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。勻膠機的轉速精度是一項重要的指標。半導體材料刻蝕廠家

當圖形尺寸大于3μm時,濕法刻蝕廣用于半導體生產的圖形化過程。濕法刻蝕具有非常好的選擇性和高刻蝕速率,這根據刻蝕劑的溫度和厚度而定。比如,氫氟酸(HF)刻蝕二氧化硅的速度很快,但如果單獨使用卻很難刻蝕硅。因此在使用氫氟酸刻蝕硅晶圓上的二氧化硅層時,硅襯底就能獲得很高的選擇性。相對于干法刻蝕,濕法刻蝕的設備便宜很多,因為它不需要真空、射頻和氣體輸送等系統。然而當圖形尺寸縮小到3μm以下時,由于濕法刻蝕為等向性刻蝕輪廓(見圖2),因此繼續使用濕法刻蝕作為圖形化刻蝕就變得非常困難,利用濕法刻蝕處理圖形尺寸小于3μm的密集圖形是不可能的。由于等離子體刻蝕具有非等向性刻蝕輪廓,在更精密的圖形化刻蝕中,等離子體刻蝕就逐漸取代了濕法刻蝕。濕法刻蝕因高選擇性被用于剝除晶圓表面的整面全區薄膜。中山材料刻蝕加工工廠光刻誤差校正技術明顯提高了芯片制造的良品率。

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。
用O2等離子體對樣品整體處理,以清理顯影后可能的非望殘留。特別是負膠但也包括正膠,在顯影后會在原來膠-基板界面處殘留聚合物薄層,這個問題在結構小于1um或大深-寬比的結構中更為嚴重。當然過程中留膠厚度也會降低,但是影響不會太大。在刻蝕或鍍膜之前需要硬烤以去除殘留的顯影液和水,并退火以改善由于顯影過程滲透和膨脹導致的界面接合狀況。同時提高膠的硬度和提高抗刻蝕性。硬烤溫度一般高達120度以上,時間也在20分左右。主要的限制是溫度過高會使圖形邊緣變差以及刻蝕后難以去除。DNQ-酚醛光刻膠是一種常見的I線光刻膠。

基于光刻工藝的微納加工技術主要包含以下過程:掩模(mask)制備、圖形形成及轉移(涂膠、曝光、顯影)、薄膜沉積、刻蝕、外延生長、氧化和摻雜等。在基片表面涂覆一層某種光敏介質的薄膜(抗蝕膠),曝光系統把掩模板的圖形投射在(抗蝕膠)薄膜上,光(光子)的曝光過程是通過光化學作用使抗蝕膠發生光化學作用,形成微細圖形的潛像,再通過顯影過程使剩余的抗蝕膠層轉變成具有微細圖形的窗口,后續基于抗蝕膠圖案進行鍍膜、刻蝕等可進一步制作所需微納結構或器件。掩膜版中鉻-石英版取得廣泛應用。半導體材料刻蝕廠家
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。半導體材料刻蝕廠家
刻膠顯影完成后,圖形就基本確定,不過還需要使光刻膠的性質更為穩定。硬烘干可以達到這個目的,這一步驟也被稱為堅膜。在這過程中,利用高溫處理,可以除去光刻膠中剩余的溶劑、增強光刻膠對硅片表面的附著力,同時提高光刻膠在隨后刻蝕和離子注入過程中的抗蝕性能力。另外,高溫下光刻膠將軟化,形成類似玻璃體在高溫下的熔融狀態。這會使光刻膠表面在表面張力作用下圓滑化,并使光刻膠層中的缺陷減少,這樣修正光刻膠圖形的邊緣輪廓。半導體材料刻蝕廠家