广州材料刻蚀工艺 广东省科学院半导体研究所供应

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。EUV光刻解决了更小特征尺寸的需求。广州材料刻蚀工艺

曝光后烘烤是化学放大胶工艺中很关键，也是反应机理很复杂的一道工序。后烘过程中，化学放大胶内存在多种反应机制，情况复杂并相互影响。例如各反应基团的扩散，蒸发将导致抗蚀刑的组成分布梯度变化：基质树脂中的去保护基团会引起胶膜体积增加但当烘烤温度达到光刻胶的玻璃化温度时基质树脂又并始变得稠密两者同时又都会影响胶膜中酸的扩散，且影响作用相反。这众多的反应机制都将影响到曝光图形，因此烘烤的温度、时间和曝光与烘烤之间停留的时间间隔都是影响曝光图形线宽的重要因素。广州材料刻蚀工艺光源波长的选择直接影响光刻的分辨率。

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。

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。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。

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。
湿法刻蚀具有非常好的选择性和高刻蚀速率。广州材料刻蚀外协

底部对准（ BSA）技术，能实现“ 双面对准，单面曝光”。广州材料刻蚀工艺

目前，国内光刻胶原材料市场基本被国外厂商垄断，尤其是树脂和感光剂高度依赖于进口，国产化率很低，由此增加了国内光刻胶生产成本以及供应链风险。国内企业基于危机意识在上游原材料领域已展开相关布局。从上市公司在光刻胶原材料的布局情况来看，溶剂方面有百川股份、怡达股份等，单体有华懋科技（投资徐州博康）、联瑞新材等，树脂有彤程新材、圣泉集团、强力新材等，光引发剂有强力新材等。在这之中，徐州博康作为光刻胶全产业链选手，在国内光刻胶这条赛道上，已经实现了从单体到树脂、光酸、配套溶剂到光刻胶产品的全产业链生产能力。广州材料刻蚀工艺