湖南微納光刻

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2025-08-06

通過(guò)光刻技術(shù)制作出的微納結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步通過(guò)刻蝕或者鍍膜,才可獲得所需的結(jié)構(gòu)或元件??涛g技術(shù),是按照掩模圖形對(duì)襯底表面或表面覆蓋薄膜進(jìn)行選擇性腐蝕或剝離的技術(shù),可分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕較普遍、也是成本較低的刻蝕方法,大部份的濕刻蝕液均是各向同性的,換言之,對(duì)刻蝕接觸點(diǎn)之任何方向腐蝕速度并無(wú)明顯差異。而干刻蝕采用的氣體,或轟擊質(zhì)量頗巨,或化學(xué)活性極高,均能達(dá)成刻蝕的目的。其較重要的優(yōu)點(diǎn)是能兼顧邊緣側(cè)向侵蝕現(xiàn)象極微與高刻蝕率兩種優(yōu)點(diǎn)。干法刻蝕能夠滿足亞微米/納米線寬制程技術(shù)的要求,且在微納加工技術(shù)中被大量使用。光刻機(jī)被稱(chēng)作“現(xiàn)代光學(xué)工業(yè)之花”。湖南微納光刻

湖南微納光刻,光刻

光源的穩(wěn)定性是光刻過(guò)程中圖形精度控制的關(guān)鍵因素之一。光源的不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致曝光劑量不一致,從而影響圖形的對(duì)準(zhǔn)精度和質(zhì)量?,F(xiàn)代光刻機(jī)通常配備先進(jìn)的光源控制系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整光源的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,以確保高精度的曝光。此外,光源的波長(zhǎng)選擇也至關(guān)重要。波長(zhǎng)越短,光線的分辨率就越高,能夠形成的圖案越精細(xì)。因此,隨著半導(dǎo)體工藝的不斷進(jìn)步,光刻機(jī)所使用的光源波長(zhǎng)也在逐漸縮短。從起初的可見(jiàn)光和紫外光,到深紫外光(DUV),再到如今的極紫外光(EUV),光源波長(zhǎng)的不斷縮短為光刻技術(shù)提供了更高的分辨率和更精細(xì)的圖案控制能力。深圳光刻氧等離子普遍用于光刻膠去除。

湖南微納光刻,光刻

光刻機(jī)經(jīng)歷了5代產(chǎn)品發(fā)展,每次改進(jìn)和創(chuàng)新都明顯提升了光刻機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的工藝節(jié)點(diǎn)。為接觸式光刻機(jī)。曝光方式為掩模版與半導(dǎo)體基片之間靠控制真空度實(shí)現(xiàn)緊密接觸,使用光源分別為g線和i線。接觸式光刻機(jī)由于掩模與光刻膠直接接觸,所以易受污染,掩模版和基片容易受到損傷,掩模版壽命短。第二代為接近式光刻機(jī)。曝光方式為掩模版與半導(dǎo)體基片之間有微米級(jí)別的間隙,掩模版不容易受到損傷,掩模版壽命長(zhǎng),但掩模版與基片之間的間隙也導(dǎo)致成像質(zhì)量受到影響,分辨率下降。

SU-8光刻膠在近紫外光(365nm-400nm)范圍內(nèi)光吸收度很低,且整個(gè)光刻膠層所獲得的曝光量均勻一致,可得到具有垂直側(cè)壁和高深寬比的厚膜圖形;它還具有良好的力學(xué)性能、抗化學(xué)腐蝕性和熱穩(wěn)定性;在受到紫外輻射后發(fā)生交聯(lián),是一種化學(xué)擴(kuò)大負(fù)性膠,可以形成臺(tái)階等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的圖形;在電鍍時(shí)可以直接作為絕緣體使用。SU-具有分子量低、溶解度好、透明度高、可形成光滑膜層、玻璃化溫度(Tg)低、粘度可降低、單次旋涂可得超厚膜層(650μm)、涂層厚度均勻、高寬比大(10:1)、耐化學(xué)性優(yōu)異、生物相容性好(微流控芯片)的特點(diǎn)。SU-8光刻膠具有許多優(yōu)異的性能,可以制造數(shù)百Lm甚至1000Lm厚、深寬比可達(dá)50的MEMS微結(jié)構(gòu),在一定程度上代替了LIGA技術(shù),而成本降低,成為近年來(lái)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。但眾所周知,SU-8對(duì)工藝參數(shù)的改變非常敏感,且固化厚的光刻膠難以徹底的消除。這些工藝參數(shù)包括襯底類(lèi)型、基片預(yù)處理、前烘溫度和時(shí)間、曝光時(shí)間、中烘溫度和時(shí)間、顯影方式和時(shí)間等。光源波長(zhǎng)的選擇直接影響光刻的分辨率。

湖南微納光刻,光刻

光刻膠旋涂是特別是厚膠的旋涂和方形襯底勻膠時(shí),會(huì)在襯底的邊緣形成膠厚的光刻膠邊即是所謂的邊膠,即光刻膠的邊緣突起,在使用接觸式光刻的情況下會(huì)導(dǎo)致光刻膠曝光的圖案分辨率低、尺寸誤差大或顯影后圖案的側(cè)壁不陡直等。如果無(wú)法通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備完成去邊角工藝(EBR)的話,以通過(guò)以下措施幫助減少/消除邊膠:盡可能使用圓形基底;使用高加速度,高轉(zhuǎn)速;在前烘前等待一段時(shí)間;調(diào)整良好旋涂腔室保證襯底與襯底托盤(pán)之間緊密接觸;非圓形襯底:如有可能的話,可將襯底邊緣有邊珠的位置一起裁切掉,或用潔凈間的刷子將邊膠刷洗掉。光刻膠的主要功能是在整個(gè)區(qū)域進(jìn)行化學(xué)或機(jī)械處理工藝時(shí),保護(hù)光刻膠下的襯底部分。深圳光刻

光刻套刻的對(duì)準(zhǔn)與誤差。湖南微納光刻

雙面對(duì)準(zhǔn)光刻機(jī)采用底部對(duì)準(zhǔn)(BSA)技術(shù),能實(shí)現(xiàn)“雙面對(duì)準(zhǔn),單面曝光”。該設(shè)備對(duì)準(zhǔn)精度高,適用于大直徑基片。在對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中,圖形處理技術(shù)起到了至關(guān)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(xù)模擬圖像信號(hào)經(jīng)圖像采集卡模塊的D/A轉(zhuǎn)換,變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào),然后再由圖像處理模塊完成對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)的運(yùn)算處理,這主要包括圖像預(yù)處理、圖像的分割、匹配等算法的實(shí)現(xiàn)。為有效提取對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的邊緣,對(duì)獲取的標(biāo)記圖像通常要進(jìn)行預(yù)處理以便提取出圖像中標(biāo)記的邊緣,這包括:減小和濾除圖像中的噪聲,增強(qiáng)圖像的邊緣等。光刻膠根據(jù)其感光樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)也可以分為光交聯(lián)性、光聚合型、光分解型和化學(xué)放大型。湖南微納光刻