广州半导体材料刻蚀 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。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。广州半导体材料刻蚀

用O2等离子体对样品整体处理，以清理显影后可能的非望残留。特别是负胶但也包括正胶，在显影后会在原来胶-基板界面处残留聚合物薄层，这个问题在结构小于1um或大深-宽比的结构中更为严重。当然过程中留胶厚度也会降低，但是影响不会太大。在刻蚀或镀膜之前需要硬烤以去除残留的显影液和水，并退火以改善由于显影过程渗透和膨胀导致的界面接合状况。同时提高胶的硬度和提高抗刻蚀性。硬烤温度一般高达120度以上，时间也在20分左右。主要的限制是温度过高会使图形边缘变差以及刻蚀后难以去除。广州光刻工艺湿法刻蚀较普遍、也是成本较低的刻蚀方法，大部份的湿刻蚀液均是各向同性的。

基于光刻工艺的微纳加工技术主要包含以下过程：掩模（mask）制备、图形形成及转移（涂胶、曝光、显影）、薄膜沉积、刻蚀、外延生长、氧化和掺杂等。在基片表面涂覆一层某种光敏介质的薄膜（抗蚀胶），曝光系统把掩模板的图形投射在（抗蚀胶）薄膜上，光（光子）的曝光过程是通过光化学作用使抗蚀胶发生光化学作用，形成微细图形的潜像，再通过显影过程使剩余的抗蚀胶层转变成具有微细图形的窗口，后续基于抗蚀胶图案进行镀膜、刻蚀等可进一步制作所需微纳结构或器件。

光源的选择不但影响光刻胶的曝光效果和稳定性，还直接决定了光刻图形的精度和生产效率。选择合适的光源可以提高光刻图形的分辨率和清晰度，使得在更小的芯片上集成更多的电路成为可能。同时，优化光源的功率和曝光时间可以缩短光刻周期，提高生产效率。然而，光源的选择也需要考虑成本和环境影响。高亮度、高稳定性的光源往往伴随着更高的制造成本和维护成本。因此，在选择光源时，需要在保证图形精度和生产效率的同时，兼顾成本和环境可持续性！高精度的微细结构可以通过电子束直写或激光直写制作，这类光刻技术，像“写字”一样。

剥离工艺（lift-off）是指在有光刻胶图形的掩膜上镀膜后，再去除光刻胶获得图案化的金属的工艺。在剥离工艺中，有几种关键因素影响得到的金属形貌。1.光刻胶的厚度。光刻胶厚度需大于金属厚度，一般光刻胶厚度在金属厚度的三倍以上胶面上的金属更易成功剥离。2.光刻胶种类。紫外光刻中，正胶光刻胶一般为“正梯形”，负胶光刻胶侧壁形貌一般为“倒梯性”。“倒梯形”的光刻胶更容易剥离，故在剥离工艺中常使用负胶。3.镀膜工艺。蒸发镀膜相比溅射镀膜在光刻胶侧壁更少镀上金属，因此蒸发镀膜更易剥离。我国光学掩膜版的发展。广州光刻工艺

光刻过程中需确保光源、掩模和硅片之间的高精度对齐。广州半导体材料刻蚀

SU-8光刻胶在近紫外光(365nm-400nm)范围内光吸收度很低，且整个光刻胶层所获得的曝光量均匀一致，可得到具有垂直侧壁和高深宽比的厚膜图形；它还具有良好的力学性能、抗化学腐蚀性和热稳定性;在受到紫外辐射后发生交联，是一种化学扩大负性胶，可以形成台阶等结构复杂的图形;在电镀时可以直接作为绝缘体使用。SU-具有分子量低、溶解度好、透明度高、可形成光滑膜层、玻璃化温度（Tg）低、粘度可降低、单次旋涂可得超厚膜层（650μm）、涂层厚度均匀、高宽比大（10:1）、耐化学性优异、生物相容性好（微流控芯片）的特点。SU-8光刻胶具有许多优异的性能，可以制造数百Lm甚至1000Lm厚、深宽比可达50的MEMS微结构，在一定程度上代替了LIGA技术,而成本降低，成为近年来研究的一个热点。但众所周知,SU-8对工艺参数的改变非常敏感，且固化厚的光刻胶难以彻底的消除。这些工艺参数包括衬底类型、基片预处理、前烘温度和时间、曝光时间、中烘温度和时间、显影方式和时间等。广州半导体材料刻蚀