光刻胶参数及光刻工艺
光刻胶参数及光刻工艺
1、正性光刻胶RZJ-304
●规格
RZJ-304：25mpa·s，50mpa·s（粘稠度），配用显影液：RZX-3038
●匀胶曲线
注：粉色为50cp，蓝色为25cp
●推荐工艺条件
①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.0～3.5μm
②前烘：热板100℃×90sec
③曝光：50～75mj/cm2（计算方法:取能量60mj/cm2取光强400×102um/cm2，则60/40=1.5s）
④显影：23℃，RZX-3038，1min，喷淋或浸渍
⑤清洗：去离子水30sec
⑤后烘：热板120℃×120sec
●规格
S1813，配用显影液为ZX-238
●匀胶曲线
●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考）
①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.23um（1.1～1.9μm）
②前烘：热板115℃×60sec
③曝光：150mj/cm2
④显影：21℃，ZX-238，65sec，喷淋或浸渍
⑤清洗：去离子水30sec
⑥后烘：热板125℃×120sec
●规格
AZ-5214，配用显影液AZ-300
●匀胶表格（单位：微米）
●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考）
①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.47um（1.14～1.98μm）
②前烘：热板100℃×90sec
③曝光：240mj/cm2
④后烘：115℃×120sec
⑤泛曝光：>200mj/cm2
⑥显影：21℃，AZ-300，60sec，喷淋或浸渍
⑦清洗：去离子水30sec
⑧坚膜：热板120℃×180sec
注意：
紧急救护措施（对于光刻胶）
①吸入：转移至空气新鲜处，必要时进行人工呼吸或就医。
②皮肤接触：肥皂水清洗后自来水清洗。
③眼睛接触：流动清水清洗15分钟以上，必要时就医。
KrF光刻胶浸酸残留缺陷的机理研究及解决方案
KrF光刻胶浸酸残留缺陷的机理研究及解决方案 进入45/40nm技术节点以后，由于受到分辨率的限制，双栅极蚀刻光刻胶由之前通用的i-line （波长365nm）改成KrF（波长248nm）。另一方面，为减少栅极氧化层（Gate Oxide）去除后对硅表面的损伤，业界普遍将栅极氧化层湿法蚀刻药剂由蚀刻率较快的BOE （DHF+NH4F）改为DHF，导致蚀刻率极大的降低，从而导致湿法蚀刻工艺时间成几倍增加。而KrF光刻胶比起i-line光刻胶由于聚合物（polymer）等的不同而更容易被湿法药剂溶解剥落（melt and peeling），在长时间的DHF浸泡后极易形成脱落残留于尚未蚀刻完成的栅极氧化层的表面，从而导致栅极氧化层蚀刻不完全或极差的均匀性最终影响器件良率。 又由于目前业界栅极氧化层湿法蚀刻普遍采用在酸槽(wet bench)中的成套工艺，即在同一个酸槽设备里连续经过去氧化层，去光刻胶和去polymer的工艺流程，最后得到清洁的wafer表面，即使在中间过程(去氧化层)中出现光刻胶脱落残留而导致栅极氧化层蚀刻不完全或极差的均匀性，但由于栅极氧化层通常很薄(50～60A)不会形成色差，所以很难检查得到。
在栅极氧化层湿法蚀刻开发过程中，我们加入中间过程缺陷检测步骤，即在DHF去氧化层后的缺陷检测，结果发现大量的光刻胶脱落残留现象。 根据实验数据和材质特性，我们从不同层面进一步分析了产生光刻胶残留缺陷的机理。一方面是KrF光刻胶本身所具有的疏水性。光酸（PAG）在曝光的作用下产生助剂（Inhibitor），然后助剂经过烘焙产生可溶物最后被溶剂溶解，非曝光的部分也就是最终留下来的光刻胶将被当作湿法刻蚀的非蚀刻区阻挡层。最终这层作为阻挡层的KrF光刻胶含有甲基自由基等而形成疏水性。这种疏水性不利于被酸液浸泡后生成的光刻胶脱落残留的溶解。如前所述，KrF光刻胶比起i-line光刻胶由于聚合物等的不同而更容易被湿法药剂溶解剥落，在长时间的DHF浸泡后极易形成脱落残留于尚未蚀刻完成的栅极氧化层的表面。
光刻胶的发展及应用
Vo.l14,No.16精细与专用化学品第14卷第16期 F i n e and Specialty Che m ica ls2006年8月21日市场资讯 光刻胶的发展及应用 郑金红* (北京化学试剂研究所,北京100022) 摘 要:主要介绍了国内外光刻胶的发展历程及应用情况,分析了国内外光刻胶市场状况及未来走向,并在此基础上阐述了我国光刻胶今后的研发重点及未来的发展方向。 关键词:集成电路;光刻胶;感光剂 D evelop m ent T rends and M arket of Photoresist Z HENG J in hong (Be iji ng Instit u te o f Che m ica l R eagents,Be iji ng100022,Chi na) Abstrac t:The deve l op m ent course and app licati on o f photoresist i n Chi na and abroad we re i ntroduced.The m arket sta t us and head i ng d irec tion o f pho toresist in Ch i na and abroad w ere also analyzed.T he research f o cuses and deve l op m ent trends of pho t o res i st i n Ch i na w ere descri bed. K ey word s:i n teg ra ted c ircuit;photoresist;photosensiti zer 光刻胶(又称光致抗蚀剂)是指通过紫外光、准分子激光、电子束、离子束、X射线等光源的照射或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。主要用于集成电路和半导体分立器件的微细加工,同时在平板显示、LED、倒扣封装、磁头及精密传感器等制作过程中也有着广泛的应用。由于光刻胶具有光化学敏感性,可利用其进行光化学反应,将光刻胶涂覆半导体、导体和绝缘体上,经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用,然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工的衬底上。因此光刻胶是微细加工技术中的关键性化工材料。 现代微电子(集成电路)工业按照摩尔定律在不断发展,即集成电路(I C)的集成度每18个月翻一番;芯片的特征尺寸每3年缩小2倍,芯片面积增加1 5倍,芯片中的晶体管数增加约4倍,即每过3年便有一代新的集成电路产品问世。现在世界集成电路水平已由微米级(1 0 m)、亚微米级(1 0~0 35 m)、深亚微米级(0 35 m以下)进入到纳米级(90~65nm)阶段,对光刻胶分辨率等性能的要求不断提高。因为光刻胶的可分辨线宽 =k /NA,因此缩短曝光波长和提高透镜的开口数(NA)可提高光刻胶的分辨率。光刻技术随着集成电路的发展,也经历了从g线(436nm)光刻,i线(365nm)光刻,到深紫外248nm光刻,及目前的193nm光刻的发展历程,相对应于各曝光波长的光刻胶也应运而生。随着曝光波长变化,光刻胶的组成与结构也不断地变化,使光刻胶的综合性能满足集成工艺制程的要求。 表1为光刻技术与集成电路发展的关系,其中光刻技术的变更决定了光刻胶的发展趋势。 1 国外光刻胶发展历程及应用 光刻胶按曝光波长不同可分为紫外(300~ 450nm)光刻胶、深紫外(160~280n m)光刻胶、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。根据曝 24 *收稿日期:2006 07 19 作者简介:郑金红(1967 ),女,北京化学试剂研究所有机室主任,教授级高工,主要从事微电子化学品光刻胶的研究工作。
