集成電路制造中利用光學(xué)- 化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)、物理刻蝕方法,將電路圖形傳遞到單晶表面或介質(zhì)層上,形成有效圖形窗口或功能圖形的工藝技術(shù)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,光刻技術(shù)傳遞圖形的尺寸限度縮小了2~3個數(shù)量級(從毫米級到亞微米級),已從常規(guī)光學(xué)技術(shù)發(fā)展到應(yīng)用電子束、 X射線、微離子束、激光等新技術(shù);使用波長已從4000埃擴(kuò)展到 0.1埃數(shù)量級范圍。光刻技術(shù)成為一種精密的微細(xì)加工技術(shù)。光刻技術(shù)是指在光照作用下,借助光致抗蝕劑(又名光刻膠)將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到基片上的技術(shù)。其主要過程為:首先紫外光通過掩膜版照射到附有一層光刻膠薄膜的基片表面,引起曝光區(qū)域的光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng);再通過顯影技術(shù)溶解去除曝光區(qū)域或未曝光區(qū)域的光刻膠(前者稱正性光刻膠,后者稱負(fù)性光刻膠),使掩膜版上的圖形被復(fù)制到光刻膠薄膜上;***利用刻蝕技術(shù)將圖形轉(zhuǎn)移到基片上。完成圖形的曝光后,用激光曝光硅片邊緣,然后在顯影或特殊溶劑中溶解;工業(yè)園區(qū)供應(yīng)光刻系統(tǒng)量大從優(yōu)
在曝光過程中,需要對不同的參數(shù)和可能缺陷進(jìn)行跟蹤和控制,會用到檢測控制芯片/控片(Monitor Chip)。根據(jù)不同的檢測控制對象,可以分為以下幾種:a、顆粒控片(Particle MC):用于芯片上微小顆粒的監(jiān)控,使用前其顆粒數(shù)應(yīng)小于10顆;b、卡盤顆??仄–huck Particle MC):測試光刻機(jī)上的卡盤平坦度的**芯片,其平坦度要求非常高;c、焦距控片(Focus MC):作為光刻機(jī)監(jiān)控焦距監(jiān)控;d、關(guān)鍵尺寸控片(Critical Dimension MC):用于光刻區(qū)關(guān)鍵尺寸穩(wěn)定性的監(jiān)控;張家港比較好的光刻系統(tǒng)多少錢目的:除去溶劑(4~7%);增強(qiáng)黏附性;釋放光刻膠膜內(nèi)的應(yīng)力;防止光刻膠玷污設(shè)備;
邊緣光刻膠的去除光刻膠涂覆后,在硅片邊緣的正反兩面都會有光刻膠的堆積。邊緣的光刻膠一般涂布不均勻,不能得到很好的圖形,而且容易發(fā)生剝離(Peeling)而影響其它部分的圖形。所以需要去除。方法:a、化學(xué)的方法(Chemical EBR)。軟烘后,用PGMEA或EGMEA去邊溶劑,噴出少量在正反面邊緣處,并小心控制不要到達(dá)光刻膠有效區(qū)域;b、光學(xué)方法(Optical EBR)。即硅片邊緣曝光(WEE,Wafer Edge Exposure)。在完成圖形的曝光后,用激光曝光硅片邊緣,然后在顯影或特殊溶劑中溶解
制造掩模版,比較靈活。但由于其曝光效率低,主要用于實(shí)驗(yàn)室小樣品納米制造。而電子束曝光要適應(yīng)大批量生產(chǎn),如何進(jìn)一步提高曝光速度是個難題。為了解決電子束光刻的效率問題,通常將其與其他光刻技術(shù)配合使用。例如為解決曝光效率問題,通常采用電子束光刻與光學(xué)光刻進(jìn)行匹配與混合光刻的辦法,即大部分曝光工藝仍然采用現(xiàn)有十分成熟的半導(dǎo)體光學(xué)光刻工藝制備,只有納米尺度的圖形或者工藝層由電子束光刻實(shí)現(xiàn)。在傳統(tǒng)光學(xué)光刻技術(shù)逼近工藝極限的情況下,電子束光刻技術(shù)將有可能出現(xiàn)在與目前193i為**的光學(xué)曝光技術(shù)及EUV技術(shù)相匹配的混合光刻中,在實(shí)現(xiàn)10nm級光刻中起重要的作用。電子束光刻系統(tǒng)(如EBL 100KV)采用高穩(wěn)定性電子槍和精密偏轉(zhuǎn)控制,定位分辨率達(dá)0.0012nm [2]。
EUV光刻系統(tǒng)的發(fā)展歷經(jīng)應(yīng)用基礎(chǔ)研究至量產(chǎn)四個階段,其突破得益于多元主體協(xié)同創(chuàng)新和全產(chǎn)業(yè)鏈資源整合 [3]。截至2024年12月,EUV技術(shù)已應(yīng)用于2nm芯片量產(chǎn),但仍需優(yōu)化光源和光刻膠性能。下一代技術(shù)如納米壓印和定向自組裝正在研發(fā)中 [6]。**光刻系統(tǒng)主要由荷蘭ASML、日本Nikon和Canon壟斷。國內(nèi)上海微電子裝備股份有限公司研制的紫外光刻機(jī)占據(jù)中端市場 [7]。科研領(lǐng)域***使用德國SUSS紫外光刻機(jī)(占比45%),國產(chǎn)設(shè)備在激光直寫設(shè)備中表現(xiàn)較好 [8]。優(yōu)點(diǎn):涂底均勻、避免顆粒污染;b、旋轉(zhuǎn)涂底。缺點(diǎn):顆粒污染、涂底不均勻、HMDS用量大。太倉省電光刻系統(tǒng)工廠直銷
方法:a、氣相成底膜的熱板涂底。HMDS蒸氣淀積,200~250C,30秒鐘;工業(yè)園區(qū)供應(yīng)光刻系統(tǒng)量大從優(yōu)
對準(zhǔn)對準(zhǔn)方法:a、預(yù)對準(zhǔn),通過硅片上的notch或者flat進(jìn)行激光自動對準(zhǔn);b、通過對準(zhǔn)標(biāo)志(Align Mark),位于切割槽(Scribe Line)上。另外層間對準(zhǔn),即套刻精度(Overlay),保證圖形與硅片上已經(jīng)存在的圖形之間的對準(zhǔn)。曝光曝光中**重要的兩個參數(shù)是:曝光能量(Energy)和焦距(Focus)。如果能量和焦距調(diào)整不好,就不能得到要求的分辨率和大小的圖形。表現(xiàn)為圖形的關(guān)鍵尺寸超出要求的范圍。曝光方法:a、接觸式曝光(Contact Printing)。掩膜板直接與光刻膠層接觸。曝光出來的圖形與掩膜板上的圖形分辨率相當(dāng),設(shè)備簡單。缺點(diǎn):光刻膠污染掩膜板;掩膜板的磨損,壽命很低(只能使用5~25次);1970前使用,分辨率〉0.5μm。工業(yè)園區(qū)供應(yīng)光刻系統(tǒng)量大從優(yōu)
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