广州光刻技术 广东省科学院半导体研究所供应

随着半导体工艺的不断进步，光刻机的光源类型也在不断发展。从传统的汞灯到现代的激光器、等离子体光源和极紫外光源，每种光源都有其独特的优点和适用场景。汞灯作为传统的光刻机光源，具有成本低、易于获取和使用等优点。然而，其光谱范围较窄，无法满足一些特定的制程要求。相比之下，激光器具有高亮度、可调谐等特点，能够满足更高要求的光刻制程。此外，等离子体光源则拥有宽波长范围、较高功率等特性，可以提供更大的光刻能量。极紫外光源（EUV）作为新一代光刻技术，具有高分辨率、低能量消耗和低污染等优点。然而，EUV光源的制造和维护成本较高，且对工艺环境要求苛刻。因此，在选择光源类型时，需要根据具体的工艺需求和成本预算进行权衡！在硅材料刻蚀当中，硅针的刻蚀需要用到各向同性刻蚀，硅柱的刻蚀需要用到各项异性刻蚀。广州光刻技术

掩膜对准光刻及步进投影式光刻机中常用汞灯作为曝光光源，其发射光谱包括g-(波长435nm)、h-(波长405nm)和i-线(波长365nm)。一个配有350wHg灯的6英寸掩模对准器通常能获得大约光输出。15–30mw/cm2，i-线强度通常大约占全部三条线总光强的40%。LED作为近年来比较常见的UV光源在掩膜对准式光刻系统中比较常见，其相比于汞灯光源其优点是冷光源，不会对光刻胶产生辐照加热，避免光刻胶受热变形。除了Hg灯，具有合适波长的激光器也是光刻胶曝光的合适光源。由于光引发剂的光谱吸收带不会在某一特定波长突然终止，相应的适应剂量也会暴露在比数据表中所示范围高约10nm的波长处，但这延长了需要直写的时间。另外，在干涉光刻中也常常用的例如He-Cd（328nm）作为光源，其同样能对大部分i-线胶进行曝光。广州光刻服务边缘效应管理是光刻工艺中的一大挑战。

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。

光刻机经历了5代产品发展，每次改进和创新都明显提升了光刻机所能实现的工艺节点。为接触式光刻机。曝光方式为掩模版与半导体基片之间靠控制真空度实现紧密接触，使用光源分别为g线和i线。接触式光刻机由于掩模与光刻胶直接接触，所以易受污染，掩模版和基片容易受到损伤，掩模版寿命短。第二代为接近式光刻机。曝光方式为掩模版与半导体基片之间有微米级别的间隙，掩模版不容易受到损伤，掩模版寿命长，但掩模版与基片之间的间隙也导致成像质量受到影响，分辨率下降。光刻技术的进步为物联网和人工智能提供了硬件支持。

双面对准光刻机采用底部对准（BSA）技术，能实现“双面对准，单面曝光”。该设备对准精度高，适用于大直径基片。在对准过程中，图形处理技术起到了至关重要的作用。其基本工作原理是将CCD摄像头采集得到的连续模拟图像信号经图像采集卡模块的D/A转换，变为数字图像信号，然后再由图像处理模块完成对数字图像信号的运算处理，这主要包括图像预处理、图像的分割、匹配等算法的实现。为有效提取对准标记的边缘，对获取的标记图像通常要进行预处理以便提取出图像中标记的边缘，这包括：减小和滤除图像中的噪声，增强图像的边缘等。光刻胶根据其感光树脂的化学结构也可以分为光交联性、光聚合型、光分解型和化学放大型。随着波长缩短，EUV光刻成为前沿技术。广州光刻技术

湿法刻蚀较普遍、也是成本较低的刻蚀方法，大部份的湿刻蚀液均是各向同性的。广州光刻技术

第三代为扫描投影式光刻机。中间掩模版上的版图通过光学透镜成像在基片表面，有效地提高了成像质量，投影光学透镜可以是1∶1，但大多数采用精密缩小分步重复曝光的方式（如1∶10，1∶5，1∶4）。IC版图面积受限于光源面积和光学透镜成像面积。光学曝光分辨率增强等光刻技术的突破，把光刻技术推进到深亚微米及百纳米级。第四代为步进式扫描投影光刻机。以扫描的方式实现曝光，采用193nm的KrF准分子激光光源，分步重复曝光，将芯片的工艺节点提升一个台阶。实现了跨越式发展，将工艺推进至180~130nm。随着浸入式等光刻技术的发展，光刻推进至几十纳米级。第五代为EUV光刻机。采用波长为13.5nm的激光等离子体光源作为光刻曝光光源。即使其波长是193nm的1/14，几乎逼近物理学、材料学以及精密制造的极限。广州光刻技术