广州图形光刻 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。每一代光刻机的进步都伴随着挑战与突破。广州图形光刻

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。广州图形光刻高效光刻解决方案对于降低成本至关重要。

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。

双面对准光刻机采用底部对准（BSA）技术，能实现“双面对准，单面曝光”。该设备对准精度高，适用于大直径基片。在对准过程中，图形处理技术起到了至关重要的作用。其基本工作原理是将CCD摄像头采集得到的连续模拟图像信号经图像采集卡模块的D/A转换，变为数字图像信号，然后再由图像处理模块完成对数字图像信号的运算处理，这主要包括图像预处理、图像的分割、匹配等算法的实现。为有效提取对准标记的边缘，对获取的标记图像通常要进行预处理以便提取出图像中标记的边缘，这包括：减小和滤除图像中的噪声，增强图像的边缘等。光刻胶根据其感光树脂的化学结构也可以分为光交联性、光聚合型、光分解型和化学放大型。光刻误差校正技术明显提高了芯片制造的良品率。

二氧化硅的湿法刻蚀通常使用HF。因为1∶1的HF（H2O中49%的HF）在室温下刻蚀氧化物速度过快，所以很难用1∶1的HF控制氧化物的刻蚀。一般用水或缓冲溶剂如氟化铵（NH4F）进一步稀释HF降低氧化物的刻蚀速率，以便控制刻蚀速率和均匀性。氧化物湿法刻蚀中所使用的溶液通常是6∶1稀释的HF缓冲溶液，或10∶1和100∶1的比例稀释后的HF水溶液。的半导体制造中，每天仍进行6∶1的缓冲二氧化硅刻蚀（BOE）和100∶1的HF刻蚀。如果监测CVD氧化层的质量，可以通过比较CVD二氧化硅的湿法刻蚀速率和热氧化法生成的二氧化硅湿法刻蚀速率，这就是所谓的湿法刻蚀速率比。热氧化之前，HF可用于预先剥除硅晶圆表面上的原生氧化层。光掩膜版的制作则是通过无掩膜光刻技术得到。广州材料刻蚀加工

光刻胶的选择直接影响芯片的性能和良率。广州图形光刻

通过光刻技术制作出的微纳结构需进一步通过刻蚀或者镀膜，才可获得所需的结构或元件。刻蚀技术，是按照掩模图形对衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术，可分为湿法刻蚀和干法刻蚀。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，换言之，对刻蚀接触点之任何方向腐蚀速度并无明显差异。而干刻蚀采用的气体，或轰击质量颇巨，或化学活性极高，均能达成刻蚀的目的。其较重要的优点是能兼顾边缘侧向侵蚀现象极微与高刻蚀率两种优点。干法刻蚀能够满足亚微米/纳米线宽制程技术的要求，且在微纳加工技术中被大量使用。广州图形光刻