广州硅片光刻 广东省科学院半导体研究所供应

涂胶工序是图形转换工艺中重要的步骤。涂胶的质量直接影响到所加工器件的缺陷密度。为了保证线宽的重复性和接下去的显影时间，同一个样品的胶厚均匀性和不同样品间的胶厚一致性不应超过±5nm(对于1.5um胶厚±0.3%)。光刻胶的目标厚度的确定主要考虑胶自身的化学特性以及所要复制图形中线条的及间隙的微细程度。太厚胶会导致边缘覆盖或连通、小丘或田亘状胶貌、使成品率下降。在MEMS中、胶厚(烤后)在0.5-2um之间，而对于特殊微结构制造，胶厚度有时希望1cm量级。在后者，旋转涂胶将被铸胶或等离子体胶聚合等方法取代。常规光刻胶涂布工序的优化需要考虑滴胶速度、滴胶量、转速、环境温度和湿度等，这些因素的稳定性很重要。根据性质的不一样，光刻胶可以分为正胶和负胶。在工艺发展的早期，负胶一直在光刻工艺中占主导地位，随着VLSIIC和2～5微米图形尺寸的出现，负胶已不能满足要求。随后出现了正胶，但正胶的缺点是粘结能力差。光刻工艺中的干湿法清洗各有优劣。广州硅片光刻

电子束曝光指使用电子束在表面上制造图样的工艺，是光刻技术的延伸应用。它的特点是分辨率高、图形产生与修改容易、制作周期短。它可分为扫描曝光和投影曝光两大类，其中扫描曝光系统是电子束在工件面上扫描直接产生图形，分辨率高，生产率低。投影曝光系统实为电子束图形复印系统，它将掩模图形产生的电子像按原尺寸或缩小后复印到工件上，因此不仅保持了高分辨率，而且提高了生产率。电子束曝光系统一般包括如下配件：电子束源：热电子发射和场发射、电磁透镜系统、Stage系统、真空系统、控制系统。通常来说，电子束的束斑大小决定了曝光设计线宽，设计线宽应至少为束斑的3倍以上。由于电子束的束斑大小和束流大小、光阑大小等直接的相关，而束流大小、步距等又决定了曝光时间的长短。因此，工作时需要综合考虑决定采用的束流及工作模式。广州材料刻蚀厂商高效光刻解决方案对于降低成本至关重要。

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。

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。光刻技术的进步为物联网和人工智能提供了硬件支持。

刻胶显影完成后，图形就基本确定，不过还需要使光刻胶的性质更为稳定。硬烘干可以达到这个目的，这一步骤也被称为坚膜。在这过程中，利用高温处理，可以除去光刻胶中剩余的溶剂、增强光刻胶对硅片表面的附着力，同时提高光刻胶在随后刻蚀和离子注入过程中的抗蚀性能力。另外，高温下光刻胶将软化，形成类似玻璃体在高温下的熔融状态。这会使光刻胶表面在表面张力作用下圆滑化，并使光刻胶层中的缺陷减少，这样修正光刻胶图形的边缘轮廓。自动化光刻设备大幅提高了生产效率和精度。广州GaN材料刻蚀

浸入式光刻技术明显提高了分辨率。广州硅片光刻

显影速度：显影速率主要取决于使用的光刻胶和反转烘烤步骤的时间和温度。反转烘烤的温度越高、时间越长，光引发剂的热分解率就越高。在常规显影液中，显影速率>1um/min是比较常见的，但并不是每款胶都是这样的。底切结构的形成：过显的程度(光刻胶开始显影到显影完成的时间)对底切结构的形成有明显的影响。如图3所示，在充分显影后，随着显影时间的延长，底切的程度会表现更明显。对于实际应用中，建议30%的过度显影是个比较合适的节点：在高深宽比的应用中，必须注意，过度的底切结构有可能会导致光刻胶漂胶。足够的光刻胶厚度：在使用方向性比较好的镀膜方式中，镀膜材料的厚度甚至可以大于光刻胶的厚度。因为，蒸发的材料在空隙区域上缓慢地生长在一起，从而衬底上生长的材料形成一个下面大上面小的梯形截面结构。广州硅片光刻