡,工件臺控制系統(tǒng),計算機(jī)控制系統(tǒng)等。光刻膠的固化過程需要精確控制溫度和時間。湖南材料刻蝕版廠家
光刻機(jī)曝光時的曝光劑量的確定。云南深硅刻蝕材料刻蝕
光源的能量密度對光刻膠的曝光效果也有著直接的影響。能量密度過高會導(dǎo)致光刻膠過度曝光,產(chǎn)生不必要的副產(chǎn)物,從而影響圖形的清晰度和分辨率。相反,能量密度過低則會導(dǎo)致曝光不足,使得光刻圖形無法完全轉(zhuǎn)移到硅片上。在實(shí)際操作中,光刻機(jī)的能量密度需要根據(jù)不同的光刻膠和工藝要求進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。通過優(yōu)化光源的功率和曝光時間,可以在保證圖形精度的同時,降低能耗和生產(chǎn)成本。此外,對于長時間連續(xù)工作的光刻機(jī),還需要確保光源能量密度的穩(wěn)定性,以減少因光源波動而導(dǎo)致的光刻誤差。云南深硅刻蝕材料刻蝕