广州图形光刻 广东省科学院半导体研究所供应

光刻是集成电路和半导体器件制造工艺中的关键性技术，其工艺质量直接影响器件成品率、可靠性、器件性能以及使用寿命等参数指标的稳定和提高，就目前光刻工艺而言，工艺设备的稳定性、工艺材料以及人工参与的影响等都会对后续器件成品率及可靠性产生影响。利用光刻机发出的光通过具有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光，光刻胶见光后会发生性质变化，从而使光罩上得图形复印到薄片上，从而使薄片具有电子线路图的作用。这就是光刻的作用，类似照相机照相。照相机拍摄的照片是印在底片上，而光刻刻的不是照片，而是电路图和其他电子元件。简单点来说，光刻机就是放大的单反，光刻机就是将光罩上的设计好集成电路图形通过光线的曝光印到光感材料上，形成图形。湿法刻蚀是集成电路制造工艺采用的技术之一。广州图形光刻

湿法刻蚀是集成电路制造工艺采用的技术之一。虽然由于受其刻蚀的各向同性的限制，使得大部分的湿法刻蚀工艺被具有各向异性的干法刻蚀替代，但是它在尺寸较大的非关键层清洗中依然发挥着重要的作用。尤其是在对氧化物去除残留与表皮剥离的刻蚀中，比干法刻蚀更为有效和经济。湿法刻蚀的对象主要有氧化硅、氮化硅、单晶硅或多晶硅等。湿法刻蚀氧化硅通常采用氢氟酸（HF）为主要化学载体。为了提高选择性，工艺中采用氟化铵缓冲的稀氢氟酸。为了保持pH值稳定，可以加入少量的强酸或其他元素。掺杂的氧化硅比纯氧化硅更容易腐蚀。湿法化学剥离(WetRemoval）主要是为了去除光刻胶和硬掩模（氮化硅）。热磷酸（H3PO4）是湿法化学剥离去除氮化硅的主要化学液，对于氧化硅有较好的选择比。在进行这类化学剥离工艺前，需要将附在表面的氧化硅用HF酸进行预处理，以便将氮化硅均匀地消除掉。广州微纳光刻光刻胶的选择直接影响芯片的性能和良率。

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。

电子束曝光指使用电子束在表面上制造图样的工艺，是光刻技术的延伸应用。它的特点是分辨率高、图形产生与修改容易、制作周期短。它可分为扫描曝光和投影曝光两大类，其中扫描曝光系统是电子束在工件面上扫描直接产生图形，分辨率高，生产率低。投影曝光系统实为电子束图形复印系统，它将掩模图形产生的电子像按原尺寸或缩小后复印到工件上，因此不仅保持了高分辨率，而且提高了生产率。电子束曝光系统一般包括如下配件：电子束源：热电子发射和场发射、电磁透镜系统、Stage系统、真空系统、控制系统。通常来说，电子束的束斑大小决定了曝光设计线宽，设计线宽应至少为束斑的3倍以上。由于电子束的束斑大小和束流大小、光阑大小等直接的相关，而束流大小、步距等又决定了曝光时间的长短。因此，工作时需要综合考虑决定采用的束流及工作模式。光刻技术对于提升芯片速度、降低功耗具有关键作用。

光刻机被称作“现代光学工业之花”，生产制造全过程极为繁杂，一台光刻机的零配件就达到10万个。ASML光刻机也不是荷兰以一国之力造出的，ASML公司的光刻机采用了美国光源设备及技术工艺，也选用了德国卡尔蔡司的光学镜头先进设备，绝大多数零部件都需用从海外进口，汇聚了全世界科技强国的科技，才可以制作出一台光刻机。上海微电子占有着中国80%之上的市场占有率，现阶段中国销售市场上绝大多数智能机都采用了上海微电子的现代化封装光刻机技术，而先前这种光刻机都在进口。现阶段，国产光刻机的困难关键在于没法生产制造高精密的零配件，ASML的零配件来源于美国、德国、日本等发达国家，而现阶段在我国还无法掌握这种技术，也很难买到。现阶段，上海微电子能够生产加工90nm的光刻机，而ASML能够生产制造7nm乃至5nm的EUV光刻机，相差還是非常大。UV-LED 光源具有光强更高、稳定性更好的特点。广州图形光刻

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。广州图形光刻

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。广州图形光刻