在光刻膠技術(shù)數(shù)據(jù)表中,會(huì)給出一些參考的曝光劑量值,通常,這里所寫的值是用單色i-線或者BB-UV曝光。正膠和負(fù)膠的光反應(yīng)通常是一個(gè)單光子過程與時(shí)間沒太大關(guān)系。因此,在原則上需要多長時(shí)間(從脈沖激光的飛秒到接觸光刻的秒到激光干涉光刻的小時(shí))并不重要,作為強(qiáng)度和時(shí)間的產(chǎn)物,作用在在光刻膠上的劑量是光強(qiáng)與曝光時(shí)間的產(chǎn)物。在增加光強(qiáng)和光刻膠厚度較大的時(shí)候,必須考慮曝光過程中產(chǎn)生的熱量和氣體(如正膠和圖形反轉(zhuǎn)膠中的N2排放)從光刻膠膜中排出時(shí)間因?yàn)闊崃亢蜌怏w會(huì)導(dǎo)致光刻膠膜產(chǎn)生熱和機(jī)械損傷。襯底的反射率對光刻膠膜實(shí)際吸收的曝光強(qiáng)度有影響,特別是對于薄的光學(xué)光刻膠膜。玻璃晶圓的短波光強(qiáng)反射約10%,硅晶片反射約30%,金屬薄膜的反射系數(shù)可超過90%。哪一種曝光劑量是“比較好”也取決于光刻工藝的要求。有時(shí)候稍微欠曝光可以減小這種襯底反射帶來的負(fù)面影響。在厚膠情況下,足夠的曝光劑量是后續(xù)合理的較短顯影時(shí)間的保障。光刻過程中的掩模版誤差必須嚴(yán)格控制在納米級。山東芯片光刻
光刻工藝就是將光學(xué)掩膜版的圖形轉(zhuǎn)移至光刻膠中。掩膜版按基板材料分為樹脂和玻璃基板,其中玻璃基板又包含石英玻璃,硅硼玻璃,蘇打玻璃等,石英玻璃硬度高,熱膨脹系數(shù)低但價(jià)格較高等主要用于高精度領(lǐng)域;按光學(xué)掩膜版的遮光材料可分為乳膠遮光模和硬質(zhì)遮光膜,硬質(zhì)遮光膜又細(xì)分為鉻,硅,硅化鉬,氧化鐵等。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,鉻-石英版因其性能穩(wěn)定,耐用性,精度高等在該領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。我國的光學(xué)掩膜版制作始于20世紀(jì)60年代,當(dāng)時(shí)基板主要進(jìn)口日本“櫻花”玻璃及美國柯達(dá)玻璃。1978年,我國大連玻璃廠當(dāng)時(shí)實(shí)現(xiàn)制版玻璃的產(chǎn)業(yè)化,成品率10%左右。80年代后期,基板主要采用平拉玻璃。到90年代,浮法玻璃技術(shù)技術(shù)較為成熟,開始使用浮法玻璃作為基板,2005年使用超白浮法玻璃作為基板。2010年以后,光掩?;迨⒉Aч_始投產(chǎn),其質(zhì)量能基本滿足IC產(chǎn)業(yè)光掩模版基板的高精度需求。隨著市場對大直徑硅片的需求,大尺寸玻璃基板也同時(shí)趨向于大型化,對光掩模石英玻璃基板也提出了更高的要求。山東芯片光刻光刻機(jī)的校準(zhǔn)和維護(hù)是確保高質(zhì)量產(chǎn)出的基礎(chǔ)。
光刻機(jī)被稱作“現(xiàn)代光學(xué)工業(yè)之花”,生產(chǎn)制造全過程極為繁雜,一臺(tái)光刻機(jī)的零配件就達(dá)到10萬個(gè)。ASML光刻機(jī)也不是荷蘭以一國之力造出的,ASML公司的光刻機(jī)采用了美國光源設(shè)備及技術(shù)工藝,也選用了德國卡爾蔡司的光學(xué)鏡頭先進(jìn)設(shè)備,絕大多數(shù)零部件都需用從海外進(jìn)口,匯聚了全世界科技強(qiáng)國的科技,才可以制作出一臺(tái)光刻機(jī)。上海微電子占有著中國80%之上的市場占有率,現(xiàn)階段中國銷售市場上絕大多數(shù)智能機(jī)都采用了上海微電子的現(xiàn)代化封裝光刻機(jī)技術(shù),而先前這種光刻機(jī)都在進(jìn)口?,F(xiàn)階段,國產(chǎn)光刻機(jī)的困難關(guān)鍵在于沒法生產(chǎn)制造高精密的零配件,ASML的零配件來源于美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家,而現(xiàn)階段在我國還無法掌握這種技術(shù),也很難買到?,F(xiàn)階段,上海微電子能夠生產(chǎn)加工90nm的光刻機(jī),而ASML能夠生產(chǎn)制造7nm乃至5nm的EUV光刻機(jī),相差還是非常大。
