广州真空镀膜技术 广东省科学院半导体研究所供应

铝（Aluminium）是一种银白色轻金属，密度为2.70g/cm3。熔点660℃。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。在常温下能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝的湿法刻蚀溶液主要是磷酸、硝酸、醋酸以及水的混合溶液，其中，磷酸为主腐蚀液，硝酸为氧化剂、催化剂，醋酸作缓冲剂、活性剂，改善表面压力；腐蚀液温度越高，腐蚀速率越快。光刻工艺使用的光源为紫外全谱，之后慢慢发展到使用G线和I线紫外光作为光源。在G线和I线光刻工艺中，光刻胶的基体材料主要为酚醛树脂，其由对甲酚、间甲酚与甲醛缩合得到，采用的感光化合物为重氮萘醌化合物。其曝光显影机理主要为：（1）在未曝光区，重氮萘醌与光刻胶基体酚醛树脂会形成分子间氢键、静电相互作用等，从而起到抑制溶解的作用；（2）在曝光区，重氮萘醌在光照条件下分解生成羧酸，进而易与碱性的TMAH显影液发反应，起到促进光刻胶溶解的作用。TMAH溶液相较于氢氧化钾水溶液等碱性溶液，其不含金属离子，在先进制程中可以减小因金属离子带来的缺陷问题。底部对准（ BSA）技术，能实现“ 双面对准，单面曝光”。广州真空镀膜技术

在光学光刻中，光致抗蚀剂通过光掩模用紫外光曝光。紫外接触式曝光机使用了较短波长的光（G线435nm，H线405nm，I线365nm）。接触光刻机属于这种光学光刻。掩膜版的制作则是通过无掩膜光刻技术得到。设计图案由于基本只用一次，一般使用激光直写技术或者电子束制作掩膜版，通过激光束在光刻胶上直接扫描曝光出需要的图形，在经过后续工艺，得到需要的掩膜版。激光直写系统包括光源，激光调制系统，变焦透镜，工件台控制系统，计算机控制系统等。广州真空镀膜技术精确的化学机械抛光（CMP）是光刻后的必要步骤。

双面镀膜光刻是针对硅及其它半导体基片发展起来的加工技术。在基片两面制作光刻图样并且实现映射对准曝光，如果图样不是轴向对称的，往往需要事先设计图样成镜像关系的两块掩模板，每块掩模板用于基片一个表面的曝光，加工设备的高精度掩模—基片对准技术是关键。对于玻璃基片，设计对准标记并充分利用其透明属性，可以方便对准操作，提高对准精度。光学玻璃基片，表面光洁度不如晶圆，需要事先经过光学抛光的工艺处理。玻璃基片的透光性是个可利用的属性，物镜可以直接透过基片看到掩模板的对准标记。数字显微镜可以不断变焦观察掩模板和基片的对准情形，不再以关联物镜参照系的数字存储图像为基准，则调焦引起的物镜抖动对于对准精度不再发生作用。这就是玻璃基片的透明属性带来的好处。

刻胶显影完成后，图形就基本确定，不过还需要使光刻胶的性质更为稳定。硬烘干可以达到这个目的，这一步骤也被称为坚膜。在这过程中，利用高温处理，可以除去光刻胶中剩余的溶剂、增强光刻胶对硅片表面的附着力，同时提高光刻胶在随后刻蚀和离子注入过程中的抗蚀性能力。另外，高温下光刻胶将软化，形成类似玻璃体在高温下的熔融状态。这会使光刻胶表面在表面张力作用下圆滑化，并使光刻胶层中的缺陷减少，这样修正光刻胶图形的边缘轮廓。新型光刻技术正探索使用量子效应进行图案化。

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。铝的湿法刻蚀溶液主要是磷酸、硝酸、醋酸以及水的混合溶液。广州真空镀膜技术

光刻技术的发展离不开持续的创新和研发投入。广州真空镀膜技术

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。广州真空镀膜技术