广州图形光刻 广东省科学院半导体研究所供应

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。光刻误差校正技术明显提高了芯片制造的良品率。广州图形光刻

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。广州图形光刻湿法刻蚀是集成电路制造工艺采用的技术之一。

湿法腐蚀是利用腐蚀液和基片之间的化学反应。采用这种方法，虽然各向异性刻蚀并非不可能，但比各向同性刻蚀要困难得多。溶液和材料的组合有很多限制，必须严格控制基板温度、溶液浓度、添加量等条件。无论条件调整得多么精细，湿法蚀刻都难以实现1μm以下的精细加工。其原因之一是需要控制侧面蚀刻。侧蚀是一种也称为底切的现象。即使希望通过湿式蚀刻在垂直方向（深度方向）溶解材料，也不可能完全防止溶液腐蚀侧面，因此材料在平行方向的溶解将不可避免地进行。由于这种现象，湿蚀刻随机产生比目标宽度窄的部分。这样，在加工需要精密电流控制的产品时，再现性低，精度不可靠。

基于光刻工艺的微纳加工技术主要包含以下过程：掩模（mask）制备、图形形成及转移（涂胶、曝光、显影）、薄膜沉积、刻蚀、外延生长、氧化和掺杂等。在基片表面涂覆一层某种光敏介质的薄膜（抗蚀胶），曝光系统把掩模板的图形投射在（抗蚀胶）薄膜上，光（光子）的曝光过程是通过光化学作用使抗蚀胶发生光化学作用，形成微细图形的潜像，再通过显影过程使剩余的抗蚀胶层转变成具有微细图形的窗口，后续基于抗蚀胶图案进行镀膜、刻蚀等可进一步制作所需微纳结构或器件。光刻过程中的掩模版误差必须严格控制在纳米级。

湿法蚀刻工艺的原理是使用化学溶液将被刻蚀固体材料转化为液体化合物。选择性非常高，是因为所使用的腐蚀液可以非常精确地腐蚀特定薄膜。对于大多数刻蚀方案，选择性大于100:1。湿法腐蚀必须满足以下要求：1.不得腐蚀掩模层；2.选择性必须高；3.蚀刻过程必须能够通过用水稀释来停止；4.反应产物是气态的少；5.整个过程中的蚀刻速率始终保持恒定；6.反应产物一般是可溶，以避免颗粒；7.环境安全和废液易于处置。光刻胶的粘度是一个非常重要的参数，它对指导光刻胶的涂胶至为重要。黏度（viscosity）用于衡量光刻胶液体的可流动性。光刻过程中需避免光线的衍射和散射。广州图形光刻

光刻机经历了5代产品发展，每次改进和创新都提升了光刻机所能实现的工艺节点。广州图形光刻

在反转工艺下，通过适当的工艺参数，可以获得底切的侧壁形态。这种方法的主要应用领域是剥离过程，在剥离过程中，底切的形态可以防止沉积的材料在光刻胶边缘和侧壁上形成连续薄膜，有助于获得干净的剥离光刻胶结构。在图像反转烘烤步骤中，光刻胶的热稳定性和化学稳定性可以得到部分改善。因此，光刻胶在后续的工艺中如湿法、干法蚀刻以及电镀中都体现出一定的优势。然而，这些优点通常被比较麻烦的图像反转处理工艺的缺点所掩盖。如额外增加的处理步骤很难或几乎不可能获得垂直的光刻胶侧壁结构。因此，图形反转胶更多的是被应用于光刻胶剥离应用中。与正胶相比，图形反转工艺需要反转烘烤和泛曝光步骤，这两个步骤使得曝光的区域在显影液中不能溶解，并且使曝光中尚未曝光的区域能够被曝光。没有这两个步骤，图形反转胶表现为具有与普通正胶相同侧壁的侧壁结构，只有在图形反转工艺下才能获得底切侧壁结构的光刻胶轮廓形态。广州图形光刻