广州光刻 广东省科学院半导体研究所供应

现有光刻主要利用的是光刻胶中光敏分子的单光子吸收效应所诱导的光化学反应。光敏分子吸收一个能量大于其比较低跃迁能级的光子，从基态跃迁到激发态，经过电子态之间的转移生成活性种，诱发光聚合、光分解等化学反应，使光刻胶溶解特性发生改变。光刻分辨率的物理极限与光源波长和光刻物镜数值孔径呈线性关系，提高光刻分辨率主要通过缩短光刻光源波长来实现。尽管使用的光刻光源波长从可见光（G线，436nm）缩短到紫外（Ⅰ线，365nm）、深紫外（KrF，248nm；ArF，193nm）甚至极紫外（EUV，13.5nm）波段，由于光学衍射极限的限制，其分辨率极限在半个波长左右。光刻技术是半导体制造的完善工艺之一。广州光刻

UV-LED光源作为一种新兴光源，近几年技术获得了极大的进步，在光刻机上同样作为光源使用。与传统汞灯相比，具有光强更高、稳定性更好的特点，可节省电能约50%，寿命延长5倍～10倍。一支汞灯的使用寿命通常在800～1000h，在进行工业生产中，通常24h保持工作状态，能耗极大，随着持续使用光强快速衰减，需要根据工艺需求不断对汞灯位置进行校正，调节光强大小以满足曝光时光强求。UV-LED光源采用电子快门技术，曝光结束后LED自动关闭，间断性的使用极大地延长了LED的使用时间，曝光光强可以通过调节灯珠功率实现，操作简单方便。套刻精度(OverlayAccuracy)的基本含义是指前后两道光刻工序之间两者图形的对准精度，如果对准的偏差过大，就会直接影响产品的良率。一般光刻机厂商会提供每台设备的极限套刻精度。套刻精度作为是光刻机的另一个非常重要的技术指标，不同光刻机会采用不同的对准系统，与此同时每层图形的对准标记也有所不同。
广州数字光刻匀胶机的转速精度是一项重要的指标。

光刻机经历了5代产品发展，每次改进和创新都明显提升了光刻机所能实现的工艺节点。为接触式光刻机。曝光方式为掩模版与半导体基片之间靠控制真空度实现紧密接触，使用光源分别为g线和i线。接触式光刻机由于掩模与光刻胶直接接触，所以易受污染，掩模版和基片容易受到损伤，掩模版寿命短。第二代为接近式光刻机。曝光方式为掩模版与半导体基片之间有微米级别的间隙，掩模版不容易受到损伤，掩模版寿命长，但掩模版与基片之间的间隙也导致成像质量受到影响，分辨率下降。

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。精确的光刻对准是实现多层结构的关键。

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。湿法刻蚀包括三个基本过程：刻蚀、冲洗和甩干。广州GaN材料刻蚀

光刻机利用精确的光线图案化硅片。广州光刻

湿法刻蚀是集成电路制造工艺采用的技术之一。虽然由于受其刻蚀的各向同性的限制，使得大部分的湿法刻蚀工艺被具有各向异性的干法刻蚀替代，但是它在尺寸较大的非关键层清洗中依然发挥着重要的作用。尤其是在对氧化物去除残留与表皮剥离的刻蚀中，比干法刻蚀更为有效和经济。湿法刻蚀的对象主要有氧化硅、氮化硅、单晶硅或多晶硅等。湿法刻蚀氧化硅通常采用氢氟酸（HF）为主要化学载体。为了提高选择性，工艺中采用氟化铵缓冲的稀氢氟酸。为了保持pH值稳定，可以加入少量的强酸或其他元素。掺杂的氧化硅比纯氧化硅更容易腐蚀。湿法化学剥离(WetRemoval）主要是为了去除光刻胶和硬掩模（氮化硅）。热磷酸（H3PO4）是湿法化学剥离去除氮化硅的主要化学液，对于氧化硅有较好的选择比。在进行这类化学剥离工艺前，需要将附在表面的氧化硅用HF酸进行预处理，以便将氮化硅均匀地消除掉。广州光刻