每颗芯片诞生之初,都要经过光刻机的雕刻,精度要达到头发丝的千分之一,如今,全世界能够生产光刻机的国家只有四个,中国成为了其中的一员,实现了从无到有的突破。光刻机又被称为:掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等。常用的光刻机是掩模对准光刻,所以它被称为掩模对准系统。它指的是通过将硅晶片表面上的胶整平,然后将掩模上的图案转移到光刻胶,将器件或电路结构暂时“复制”到硅晶片上的过程。它不是简单的激光器,但它的曝光系统基本上使用的是复杂的紫外光源。光刻机是芯片制造的中心设备之一,根据用途可分为几类:光刻机生产芯片;有光刻机包装;还有一款投影光刻机用在LED制造领域。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。甘肃激光直写光刻
光刻胶所属的微电子化学品是电子行业与化工行业交叉的领域,是典型的技术密集行业。从事微电子化学品业务需要具备与电子产业前沿发展相匹配的关键生产技术,如混配技术、分离技术、纯化技术以及与生产过程相配套的分析检验技术、环境处理与监测技术等。同时,下游电子产业多样化的使用场景要求微电子化学品生产企业有较强的配套能力,以及时研发和改进产品工艺来满足客户的个性化需求。光刻胶的生产工艺主要过程是将感光材料、树脂、溶剂等主要原料在恒温恒湿1000级的黄光区洁净房进行混合,在氮气气体保护下充分搅拌,使其充分混合形成均相液体,经过多次过滤,并通过中间过程控制和检验,使其达到工艺技术和质量要求,较后做产品检验,合格后在氮气气体保护下包装、打标、入库。珠海紫外光刻接触式光刻曝光主要优点是可以使用价格较低的设备制造出较小的特征尺寸。
一般微电子化学品具有一定的腐蚀性,对生产设备有较高的要求,且生产环境需要进行无尘或微尘处理。制备较优微电子化学品还需要全封闭、自动化的工艺流程,以避免污染,提高质量。因此,光刻胶等微电子化学品生产在安全生产、环保设备、生产工艺系统、过程控制体系以及研发投资等方面要求较高。如果没有强大的资金实力,企业就难以在设备、研发和技术服务上取得竞争优势,以提升可持续发展能力。因此,光刻胶这样的微电子化学品行业具备较高的资金壁垒。
敏感度决定了光刻胶上产生一个良好的图形所需一定波长光的较小能量值。抗蚀性决定了光刻胶作为覆盖物在后续刻蚀或离子注入工艺中,不被刻蚀或抗击离子轰击,从而保护被覆盖的衬底。光刻胶依据不同的产品标准进行分类:按照化学反应和显影的原理,光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶。如果显影时未曝光部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜版相反,称为负性光刻胶;如果显影时曝光部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜版相同,称为正性光刻胶。根据感光树脂的化学结构来分类,光刻胶可以分为光聚合型、光分解型和光交联型三种类别。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘等工序。
当光刻胶曝光后,曝光区域的光致酸剂(PAG)将会产生一种酸。这种酸在后热烘培工序期间作为催化剂,将会移除树脂的保护基团从而使得树脂变得易于溶解。化学放大光刻胶曝光速递是DQN光刻胶的10倍,对深紫外光源具有良好的光学敏感性,同时具有高对比度,对高分辨率等优点。按照曝光波长分类;光刻胶可分为紫外光刻胶(300~450nm)、深紫外光刻胶(160~280nm)、极紫外光刻胶(EUV,13.5nm)、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。不同曝光波长的光刻胶,其适用的光刻极限分辨率不同。光刻版材质主要是两种,一个是石英材质一个是苏打材质,石英材料的透光率会比苏打的透光率要高。甘肃激光直写光刻
接触式曝光只适于分立元件和中、小规模集成电路的生产。甘肃激光直写光刻
常用的光刻胶主要是两种,正性光刻胶(positive photoresist)被曝光的部分会被显影剂去除,负性光刻胶(negative photoresist)未被曝光的部分会被显影剂去除。正性光刻胶主要应用于腐蚀和刻蚀工艺,而负胶工艺主要应用于剥离工艺(lift-off)。光刻是微纳加工当中不可或缺的工艺,主要是起到图形化转移的作用。常规的光刻分为有掩膜光刻和无掩膜光刻。无掩膜光刻主要是电子束曝光和激光直写光,有掩膜光刻主要是接触式曝光、非接触式曝光和stepper光刻。对于有掩膜光刻,首先需要设计光刻版,常用的设计软件有CAD、L-edit等软件。甘肃激光直写光刻
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