广州紫外光刻 广东省科学院半导体研究所供应

在光刻胶技术数据表中，会给出一些参考的曝光剂量值，通常，这里所写的值是用单色i-线或者BB-UV曝光。正胶和负胶的光反应通常是一个单光子过程与时间没太大关系。因此，在原则上需要多长时间(从脉冲激光的飞秒到接触光刻的秒到激光干涉光刻的小时)并不重要，作为强度和时间的产物，作用在在光刻胶上的剂量是光强与曝光时间的产物。在增加光强和光刻胶厚度较大的时候，必须考虑曝光过程中产生的热量和气体（如正胶和图形反转胶中的N2排放）从光刻胶膜中排出时间因为热量和气体会导致光刻胶膜产生热和机械损伤。衬底的反射率对光刻胶膜实际吸收的曝光强度有影响，特别是对于薄的光学光刻胶膜。玻璃晶圆的短波光强反射约10%，硅晶片反射约30%，金属薄膜的反射系数可超过90%。哪一种曝光剂量是“比较好”也取决于光刻工艺的要求。有时候稍微欠曝光可以减小这种衬底反射带来的负面影响。在厚胶情况下，足够的曝光剂量是后续合理的较短显影时间的保障。精确的化学机械抛光（CMP）是光刻后的必要步骤。广州紫外光刻

光刻对准技术是曝光前一个重要步骤作为光刻的三大主要技术之一，一般要求对准精度为细线宽尺寸的1/7---1/10。随着光刻分辨力的提高，对准精度要求也越来越高，例如针对45am线宽尺寸，对准精度要求在5am左右。受光刻分辨力提高的推动，对准技术也经历迅速而多样的发展。从对准原理上及标记结构分类，对准技术从早期的投影光刻中的几何成像对准方式，包括视频图像对准、双目显微镜对准等，一直到后来的波带片对准方式、干涉强度对准、激光外差干涉以及莫尔条纹对准方式。广州材料刻蚀加工通过重复进行Si蚀刻、聚合物沉积、底面聚合物去除，可以进行纵向的深度蚀刻，侧壁的凹凸因形似扇贝。

现有光刻主要利用的是光刻胶中光敏分子的单光子吸收效应所诱导的光化学反应。光敏分子吸收一个能量大于其比较低跃迁能级的光子，从基态跃迁到激发态，经过电子态之间的转移生成活性种，诱发光聚合、光分解等化学反应，使光刻胶溶解特性发生改变。光刻分辨率的物理极限与光源波长和光刻物镜数值孔径呈线性关系，提高光刻分辨率主要通过缩短光刻光源波长来实现。尽管使用的光刻光源波长从可见光（G线，436nm）缩短到紫外（Ⅰ线，365nm）、深紫外（KrF，248nm；ArF，193nm）甚至极紫外（EUV，13.5nm）波段，由于光学衍射极限的限制，其分辨率极限在半个波长左右。

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。湿法刻蚀具有非常好的选择性和高刻蚀速率。

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。光刻误差校正技术明显提高了芯片制造的良品率。广州材料刻蚀加工

光刻技术的发展依赖于光学、物理和材料科学。广州紫外光刻

在曝光这一步中，将使用特定波长的光对覆盖衬底的光刻胶进行选择性地照射。光刻胶中的感光剂会发生光化学反应，从而使正光刻胶被照射区域（感光区域）、负光刻胶未被照射的区域（非感光区）化学成分发生变化。这些化学成分发生变化的区域，在下一步的能够溶解于特定的显影液中。在接受光照后，正性光刻胶中的感光剂DQ会发生光化学反应，变为乙烯酮，并进一步水解为茚并羧酸，羧酸在碱性溶剂中的溶解度比未感光部分的光刻胶高出约100倍，产生的羧酸同时还会促进酚醛树脂的溶解。利用感光与未感光光刻胶对碱性溶剂的不同溶解度，就可以进行掩膜图形的转移。曝光方法包括：接触式曝光—掩膜板直接与光刻胶层接触；接近式曝光—掩膜板与光刻胶层的略微分开，大约为10～50μm；投影式曝光—在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集光实现曝光和步进式曝光。广州紫外光刻