广州材料刻蚀工艺 广东省科学院半导体研究所供应

光刻工艺就是将光学掩膜版的图形转移至光刻胶中。掩膜版按基板材料分为树脂和玻璃基板，其中玻璃基板又包含石英玻璃，硅硼玻璃，苏打玻璃等，石英玻璃硬度高，热膨胀系数低但价格较高等主要用于高精度领域；按光学掩膜版的遮光材料可分为乳胶遮光模和硬质遮光膜，硬质遮光膜又细分为铬，硅，硅化钼，氧化铁等。在半导体领域，铬-石英版因其性能稳定，耐用性，精度高等在该领域被广泛应用。我国的光学掩膜版制作始于20世纪60年代，当时基板主要进口日本“樱花”玻璃及美国柯达玻璃。1978年，我国大连玻璃厂当时实现制版玻璃的产业化，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，浮法玻璃技术技术较为成熟，开始使用浮法玻璃作为基板，2005年使用超白浮法玻璃作为基板。2010年以后，光掩模基板石英玻璃开始投产，其质量能基本满足IC产业光掩模版基板的高精度需求。随着市场对大直径硅片的需求，大尺寸玻璃基板也同时趋向于大型化，对光掩模石英玻璃基板也提出了更高的要求。光刻技术不断迭代，以满足高性能计算需求。广州材料刻蚀工艺

光刻是集成电路和半导体器件制造工艺中的关键性技术，其工艺质量直接影响器件成品率、可靠性、器件性能以及使用寿命等参数指标的稳定和提高，就目前光刻工艺而言，工艺设备的稳定性、工艺材料以及人工参与的影响等都会对后续器件成品率及可靠性产生影响。利用光刻机发出的光通过具有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光，光刻胶见光后会发生性质变化，从而使光罩上得图形复印到薄片上，从而使薄片具有电子线路图的作用。这就是光刻的作用，类似照相机照相。照相机拍摄的照片是印在底片上，而光刻刻的不是照片，而是电路图和其他电子元件。简单点来说，光刻机就是放大的单反，光刻机就是将光罩上的设计好集成电路图形通过光线的曝光印到光感材料上，形成图形。广州材料刻蚀加工平台光刻技术的发展需跨领域合作，融合多学科知识。

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（Photolithography)是一种图形转移的方法，在微纳加工当中不可或缺的技术。光刻是一个比较大的概念，其实它是有多步工序所组成的。1.清洗：清洗衬底表面的有机物。2.旋涂：将光刻胶旋涂在衬底表面。3.曝光。将光刻版与衬底对准，在紫外光下曝光一定的时间。4.显影：将曝光后的衬底在显影液下显影一定的时间，受过紫外线曝光的地方会溶解在显影液当中。5.后烘。将显影后的衬底放置热板上后烘，以增强光刻胶与衬底之前的粘附力。光刻技术的发展依赖于光学、物理和材料科学。

对于透明基片的双面光刻加工，其准标记可灵活设计，沿目镜的光轴上方的图案区域如果是不透光的，该区域的对准标记可以简单设计成透光十字或透光方框作为对准标记。如果目镜光轴上方掩模板图案区域是透光的，该区域设计的对准标记可以设计成十字型或方框。不管是十字型还是方框型，都是参照内部的边和角进行精确对准。综合考虑到物距不一成像大小不同的因素，两块掩模板的对准标记也可以设计成大小不一的，以掩模板和基片标记成像方便观测对准为原则。双面光刻调制盘作为光路一部分用于约束光束，加工完成后，要用不透明的涂料涂覆标记图案及搜索线即可，即便没有搜索线，由于小方框对准标记是透光的，也不免要用涂料涂覆，涂料对于测量狭缝和机械装配公差配合没有影响。光刻机被称作“现代光学工业之花”。广州材料刻蚀加工平台

光刻套刻的对准与误差。广州材料刻蚀工艺

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。广州材料刻蚀工艺