光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一,特别是近年来大规模和超大规模集成电路的发展,更是促进了光刻胶的研究开发和应用。印刷工业是光刻胶应用的另一重要领域。1954 年由明斯克等人首先研究成功的聚乙烯醇肉桂酸脂就是用于印刷工业的,以后才用于电子工业。光刻胶是一种有机化合物,它被紫外光曝光后,在显影溶液中的溶解度会发生变化。硅片制造中所用的光刻胶以液态涂在硅片表面,而后**燥成胶膜。光刻胶的技术复杂,品种较多。根据其化学反应机理和显影原理,可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶;反之,对某些溶剂是不可溶的,经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能,将光刻胶作涂层,就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。基于感光树脂的化学结构,光刻胶可以分为三种类型。显影液:正性光刻胶的显影液。正胶的显影液位碱性水溶液。云南光刻代工
在光刻图案化工艺中,首先将光刻胶涂在硅片上形成一层薄膜。接着在复杂的曝光装置中,光线通过一个具有特定图案的掩模投射到光刻胶上。曝光区域的光刻胶发生化学变化,在随后的化学显影过程中被去除。较后掩模的图案就被转移到了光刻胶膜上。而在随后的蚀刻 或离子注入工艺中,会对没有光刻胶保护的硅片部分进行刻蚀,较后洗去剩余光刻胶。这时光刻胶的图案就被转移到下层的薄膜上,这种薄膜图案化的过程经过多次迭代,联同其他多个物理过程,便产生集成电路。云南光刻代工接触式光刻曝光主要优点是可以使用价格较低的设备制造出较小的特征尺寸。
在光刻过程中可能会出现光刻胶未涂满衬底的异常,主要原因可能以下几个:滴胶量不、胶液偏离衬底中心、滴胶是有气泡、滴胶是有“倒角”,主要的叫绝方法有:增加滴胶量、调整匀胶机水平位置、调整滴胶位置、在“倒角”处滴胶、消除“倒角”。光刻涂胶四周呈现放射性条纹,主要可能的原因是光刻胶有颗粒、衬底未清洗干净,表面有颗粒、滴胶后精致时间过长,部分光刻胶固话,解决的方法主要有更换光刻胶,使用新的光刻胶涂胶来测试一下、将衬底再清洗一次再涂胶、滴胶后马上旋涂,以免光刻胶有所固化。光刻版材质主要是两种,一个是石英材质一个是苏打材质,石英材料的透光率会比苏打的透光率要高。光刻版就是在苏打材料通过光刻、刻蚀等工艺在表面使用铬金属做出我们所需要的图形。
光刻喷嘴喷雾模式和硅片旋转速度是实现硅片间溶解率和均匀性的可重复性的关键调节参数。水坑(旋覆浸没)式显影(PuddleDevelopment)。喷覆足够(不能太多,较小化背面湿度)的显影液到硅片表面,并形成水坑形状(显影液的流动保持较低,以减少边缘显影速率的变化)。硅片固定或慢慢旋转。一般采用多次旋覆显影液:首先次涂覆、保持10~30秒、去除;第二次涂覆、保持、去除。然后用去离子水冲洗(去除硅片两面的所有化学品)并旋转甩干。优点:显影液用量少;硅片显影均匀;较小化了温度梯度。光刻机又被称为:掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等。
光刻胶国产代替是中国半导体产业的迫切需要;自从中美贸易摩擦依赖,中国大陆积极布局集成电路产业。在半导体材料领域,光刻胶作为是集成电路制程技术进步的“燃料”,是国产代替重要环节,也是必将国产化的产品。光刻是半导制程的中心工艺,对制造出更先进,晶体管密度更大的集成电路起到决定性作用。每一代新的光刻工艺都需要新一代的光刻胶技术相匹配。现在,一块半导体芯片在制造过程中一般需要进行10-50道光刻过程。其中不同的光刻过程对于光刻胶也有不一样的具体需求。广东省科学院半导体研究所。一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关。云南光刻代工
负胶光刻的基本流程:衬底清洗、前烘以及预处理、涂胶、软烘、曝光、后烘、显影、图形检查。云南光刻代工
光刻层间对准,即套刻精度(Overlay),保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准。曝光中较重要的两个参数是:曝光能量(Energy)和焦距(Focus)。如果能量和焦距调整不好,就不能得到要求的分辨率和大小的图形。表现为图形的关键尺寸超出要求的范围。曝光方法:a、接触式曝光(ContactPrinting)。掩膜板直接与光刻胶层接触。曝光出来的图形与掩膜板上的图形分辨率相当,设备简单。缺点:光刻胶污染掩膜板;掩膜板的磨损,寿命很低(只能使用5~25次);1970前使用,分辨率〉0.5μm。b、接近式曝光(ProximityPrinting)。云南光刻代工
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