去除光刻胶的总结
Photoresists, developers, remover, adhesion promoters, etchants, and solvents ... Phone: +49 731 36080-409 www.microchemicals.eu e-Mail: sales@microchemicals.eu Dissolubility of Processed Photoresist Films Non cross-linked AZ ? and TI photoresists can be removed easily and residual-free from the substrate in many common strippers. If not, one or more of the following reasons decreasing the removableness of resist films have to be considered: From temperatures of approx. 150°C on (e. g. during a hardbake, dry etching, or coat-ing), positive photoresists cross-linking thermally activated. If applicable, the tempera-tures should be lowered. Cross-linking also takes place optically activated under deep-UV radiation (wavelengths < 250 nm) in combination with elevated temperatrues which occurs during evaporation or sputtering of coatings, or dry-etching. The desired crosslinking of negative resists is enhanced during any subsequent process steps with elevated temperatures, and the resist removal might become difficult. Material re-deposited on the resist structures during dry etching will also make it difficult to remove the resist film. Using Solvents as Remover Acetone is not well-suited as stripper for photoresists: The high vapour pressure of acetone causes a fast drying and thus re-deposition of stripped photoresist onto the substrate form-ing striations. If nevertheless acetone shall be used for this purpose, a subsequent rinse with isopropyl alcohol - immediately after the acetone step - is recommended in order to remove the resist-contaminated acetone residual-free. NMP (1-Methyl-2-pyrrolidon) is a powerful stripper due to its physical properties: NMP yields a low vapour pressure (no striation formation), strongly solves organic impurities as well as resists, keeps the removed resist in solution, and can be heated to 80°C due to its high boiling point. However , since NMP is classified as toxic and teratogenic, a recommended alternative ist ... DMSO (Dimethyl sulfoxide) has a performance as photoresist stripper comparable to the performance of NMP , and is a kind of “safer-solvent” substitute for NMP . We already have high-purity DMSO in our product range, please contact us for the specifications or/and a free sample! Alkaline Solutions as Remover If the alkaline stability of the substrate is high enough, aqueous alkaline solutions such as 2-3 % KOH or NaOH (= typical developer concentrates) can be used as remover . For highly cross-linked resists, higher concentrations or/and elevated temperatures might be required.It has to be considered that many metals (Al, Cu ...) are not sufficiently alkaline stable, and also crystalline silicon will be attacked at high pH-values and temperatures. AZ ? 100 Remover AZ ? 100 Remover is an amine-solvent mixture, and a ready-to-use standard remover for AZ ? and TI photoresists. In order to improve its performance, AZ ? 100 Remover can be heated to 60°C. Since AZ ? 100 Remover is strongly alkaline, aluminium containing substrates might be at-tacked as well as copper- or GaAs alloys/compounds. In this case, AZ ? 100 Remover should be used as concentrate, any dilution or contamination (even in traces!) of AZ ? 100 Remover with should be avoided.
