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。3D光刻技術為半導體封裝開辟了新路徑。江西曝光光刻

涂膠工序是圖形轉換工藝中重要的步驟。涂膠的質量直接影響到所加工器件的缺陷密度。為了保證線寬的重復性和接下去的顯影時間,同一個樣品的膠厚均勻性和不同樣品間的膠厚一致性不應超過±5nm(對于1.5um膠厚±0.3%)。光刻膠的目標厚度的確定主要考慮膠自身的化學特性以及所要復制圖形中線條的及間隙的微細程度。太厚膠會導致邊緣覆蓋或連通、小丘或田亙狀膠貌、使成品率下降。在MEMS中、膠厚(烤后)在0.5-2um之間,而對于特殊微結構制造,膠厚度有時希望1cm量級。在后者,旋轉涂膠將被鑄膠或等離子體膠聚合等方法取代。常規光刻膠涂布工序的優化需要考慮滴膠速度、滴膠量、轉速、環境溫度和濕度等,這些因素的穩定性很重要。根據性質的不一樣,光刻膠可以分為正膠和負膠。在工藝發展的早期,負膠一直在光刻工藝中占主導地位,隨著VLSIIC和2~5微米圖形尺寸的出現,負膠已不能滿足要求。隨后出現了正膠,但正膠的缺點是粘結能力差。黑龍江激光直寫光刻涂膠工序是圖形轉換工藝中的重要的步驟。

隨著半導體工藝的不斷進步,光刻機的光源類型也在不斷發展。從傳統的汞燈到現代的激光器、等離子體光源和極紫外光源,每種光源都有其獨特的優點和適用場景。汞燈作為傳統的光刻機光源,具有成本低、易于獲取和使用等優點。然而,其光譜范圍較窄,無法滿足一些特定的制程要求。相比之下,激光器具有高亮度、可調諧等特點,能夠滿足更高要求的光刻制程。此外,等離子體光源則擁有寬波長范圍、較高功率等特性,可以提供更大的光刻能量。極紫外光源(EUV)作為新一代光刻技術,具有高分辨率、低能量消耗和低污染等優點。然而,EUV光源的制造和維護成本較高,且對工藝環境要求苛刻。因此,在選擇光源類型時,需要根據具體的工藝需求和成本預算進行權衡!
雙面對準光刻機采用底部對準(BSA)技術,能實現“雙面對準,單面曝光”。該設備對準精度高,適用于大直徑基片。在對準過程中,圖形處理技術起到了至關重要的作用。其基本工作原理是將CCD攝像頭采集得到的連續模擬圖像信號經圖像采集卡模塊的D/A轉換,變為數字圖像信號,然后再由圖像處理模塊完成對數字圖像信號的運算處理,這主要包括圖像預處理、圖像的分割、匹配等算法的實現。為有效提取對準標記的邊緣,對獲取的標記圖像通常要進行預處理以便提取出圖像中標記的邊緣,這包括:減小和濾除圖像中的噪聲,增強圖像的邊緣等。光刻膠根據其感光樹脂的化學結構也可以分為光交聯性、光聚合型、光分解型和化學放大型。光刻技術的發展依賴于光學、物理和材料科學。

目前,國內光刻膠原材料市場基本被國外廠商壟斷,尤其是樹脂和感光劑高度依賴于進口,國產化率很低,由此增加了國內光刻膠生產成本以及供應鏈風險。國內企業基于危機意識在上游原材料領域已展開相關布局。從上市公司在光刻膠原材料的布局情況來看,溶劑方面有百川股份、怡達股份等,單體有華懋科技(投資徐州博康)、聯瑞新材等,樹脂有彤程新材、圣泉集團、強力新材等,光引發劑有強力新材等。在這之中,徐州博康作為光刻膠全產業鏈選手,在國內光刻膠這條賽道上,已經實現了從單體到樹脂、光酸、配套溶劑到光刻膠產品的全產業鏈生產能力。泛曝光在圖形反轉膠中的應用。福建光刻加工工廠
光刻機經歷了5代產品發展,每次改進和創新都提升了光刻機所能實現的工藝節點。江西曝光光刻
曝光顯影后存留在光刻膠上的圖形(被稱為當前層(currentlayer)必須與晶圓襯底上已有的圖形(被稱為參考層(referencelayer))對準。這樣才能保證器件各部分之間連接正確。對準誤差太大是導致器件短路和斷路的主要原因之一,它極大地影響器件的良率。在集成電路制造的流程中,有專門的設備通過測量晶圓上當前圖形(光刻膠圖形)與參考圖形(襯底內圖形)之間的相對位置來確定套刻的誤差(overlay)。套刻誤差定量地描述了當前的圖形相對于參考圖形沿X和Y方向的偏差,以及這種偏差在晶圓表面的分布。與圖形線寬(CD)一樣,套刻誤差也是監測光刻工藝好壞的一個關鍵指標。理想的情況是當前層與參考層的圖形正對準,即套刻誤差是零。為了保證設計在上下兩層的電路能可靠連接,當前層中的某一點與參考層中的對應點之間的對準偏差必須小于圖形間距的1/3。江西曝光光刻