光刻曝光系統(tǒng):接觸式曝光和非接觸式曝光的區(qū)別,在于曝光時(shí)掩模與晶片間相對(duì)關(guān)系是貼緊還是分開(kāi)。接觸式曝光具有分辨率高、復(fù)印面積大、復(fù)印精度好、曝光設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便和生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。但容易損傷和沾污掩模版和晶片上的感光膠涂層,影響成品率和掩模版壽命,對(duì)準(zhǔn)精度的提高也受到較多的限制。一般認(rèn)為,接觸式曝光只適于分立元件和中、小規(guī)模集成電路的生產(chǎn)。非接觸式曝光主要指投影曝光。在投影曝光系統(tǒng)中,掩膜圖形經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)成像在感光層上,掩模與晶片上的感光膠層不接觸,不會(huì)引起損傷和沾污,成品率較高,對(duì)準(zhǔn)精度也高,能滿(mǎn)足高集成度器件和電路生產(chǎn)的要求。但投影曝光設(shè)備復(fù)雜,技術(shù)難度高,因而不適于低檔產(chǎn)品的生產(chǎn)?,F(xiàn)代應(yīng)用較廣的是 1:1倍的全反射掃描曝光系統(tǒng)和x:1倍的在硅片上直接分步重復(fù)曝光系統(tǒng)。接近式光刻機(jī),光刻版與光刻膠有一個(gè)很小的縫隙,避免晶圓片與光刻版直接接觸,缺陷少。浙江真空鍍膜工藝
光聚合型光刻膠采用烯類(lèi)單體,在光作用下生成自由基,進(jìn)一步引發(fā)單體聚合,較后生成聚合物;光分解型光刻膠,采用含有重氮醌類(lèi)化合物(DQN)材料作為感光劑,其經(jīng)光照后,發(fā)生光分解反應(yīng),可以制成正性光刻膠;光交聯(lián)型光刻膠采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而起到抗蝕作用,可以制成負(fù)性光刻膠。動(dòng)態(tài)噴灑法:隨著硅片尺寸越來(lái)越大,靜態(tài)涂膠已經(jīng)不能滿(mǎn)足較新的硅片加工需求。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。珠海微納加工平臺(tái)非接觸式曝光,掩膜板與光刻膠層的略微分開(kāi),可以避免與光刻膠直接接觸而引起的掩膜板損傷。
光刻工藝的成本約為整個(gè)芯片制造工藝的35%,并且耗費(fèi)時(shí)間約占整個(gè)芯片工藝的40%-50%。光刻膠材料約占IC制造材料總成本的4%,市場(chǎng)巨大。因此光刻膠是半導(dǎo)體集成電路制造的中心材料。按顯示效果分類(lèi);光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。負(fù)性光刻膠顯影時(shí)形成的圖形與光罩(掩膜版)相反;正性光刻膠形成的圖形與掩膜版相同。兩者的生產(chǎn)工藝流程基本一致,區(qū)別在于主要原材料不同。按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi);光刻膠可以分為光聚合型,光分解型,光交聯(lián)型和化學(xué)放大型。
普通的光刻膠在成像過(guò)程中,由于存在一定的衍射、反射和散射,降低了光刻膠圖形的對(duì)比度,從而降低了圖形的分辨率。隨著曝光加工特征尺寸的縮小,入射光的反射和散射對(duì)提高圖形分辨率的影響也越來(lái)越大。為了提高曝光系統(tǒng)分辨率的性能,人們正在研究在曝光光刻膠的表面覆蓋抗反射涂層的新型光刻膠技術(shù)。該技術(shù)的引入,可明顯減小光刻膠表面對(duì)入射光的反射和散射,從而改善光刻膠的分辨率性能,但由此將引起工藝復(fù)雜性和光刻成本的增加。伴隨著新一代曝光技術(shù)(NGL)的研究與發(fā)展,為了更好的滿(mǎn)足其所能實(shí)現(xiàn)光刻分辨率的同時(shí),光刻膠也相應(yīng)發(fā)展。先進(jìn)曝光技術(shù)對(duì)光刻膠的性能要求也越來(lái)越高。深紫外線(xiàn)堅(jiān)膜使正性光刻膠樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián)形成一層薄的表面硬殼,增加光刻膠的熱穩(wěn)定性。