光刻胶的烘烤技术
General This document aims for an understanding of the purpose of the various baking steps in pho-toresist processing, and how the baking parameters temperature and time impact on the in-dividual process. Substrate Heating before Resist Coating Heating the substrate before resist coating can improve the resist adhesion in two ways:From 100°C on, H 2O present on all surfaces desorbs, so we recommend a baking step of 120°C for few minutes for this purpose. A two-step cleaning process with acetone, followed by isopropyl alcohol, has the same effect. From 150°C on, also OH bonds apparent on any oxidized surfaces such as silicon, glasses,quartz, or ignobel metals, are thermally cracked. These OH bonds otherwise form a hy-drophilic surface with inferior resist adhesion. Applying adhesion promoters such as HMDS or TI PRIME gives a similar result. The coating should be performed directly after cooling down of the substrates in order to avoid re-adsorption of water . However , the substrate should again have room temperature before resist coating since otherwise the resist film thickness homogeneity will suffer .The document Substrate Cleaning and Adhesion Promotion gives more details on this topic.Softbake After coating, the resist film contains a remaining solvent concentration depending on the resist, the solvent, the resist film thickness and the resist coating technique.The softbake reduces the remaining solvent content in order to: ?avoid mask contamination and/or sticking to the mask, ?prevent popping or foaming of the resist by N 2 created during exposure,?improve resist adhesion to the substrate, ?minimize dark erosion during development, ?prevent dissolving one resist layer by a following multiple coating , and ?prevent bubbling during subsequent thermal processes (coating, dry etching). A softbake too cool or/and short may cause the above mentioned problems. A softbake too hot or/and long will thermally decompose a significant fraction of the photo active com-pound in positive resists, with a lower development rate and higher dark erosion as a conse-quence. Negative resists will suffer from thermal cross-linking during baking, which lowers the development rate or makes through-development impossible. Generally, we recommend a softbake at 100°C on a hotplate for 1 minute per μm resist film thickness. In an oven is used, it is recommended to add some minutes softbake time. If softbake is applied at 110°C, one should halve the softbake time, while for each 10°C below 100°C the time should be doubled in order to sufficiently decrease the remaining solvent concentration. The document Softbake of Photoresist Films gives more details on this baking step.