氧等離子去膠是利用氧氣在微波或射頻發(fā)生器的作用下產(chǎn)生氧等離子體,具有活性的氧等離子體與有機(jī)聚合物發(fā)生氧化反應(yīng),是的有機(jī)聚合物被氧化成水汽和二氧化碳等排除腔室,從而達(dá)到去除光刻膠的目的,這個(gè)過程我們有時(shí)候也稱之為灰化或者掃膠。氧等離子去膠相比于濕法去膠工藝更為簡單、適應(yīng)性更好。市面上常見氧等離子去膠機(jī)按照頻率可分為微波等離子去膠機(jī)和射頻等離子去膠機(jī)兩種,微波等離子去膠機(jī)的工作頻率更高,更高的頻率決定了等離子體擁有更高的激子濃度、更小的自偏壓,更高的激子濃度決定了去膠速度更快,效率更高;更低的自偏壓決定了其對襯底的刻蝕效應(yīng)更小,也意味著去膠過程中對襯底無損傷,而射頻等離子去膠機(jī)其工作原理與刻蝕機(jī)相似,結(jié)構(gòu)上更加簡單。光刻過程中需確保光源、掩模和硅片之間的高精度對齊。
光刻膠原料是光刻膠產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節(jié),原料的品質(zhì)也決定了光刻膠產(chǎn)品品質(zhì)。光刻膠上游原材料是指光刻膠化學(xué)品一級原料,可以細(xì)分為感光劑、溶劑、成膜樹脂及添加劑(助劑、單體等)。在典型的光刻膠組分中,一般溶劑含量占到65%-90%,成膜樹脂占5%-25%,感光劑及添加劑占15%以下。我國對光刻膠及化學(xué)品的研究起步較晚,盡管取得了一定成果,但技術(shù)水平仍與國際水平相差較大,作為原料的主要化學(xué)品仍然需要依賴進(jìn)口。同時(shí)在當(dāng)前市場中,受光刻膠產(chǎn)品特性影響,光刻膠用原材料更偏向于客制化產(chǎn)品,原材料需要滿足特定的分析結(jié)構(gòu)、分子量、純度以及粒徑控制等。氧等離子普遍用于光刻膠去除。激光器光刻代工
光刻過程中需要嚴(yán)格控制環(huán)境塵埃。山東芯片光刻
隨著光刻對準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展,一開始只是作為評價(jià)及測試光柵質(zhì)量的莫爾條紋技術(shù)在光刻對準(zhǔn)中的應(yīng)用也得到了更深層的開發(fā)。起初,其只能實(shí)現(xiàn)較低精度的人工對準(zhǔn),但隨著細(xì)光柵衍射理論的發(fā)展,利用莫爾條紋相關(guān)特性漸漸也可以在諸如納米壓印光刻對準(zhǔn)等高精度對準(zhǔn)領(lǐng)域得到應(yīng)用。莫爾條紋是兩條光柵或其他兩個(gè)物體之間,當(dāng)它們以一定的角度和頻率運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生干涉條紋圖案。當(dāng)人眼無法看到實(shí)際物體而只能看到干涉花紋時(shí),這種光學(xué)現(xiàn)象就是莫爾條紋。L.Rayleigh對這個(gè)現(xiàn)象做出了解釋,兩個(gè)重疊的平行光柵會(huì)生成一系列與光柵質(zhì)量有關(guān)的低頻條紋,他的理論指出當(dāng)兩個(gè)周期相等的光柵柵線以一定夾角平行放置時(shí),就會(huì)產(chǎn)生莫爾條紋,而周期不相等的兩個(gè)光柵柵線夾角為零(柵線也保持平行)平行放置時(shí),也會(huì)產(chǎn)生相對于光柵周期放大的條紋。山東芯片光刻