广州材料刻蚀外协 广东省科学院半导体研究所供应

掩膜对准光刻及步进投影式光刻机中常用汞灯作为曝光光源，其发射光谱包括g-(波长435nm)、h-(波长405nm)和i-线(波长365nm)。一个配有350wHg灯的6英寸掩模对准器通常能获得大约光输出。15–30mw/cm2，i-线强度通常大约占全部三条线总光强的40%。LED作为近年来比较常见的UV光源在掩膜对准式光刻系统中比较常见，其相比于汞灯光源其优点是冷光源，不会对光刻胶产生辐照加热，避免光刻胶受热变形。除了Hg灯，具有合适波长的激光器也是光刻胶曝光的合适光源。由于光引发剂的光谱吸收带不会在某一特定波长突然终止，相应的适应剂量也会暴露在比数据表中所示范围高约10nm的波长处，但这延长了需要直写的时间。另外，在干涉光刻中也常常用的例如He-Cd（328nm）作为光源，其同样能对大部分i-线胶进行曝光。光刻胶的固化过程需要精确控制温度和时间。广州材料刻蚀外协

随着光刻对准技术的发展，一开始只是作为评价及测试光栅质量的莫尔条纹技术在光刻对准中的应用也得到了更深层的开发。起初，其只能实现较低精度的人工对准，但随着细光栅衍射理论的发展，利用莫尔条纹相关特性渐渐也可以在诸如纳米压印光刻对准等高精度对准领域得到应用。莫尔条纹是两条光栅或其他两个物体之间，当它们以一定的角度和频率运动时，会产生干涉条纹图案。当人眼无法看到实际物体而只能看到干涉花纹时，这种光学现象就是莫尔条纹。L.Rayleigh对这个现象做出了解释，两个重叠的平行光栅会生成一系列与光栅质量有关的低频条纹，他的理论指出当两个周期相等的光栅栅线以一定夹角平行放置时，就会产生莫尔条纹，而周期不相等的两个光栅栅线夹角为零（栅线也保持平行）平行放置时，也会产生相对于光栅周期放大的条纹。广州材料刻蚀外协光刻工艺中的温度控制对结果有明显影响。

显影速度：显影速率主要取决于使用的光刻胶和反转烘烤步骤的时间和温度。反转烘烤的温度越高、时间越长，光引发剂的热分解率就越高。在常规显影液中，显影速率>1um/min是比较常见的，但并不是每款胶都是这样的。底切结构的形成：过显的程度(光刻胶开始显影到显影完成的时间)对底切结构的形成有明显的影响。如图3所示，在充分显影后，随着显影时间的延长，底切的程度会表现更明显。对于实际应用中，建议30%的过度显影是个比较合适的节点：在高深宽比的应用中，必须注意，过度的底切结构有可能会导致光刻胶漂胶。足够的光刻胶厚度：在使用方向性比较好的镀膜方式中，镀膜材料的厚度甚至可以大于光刻胶的厚度。因为，蒸发的材料在空隙区域上缓慢地生长在一起，从而衬底上生长的材料形成一个下面大上面小的梯形截面结构。

光刻（Photolithography)是一种图形转移的方法，在微纳加工当中不可或缺的技术。光刻是一个比较大的概念，其实它是有多步工序所组成的。1.清洗：清洗衬底表面的有机物。2.旋涂：将光刻胶旋涂在衬底表面。3.曝光。将光刻版与衬底对准，在紫外光下曝光一定的时间。4.显影：将曝光后的衬底在显影液下显影一定的时间，受过紫外线曝光的地方会溶解在显影液当中。5.后烘。将显影后的衬底放置热板上后烘，以增强光刻胶与衬底之前的粘附力。精确的化学机械抛光（CMP）是光刻后的必要步骤。

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。UV-LED 光源具有光强更高、稳定性更好的特点。广州材料刻蚀外协

光刻机常用光源介绍。广州材料刻蚀外协

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。广州材料刻蚀外协