广州MEMS光刻 广东省科学院半导体研究所供应

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。精确的化学机械抛光（CMP）是光刻后的必要步骤。广州MEMS光刻

光刻对准技术是曝光前一个重要步骤作为光刻的三大主要技术之一，一般要求对准精度为细线宽尺寸的1/7---1/10。随着光刻分辨力的提高，对准精度要求也越来越高，例如针对45am线宽尺寸，对准精度要求在5am左右。受光刻分辨力提高的推动，对准技术也经历迅速而多样的发展。从对准原理上及标记结构分类，对准技术从早期的投影光刻中的几何成像对准方式，包括视频图像对准、双目显微镜对准等，一直到后来的波带片对准方式、干涉强度对准、激光外差干涉以及莫尔条纹对准方式。广州MEMS光刻光刻胶的主要功能是在整个区域进行化学或机械处理工艺时，保护光刻胶下的衬底部分。

速度和加速度是决定匀胶获得薄膜厚度的关键因素。衬底的旋转速度控制着施加到树脂上的离心力和树脂上方空气的湍流度。衬底由低速向旋转速度的加速也会极大地影响薄膜的性能。由于树脂在开始旋转的几圈内就开始溶剂挥发过程，因此控制加速阶段非常重要这个阶段光刻胶会从中心向样品周围流动并铺展开。在许多情况下，光刻胶中高达50%的基础溶剂会在溶解的几秒钟内蒸发掉。因此，使用“快速”工艺技术，在很短的时间内将光刻胶从样品中心甩到样品边缘。在这种加速度驱动材料向衬底边缘移动，使不均匀的蒸发小化，并克服表面张力以提高均匀性。高速度，高加速步骤后是一个更慢的干燥步骤和/或立即停止到0rpm。

从对准信号上分，主要包括标记的显微图像对准、基于光强信息的对准和基于相位信息对准。对准法则是光刻只是把掩膜版上的Y轴与晶园上的平边成90º，如图所示。接下来的掩膜版都用对准标记与上一层带有图形的掩膜对准。对准标记是一个特殊的图形，分布在每个芯片图形的边缘。经过光刻工艺对准标记就永远留在芯片表面，同时作为下一次对准使用。对准方法包括：a、预对准，通过硅片上的notch或者flat进行激光自动对准b、通过对准标志，位于切割槽上。另外层间对准，即套刻精度,保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准。光刻技术的发展需跨领域合作，融合多学科知识。

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。通过优化刻蚀气体比例、刻蚀功率等参数，可实现高垂直度氮化硅刻蚀。广州微纳加工技术

光刻是集成电路和半导体器件制造工艺中的关键性技术。广州MEMS光刻

在匀胶工艺中，转速的快慢和控制精度直接关系到旋涂层的厚度控制和膜层均匀性。匀胶机的转速精度是一项重要的指标。用来吸片的真空泵一般选择无油泵，上配有压力表，同时现在很多匀胶机有互锁，未检测的真空将不会启动。有时会出现胶液进入真空管道的现象，有的匀胶机厂商会在某一段管路加一段"U型"管路，降低异物进入真空管道的影响。光刻胶主要应用于半导体、显示面板与印制电路板等三大领域。其中，半导体光刻胶技术难度高，主要被美日企业垄断。据相关研究机构数据显示，全球光刻胶市场中，LCD光刻胶、PCB光刻胶、半导体光刻胶产品占比较为平均。相比之下，中国光刻胶生产能力主要集中PCB光刻胶，占比高达约94%；半导体光刻胶由于技术壁垒较高占约2%。此外，光刻胶是生产28nm、14nm乃至10nm以下制程的关键，被国外巨头垄断，国产化任重道远。广州MEMS光刻