數(shù)字光刻

濕法腐蝕是利用腐蝕液和基片之間的化學反應。采用這種方法，雖然各向異性刻蝕并非不可能，但比各向同性刻蝕要困難得多。溶液和材料的組合有很多限制，必須嚴格控制基板溫度、溶液濃度、添加量等條件。無論條件調整得多么精細，濕法蝕刻都難以實現(xiàn)1μm以下的精細加工。其原因之一是需要控制側面蝕刻。側蝕是一種也稱為底切的現(xiàn)象。即使希望通過濕式蝕刻在垂直方向（深度方向）溶解材料，也不可能完全防止溶液腐蝕側面，因此材料在平行方向的溶解將不可避免地進行。由于這種現(xiàn)象，濕蝕刻隨機產(chǎn)生比目標寬度窄的部分。這樣，在加工需要精密電流控制的產(chǎn)品時，再現(xiàn)性低，精度不可靠。精確的光刻對準是實現(xiàn)多層結構的關鍵。數(shù)字光刻

鋁（Aluminium）是一種銀白色輕金屬，密度為2.70g/cm3。熔點660℃。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液，難溶于水。在常溫下能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁的濕法刻蝕溶液主要是磷酸、硝酸、醋酸以及水的混合溶液，其中，磷酸為主腐蝕液，硝酸為氧化劑、催化劑，醋酸作緩沖劑、活性劑，改善表面壓力；腐蝕液溫度越高，腐蝕速率越快。光刻工藝使用的光源為紫外全譜，之后慢慢發(fā)展到使用G線和I線紫外光作為光源。在G線和I線光刻工藝中，光刻膠的基體材料主要為酚醛樹脂，其由對甲酚、間甲酚與甲醛縮合得到，采用的感光化合物為重氮萘醌化合物。其曝光顯影機理主要為：（1）在未曝光區(qū)，重氮萘醌與光刻膠基體酚醛樹脂會形成分子間氫鍵、靜電相互作用等，從而起到抑制溶解的作用；（2）在曝光區(qū)，重氮萘醌在光照條件下分解生成羧酸，進而易與堿性的TMAH顯影液發(fā)反應，起到促進光刻膠溶解的作用。TMAH溶液相較于氫氧化鉀水溶液等堿性溶液，其不含金屬離子，在先進制程中可以減小因金屬離子帶來的缺陷問題。數(shù)字光刻光刻間的照明光為黃光。

速度和加速度是決定勻膠獲得薄膜厚度的關鍵因素。襯底的旋轉速度控制著施加到樹脂上的離心力和樹脂上方空氣的湍流度。襯底由低速向旋轉速度的加速也會極大地影響薄膜的性能。由于樹脂在開始旋轉的幾圈內就開始溶劑揮發(fā)過程，因此控制加速階段非常重要這個階段光刻膠會從中心向樣品周圍流動并鋪展開。在許多情況下，光刻膠中高達50%的基礎溶劑會在溶解的幾秒鐘內蒸發(fā)掉。因此，使用“快速”工藝技術，在很短的時間內將光刻膠從樣品中心甩到樣品邊緣。在這種加速度驅動材料向襯底邊緣移動，使不均勻的蒸發(fā)小化，并克服表面張力以提高均勻性。高速度，高加速步驟后是一個更慢的干燥步驟和/或立即停止到0rpm。

第三代為掃描投影式光刻機。中間掩模版上的版圖通過光學透鏡成像在基片表面，有效地提高了成像質量，投影光學透鏡可以是1∶1，但大多數(shù)采用精密縮小分步重復曝光的方式（如1∶10，1∶5，1∶4）。IC版圖面積受限于光源面積和光學透鏡成像面積。光學曝光分辨率增強等光刻技術的突破，把光刻技術推進到深亞微米及百納米級。第四代為步進式掃描投影光刻機。以掃描的方式實現(xiàn)曝光，采用193nm的KrF準分子激光光源，分步重復曝光，將芯片的工藝節(jié)點提升一個臺階。實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，將工藝推進至180~130nm。隨著浸入式等光刻技術的發(fā)展，光刻推進至幾十納米級。第五代為EUV光刻機。采用波長為13.5nm的激光等離子體光源作為光刻曝光光源。即使其波長是193nm的1/14，幾乎逼近物理學、材料學以及精密制造的極限。自適應光刻技術可根據(jù)不同需求調整參數(shù)。

隨著光刻對準技術的發(fā)展，一開始只是作為評價及測試光柵質量的莫爾條紋技術在光刻對準中的應用也得到了更深層的開發(fā)。起初，其只能實現(xiàn)較低精度的人工對準，但隨著細光柵衍射理論的發(fā)展，利用莫爾條紋相關特性漸漸也可以在諸如納米壓印光刻對準等高精度對準領域得到應用。莫爾條紋是兩條光柵或其他兩個物體之間，當它們以一定的角度和頻率運動時，會產(chǎn)生干涉條紋圖案。當人眼無法看到實際物體而只能看到干涉花紋時，這種光學現(xiàn)象就是莫爾條紋。L.Rayleigh對這個現(xiàn)象做出了解釋，兩個重疊的平行光柵會生成一系列與光柵質量有關的低頻條紋，他的理論指出當兩個周期相等的光柵柵線以一定夾角平行放置時，就會產(chǎn)生莫爾條紋，而周期不相等的兩個光柵柵線夾角為零（柵線也保持平行）平行放置時，也會產(chǎn)生相對于光柵周期放大的條紋。EUV光刻解決了更小特征尺寸的需求。數(shù)字光刻

套刻精度作為是光刻機的另一個非常重要的技術指標。數(shù)字光刻

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(wěn)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(tài)。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。數(shù)字光刻