為了確保高精度和長期穩定性,光刻設備的機械結構通常采用高質量的材料制造,如不銹鋼、鈦合金等,這些材料具有強度高、高剛性和良好的抗腐蝕性,能夠有效抵抗外部環境的干擾和內部應力的影響。除了材料選擇外,機械結構的合理設計也是保障光刻設備精度和穩定性的關鍵。光刻設備的各個組件需要精確配合,以減少機械振動和不穩定因素的影響。例如,光刻機的平臺、臂桿等關鍵組件采用精密加工技術制造,確保其在高速移動和定位過程中保持極高的精度和穩定性。此外,通過優化組件的結構設計,如采用輕量化材料和加強筋結構,可以進一步降低機械振動,提高設備的整體性能。精確的化學機械拋光(CMP)是光刻后的必要步驟。數字光刻工藝

掩模是光刻過程中的另一個關鍵因素。掩模上的電路圖案將直接決定硅片上形成的圖形。因此,掩模的設計和制造精度對光刻圖案的分辨率有著重要影響。為了提升光刻圖案的分辨率,掩模技術也在不斷創新。光學鄰近校正(OPC)技術通過在掩模上增加輔助結構來消除圖像失真,實現分辨率的提高。這種技術也被稱為計算光刻,它利用先進的算法對掩模圖案進行優化,以減小光刻過程中的衍射和干涉效應,從而提高圖案的分辨率和清晰度。此外,相移掩模(PSM)技術也是提升光刻分辨率的重要手段。相移掩模同時利用光線的強度和相位來成像,得到更高分辨率的圖案。通過改變掩模結構,在其中一個光源處采用180度相移,使得兩處光源產生的光產生相位相消,光強相消,從而提高了圖案的分辨率。湖南光刻加工平臺精確控制光刻環境是確保產品一致性的關鍵。

在曝光這一步中,將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進行選擇性地照射。光刻膠中的感光劑會發生光化學反應,從而使正光刻膠被照射區域(感光區域)、負光刻膠未被照射的區域(非感光區)化學成分發生變化。這些化學成分發生變化的區域,在下一步的能夠溶解于特定的顯影液中。在接受光照后,正性光刻膠中的感光劑DQ會發生光化學反應,變為乙烯酮,并進一步水解為茚并羧酸,羧酸在堿性溶劑中的溶解度比未感光部分的光刻膠高出約100倍,產生的羧酸同時還會促進酚醛樹脂的溶解。利用感光與未感光光刻膠對堿性溶劑的不同溶解度,就可以進行掩膜圖形的轉移。曝光方法包括:接觸式曝光—掩膜板直接與光刻膠層接觸;接近式曝光—掩膜板與光刻膠層的略微分開,大約為10~50μm;投影式曝光—在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實現曝光和步進式曝光。
在光學光刻中,光致抗蝕劑通過光掩模用紫外光曝光。紫外接觸式曝光機使用了較短波長的光(G線435nm,H線405nm,I線365nm)。接觸光刻機屬于這種光學光刻。掩膜版的制作則是通過無掩膜光刻技術得到。設計圖案由于基本只用一次,一般使用激光直寫技術或者電子束制作掩膜版,通過激光束在光刻膠上直接掃描曝光出需要的圖形,在經過后續工藝,得到需要的掩膜版。激光直寫系統包括光源,激光調制系統,變焦透鏡,工件臺控制系統,計算機控制系統等。隨著波長縮短,EUV光刻成為前沿技術。

光刻膠是光刻過程中的關鍵材料之一。它能夠在曝光過程中發生化學反應,從而將掩模上的圖案轉移到硅片上。光刻膠的性能對光刻圖形的精度有著重要影響。首先,光刻膠的厚度必須均勻,否則會導致光刻圖形的形變或失真。其次,光刻膠的旋涂均勻性也是影響圖形精度的重要因素之一。旋涂不均勻會導致光刻膠表面形成氣泡或裂紋,從而影響對準精度。為了優化光刻膠的性能,需要選擇合適的光刻膠類型、旋涂參數和曝光條件。同時,還需要對光刻膠進行嚴格的測試和選擇,確保其性能符合工藝要求。光刻技術的發展需跨領域合作,融合多學科知識。紫外光刻加工廠商
光刻技術的發展依賴于光學、物理和材料科學。數字光刻工藝
在勻膠工藝中,轉速的快慢和控制精度直接關系到旋涂層的厚度控制和膜層均勻性。勻膠機的轉速精度是一項重要的指標。用來吸片的真空泵一般選擇無油泵,上配有壓力表,同時現在很多勻膠機有互鎖,未檢測的真空將不會啟動。有時會出現膠液進入真空管道的現象,有的勻膠機廠商會在某一段管路加一段"U型"管路,降低異物進入真空管道的影響。光刻膠主要應用于半導體、顯示面板與印制電路板等三大領域。其中,半導體光刻膠技術難度高,主要被美日企業壟斷。據相關研究機構數據顯示,全球光刻膠市場中,LCD光刻膠、PCB光刻膠、半導體光刻膠產品占比較為平均。相比之下,中國光刻膠生產能力主要集中PCB光刻膠,占比高達約94%;半導體光刻膠由于技術壁壘較高占約2%。此外,光刻膠是生產28nm、14nm乃至10nm以下制程的關鍵,被國外巨頭壟斷,國產化任重道遠。數字光刻工藝