顯影液:正性光刻膠的顯影液。正膠的顯影液位堿性水溶液。KOH和NaOH因?yàn)闀?huì)帶來(lái)可動(dòng)離子污染(MIC,MovableIonContamination),所以在IC制造中一般不用。較普通的正膠顯影液是四甲基氫氧化銨(TMAH)(標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量濃度為0.26,溫度15~25C)。在I線(xiàn)光刻膠曝光中會(huì)生成羧酸,TMAH顯影液中的堿與酸中和使曝光的光刻膠溶解于顯影液,而未曝光的光刻膠沒(méi)有影響;在化學(xué)放大光刻膠(CAR,ChemicalAmplifiedResist)中包含的酚醛樹(shù)脂以PHS形式存在。CAR中的PAG產(chǎn)生的酸會(huì)去除PHS中的保護(hù)基團(tuán)(t-BOC),從而使PHS快速溶解于TMAH顯影液中。接觸式光刻機(jī)的掩模版包括了要復(fù)制到襯底上的所有芯片陣列圖形。珠海微納加工平臺(tái)
接觸式光刻機(jī),曝光時(shí),光刻版壓在涂有光刻膠的襯底上,優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單,分辨率高,沒(méi)有衍射效應(yīng)。浙江真空鍍膜工藝
光刻涂底方法:氣相成底膜的熱板涂底。HMDS蒸氣淀積,200~250C,30秒鐘;優(yōu)點(diǎn):涂底均勻、避免顆粒污染;旋轉(zhuǎn)涂底。缺點(diǎn):顆粒污染、涂底不均勻、HMDS用量大。目的:使表面具有疏水性,增強(qiáng)基底表面與光刻膠的黏附性旋轉(zhuǎn)涂膠方法:a、靜態(tài)涂膠(Static)。硅片靜止時(shí),滴膠、加速旋轉(zhuǎn)、甩膠、揮發(fā)溶劑(原光刻膠的溶劑約占65~85%,旋涂后約占10~20%);b、動(dòng)態(tài)(Dynamic)。低速旋轉(zhuǎn)(500rpm_rotationperminute)、滴膠、加速旋轉(zhuǎn)(3000rpm)、甩膠、揮發(fā)溶劑。決定光刻膠涂膠厚度的關(guān)鍵參數(shù):光刻膠的黏度(Viscosity),黏度越低,光刻膠的厚度越??;浙江真空鍍膜工藝
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所在同行業(yè)領(lǐng)域中,一直處在一個(gè)不斷銳意進(jìn)取,不斷制造創(chuàng)新的市場(chǎng)高度,多年以來(lái)致力于發(fā)展富有創(chuàng)新價(jià)值理念的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),在廣東省等地區(qū)的電子元器件中始終保持良好的商業(yè)口碑,成績(jī)讓我們喜悅,但不會(huì)讓我們止步,殘酷的市場(chǎng)磨煉了我們堅(jiān)強(qiáng)不屈的意志,和諧溫馨的工作環(huán)境,富有營(yíng)養(yǎng)的公司土壤滋養(yǎng)著我們不斷開(kāi)拓創(chuàng)新,勇于進(jìn)取的無(wú)限潛力,廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所供應(yīng)攜手大家一起走向共同輝煌的未來(lái),回首過(guò)去,我們不會(huì)因?yàn)槿〉昧艘稽c(diǎn)點(diǎn)成績(jī)而沾沾自喜,相反的是面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)氛圍,我們更要明確自己的不足,做好迎接新挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備,要不畏困難,激流勇進(jìn),以一個(gè)更嶄新的精神面貌迎接大家,共同走向輝煌回來(lái)!