微纳光刻加工厂——广东省科学院半导体研究所是广东省科学院下属骨干研究院所之一,主要聚焦半导体产业发展的应用技术研究,兼顾重大技术应用的基础研究,立足于广东省经济社会发展的实际需要,从事电子信息、半导体领域应用基础性、关键共性技术研究,以及行业应用技术开发。
光刻是将掩模版上的图形转移到涂有光致抗蚀剂(或称光刻胶)的衬底上,通过一系列生产步骤将硅片表面薄膜的特定部分除去的一种图形转移技术。光刻技术是借用照相技术、平板印刷技术的基础上发展起来的半导体关键工艺技术。
光刻胶供应商与客户粘性大;一般情况下,为了保持光刻胶供应和效果的稳定,下游客户与光刻胶供应商一旦建立供应关系后,不会轻易更换。通过建立反馈机制,满足个性化需求,光刻胶供应商与客户的粘性不断增加。后来者想要加入到供应商行列,往往需要满足比现有供应商更高的要求。所以光刻胶行业对新进入者壁垒较高。通常光刻胶等微电子化学品不仅品质要求高,而且需要多种不同的品类满足下游客户多样化的需。如果没有规模效益,供应商就无法承担满足髙品质多样化需求带来的开销。因此,品种规模构成了进入该行业的重要壁垒。
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光刻其实是由多步工序所组成的。
1.清洗:
2.旋涂:
3.曝光。
4.显影:
5.后烘。
边缘的光刻胶一般涂布不均匀,不能得到很好的图形,而且容易发生剥离(Peeling)而影响其它部分的图形。所以需要去除。方法:
a、化学的方法(ChemicalEBR)。软烘后,用PGMEA或EGMEA去边溶剂,喷出少量在正反面边缘处,并小心控制不要到达光刻胶有效区域;
b、光学方法(OpticalEBR)。即硅片边缘曝光。
在完成图形的曝光后,用激光曝光硅片边缘,然后在显影或特殊溶剂中溶解;对准方法:
a、预对准,通过硅片上的notch或者flat进行激光自动对准;
b、通过对准标志(AlignMark),位于切割槽(ScribeLine)上。
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接触式光刻机,曝光时,光刻版压在涂有光刻胶的衬底上,优点是设备简单,分辨率高,没有衍射效应,缺点是光刻版与涂有光刻胶的晶圆片直接接触,每次接触都会在晶圆片和光刻版上产生缺陷,降低光刻版使用寿命,成品率低。
光刻胶是光刻工艺的材料:光刻胶又称光致抗蚀剂,它是指由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成分构成的对光敏感的混合液体。
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制作光刻掩膜版需要使用相关软件制作版图。
制作版图时,可以先使用ppt或者其他简单的绘图软件设计pattern,在此基础上,依据具体的图形大小、间距,使用Coredraw、CAD、L-edit等矢量图制作软件再次准确绘制,获得光刻掩膜版制造方需要的版图格式文件。
光刻掩膜版制作大概分为7个步骤:
步骤一、在提供的掩膜基板上涂覆一层光刻胶;
步骤二、对步骤一所述光刻胶进行曝光、显影,形成光刻胶图案;
步骤三、采用物理气相沉积工艺或其他工艺在所述基板上在光刻胶图案的直孔内沉积一层掩膜材料;
步骤四、去除掩膜基板和光刻胶图案,得到初始掩膜板;
步骤五、在初始掩膜板的上、下表面分别形成光致刻蚀层图案;
步骤六、采用化学刻蚀工艺对初始掩膜板的下表面及直孔通孔的内壁进行刻蚀,形成具有斜锥角的曲线形凹槽;
步骤七、去除光致刻蚀层图案,得到掩膜板。
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