光刻設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)其精度和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。在當(dāng)今高科技飛速發(fā)展的時(shí)代,半導(dǎo)體制造行業(yè)正以前所未有的速度推動(dòng)著信息技術(shù)的進(jìn)步。作為半導(dǎo)體制造中的重要技術(shù)之一,光刻技術(shù)通過光源、掩模、透鏡系統(tǒng)和硅片之間的精密配合,將電路圖案精確轉(zhuǎn)移到硅片上,為后續(xù)的刻蝕、離子注入等工藝步驟奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。然而,隨著芯片特征尺寸的不斷縮小,光刻設(shè)備的精度和穩(wěn)定性成為了半導(dǎo)體制造領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題。為了確保高精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性,光刻設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)通常采用高質(zhì)量的材料制造,如不銹鋼、鈦合金等,這些材料具有強(qiáng)度高、高剛性和良好的抗腐蝕性,能夠有效抵抗外部環(huán)境的干擾和內(nèi)部應(yīng)力的影響。圖形反轉(zhuǎn)膠的顯影過程。浙江硅材料刻蝕
對(duì)于透明基片的雙面光刻加工,其準(zhǔn)標(biāo)記可靈活設(shè)計(jì),沿目鏡的光軸上方的圖案區(qū)域如果是不透光的,該區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)成透光十字或透光方框作為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。如果目鏡光軸上方掩模板圖案區(qū)域是透光的,該區(qū)域設(shè)計(jì)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以設(shè)計(jì)成十字型或方框。不管是十字型還是方框型,都是參照內(nèi)部的邊和角進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)。綜合考慮到物距不一成像大小不同的因素,兩塊掩模板的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記也可以設(shè)計(jì)成大小不一的,以掩模板和基片標(biāo)記成像方便觀測(cè)對(duì)準(zhǔn)為原則。雙面光刻調(diào)制盤作為光路一部分用于約束光束,加工完成后,要用不透明的涂料涂覆標(biāo)記圖案及搜索線即可,即便沒有搜索線,由于小方框?qū)?zhǔn)標(biāo)記是透光的,也不免要用涂料涂覆,涂料對(duì)于測(cè)量狹縫和機(jī)械裝配公差配合沒有影響。浙江硅材料刻蝕光刻工藝中的溫度控制對(duì)結(jié)果有明顯影響。
濕法腐蝕是利用腐蝕液和基片之間的化學(xué)反應(yīng)。采用這種方法,雖然各向異性刻蝕并非不可能,但比各向同性刻蝕要困難得多。溶液和材料的組合有很多限制,必須嚴(yán)格控制基板溫度、溶液濃度、添加量等條件。無(wú)論條件調(diào)整得多么精細(xì),濕法蝕刻都難以實(shí)現(xiàn)1μm以下的精細(xì)加工。其原因之一是需要控制側(cè)面蝕刻。側(cè)蝕是一種也稱為底切的現(xiàn)象。即使希望通過濕式蝕刻在垂直方向(深度方向)溶解材料,也不可能完全防止溶液腐蝕側(cè)面,因此材料在平行方向的溶解將不可避免地進(jìn)行。由于這種現(xiàn)象,濕蝕刻隨機(jī)產(chǎn)生比目標(biāo)寬度窄的部分。這樣,在加工需要精密電流控制的產(chǎn)品時(shí),再現(xiàn)性低,精度不可靠。
光刻(Photolithography)是一種圖形轉(zhuǎn)移的方法,在微納加工當(dāng)中不可或缺的技術(shù)。光刻是一個(gè)比較大的概念,其實(shí)它是有多步工序所組成的。1.清洗:清洗襯底表面的有機(jī)物。2.旋涂:將光刻膠旋涂在襯底表面。3.曝光。將光刻版與襯底對(duì)準(zhǔn),在紫外光下曝光一定的時(shí)間。4.顯影:將曝光后的襯底在顯影液下顯影一定的時(shí)間,受過紫外線曝光的地方會(huì)溶解在顯影液當(dāng)中。5.后烘。將顯影后的襯底放置熱板上后烘,以增強(qiáng)光刻膠與襯底之前的粘附力。光刻套刻的對(duì)準(zhǔn)與誤差。
電子束曝光指使用電子束在表面上制造圖樣的工藝,是光刻技術(shù)的延伸應(yīng)用。它的特點(diǎn)是分辨率高、圖形產(chǎn)生與修改容易、制作周期短。它可分為掃描曝光和投影曝光兩大類,其中掃描曝光系統(tǒng)是電子束在工件面上掃描直接產(chǎn)生圖形,分辨率高,生產(chǎn)率低。投影曝光系統(tǒng)實(shí)為電子束圖形復(fù)印系統(tǒng),它將掩模圖形產(chǎn)生的電子像按原尺寸或縮小后復(fù)印到工件上,因此不僅保持了高分辨率,而且提高了生產(chǎn)率。電子束曝光系統(tǒng)一般包括如下配件:電子束源:熱電子發(fā)射和場(chǎng)發(fā)射、電磁透鏡系統(tǒng)、Stage系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。通常來說,電子束的束斑大小決定了曝光設(shè)計(jì)線寬,設(shè)計(jì)線寬應(yīng)至少為束斑的3倍以上。由于電子束的束斑大小和束流大小、光闌大小等直接的相關(guān),而束流大小、步距等又決定了曝光時(shí)間的長(zhǎng)短。因此,工作時(shí)需要綜合考慮決定采用的束流及工作模式。濕法刻蝕是集成電路制造工藝采用的技術(shù)之一。浙江硅材料刻蝕
高通量光刻技術(shù)提升了生產(chǎn)效率,降低了成本。浙江硅材料刻蝕
鋁(Aluminium)是一種銀白色輕金屬,密度為2.70g/cm3。熔點(diǎn)660℃。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液,難溶于水。在常溫下能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁的濕法刻蝕溶液主要是磷酸、硝酸、醋酸以及水的混合溶液,其中,磷酸為主腐蝕液,硝酸為氧化劑、催化劑,醋酸作緩沖劑、活性劑,改善表面壓力;腐蝕液溫度越高,腐蝕速率越快。光刻工藝使用的光源為紫外全譜,之后慢慢發(fā)展到使用G線和I線紫外光作為光源。在G線和I線光刻工藝中,光刻膠的基體材料主要為酚醛樹脂,其由對(duì)甲酚、間甲酚與甲醛縮合得到,采用的感光化合物為重氮萘醌化合物。其曝光顯影機(jī)理主要為:(1)在未曝光區(qū),重氮萘醌與光刻膠基體酚醛樹脂會(huì)形成分子間氫鍵、靜電相互作用等,從而起到抑制溶解的作用;(2)在曝光區(qū),重氮萘醌在光照條件下分解生成羧酸,進(jìn)而易與堿性的TMAH顯影液發(fā)反應(yīng),起到促進(jìn)光刻膠溶解的作用。TMAH溶液相較于氫氧化鉀水溶液等堿性溶液,其不含金屬離子,在先進(jìn)制程中可以減小因金屬離子帶來的缺陷問題。浙江硅材料刻蝕