国外光刻胶及助剂的发展趋势
应用科技 国外光刻胶及助剂的发展趋势 中国化工信息中心 王雪珍编译 光刻是半导体产业常用的工艺，借助光刻胶可将印在光掩膜上的图形结构转移到硅片表面上。光掩膜制备也是一个光刻过程，不过其所用化学品不同。 每一层集成电路芯片都需要不同图案的光掩膜。在一些高级的集成电路中，硅片经历了50多步非常精细的光刻工艺。在过去10年里，光刻费用飞速上涨，其中最重要的花费在半导体领域。光刻工艺花费了硅片生产大约35%的费用，一个典型的例子是，在一个价格在50万欧元（合65万美元）的90nm 的光掩膜技术中，其光刻机花费是1000万欧元（合 1300万美元）。而这个费用比例在以后的生产装置和工艺中 还将不断提高。 在半导体产业中，常用的光刻胶有正型光刻胶与负型光刻胶两种。正型光刻胶的销售额大概是负型光刻胶的100倍，这是因为正型光刻胶具有更高的分辨率，可以用于微小精细的电路，同时，正型光刻胶与等离子干法刻蚀技术的相容性也更好一些。 光刻胶根据其辐照源进行分类，对于光致抗蚀技术来说，集成电路的最小特征尺寸受光源波长所限。由于集成电路越来越小，因此新光源和光刻胶联合使用以达到这一目的。一项联合了曝光波长为248nm 和193nm 的技术可以得到高分辨率的图案，其结果甚至比90nm 曝光波长的技术要来得好一些。一些光学技术可以扩大这个范围，但是其最终限制条件是光的频率。 光刻胶技术和制造 光刻胶指光照后能具有抗蚀能力的高分子化合物，用于在半导体基件表面产生电路的形状。其配方通常是一个复杂的体系，主要包括感光物质（PAC ）、树脂和一些其他利于使用的材料如稳定剂、阻聚剂、粘度控制剂、染料、增塑剂和化学增溶剂等。 当光刻胶暴露在光源或者是紫外辐照源条件下时，其溶解度发生了改变：负型光刻蚀剂变为不溶，正型光刻胶变为可溶。大多数负型光刻蚀剂可以归为两种类型，一种是二元体系：大量的聚异戊二烯树脂和叠氮感光化合物；另外一种是一元体系：缩水甘油甲基丙烯酯和乙基丙烯酸酯的共聚物。前者是建立在酚醛树脂和重氮萘醌感光物质的基础之上的。使用248nm 曝光波长要求光刻胶使用乙酰氧基苯乙烯单体。通过4-乙酰氧基苯乙烯单体的自由基聚合，醋酸酯选择性地转换成酚醛，以及将其与其他反应性单体的化合，可以制备出许多用于远紫外光刻的聚合物。硅氧烷/硅倍半氧烷和碳氟化合物等材料在157nm 曝光波长时是相对透明的。 预计未来5年，使用聚羟基苯乙烯树脂的化学增幅抗蚀剂将成为主流。远紫外光刻胶也是基于聚甲基丙烯酸甲酯和氟化高分子或者是二者之一。 通常说来，感光化合物例如二芳基叠氮和重氮萘醌是易爆化学制品。所以，光刻胶的生产商一定要足够小心以防爆炸。目前用于负型光刻胶的有机溶剂和显影液对环境具有危害性，以致人们倾向于使用正型光刻胶。并且，其发展趋势是替换掉具有危害的溶剂，而选用对环境无污染的无毒产品。 在低密度远紫外辐照和其他替代i 线和g 线辐照源发展大趋势的刺激下，化学增幅抗蚀剂成为一个发展快速的热点领域。在化学增幅抗蚀剂领域，由于辐照源的匮乏，势必导致一种催化的东西产生，通常为中子源。在曝光的加热处理后，催化剂会引起树脂中组分发生复杂反应，这种反应将最终产生光刻图案。目前正型光刻胶体系和负型光刻胶体系都有了较好的发展。 集成电路 收稿日期：2009-04-23 作者简介：王雪珍（1983-），女，主要从事电子化学品、可降解塑料和食品添加剂的信息研究工作 。 12
光刻胶大全之令狐文艳创作
光刻胶产品前途无量（半导体技术天地） 令狐文艳 1 前言光刻胶(又名光致抗蚀剂)是指通过紫外光、电子束、准分子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射，使溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，主要用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工，近年来也逐步应用于光电子领域平板显示器（FPD）的制作。由于光刻胶具有光化学敏感性，可利用其进行光化学反应，经曝光、显影等过程，将所需要的微细图形从掩模版转移至待加工的衬底上，然后进行刻蚀、扩散、离子注入等工艺加工，因此是电子信息产业中微电子行业和光电子行业微细加工技术的关键性基础加工材料。作为经曝光和显影而使溶解度增加的正型光刻胶多用于制作IC，经曝光或显影使溶解度减小的负型光刻胶多用于制作分立器件。 2 国外情况随着电子器件不断向高集成化和高速化方向发展，对微细图形加工技术的要求越来越高，为了适应亚微米微细图形加工的要求，国外先后开发了g线（436nm）、i线（365nm）、深紫外、准分子激光、化学增幅、电子束、X射线、离子束抗蚀
剂等一系列新型光刻胶。这些品种较有代表性的负性胶如美国柯达（Kodak）公司的KPR、KMER、KLER、KMR、KMPR等；联合碳化学（UCC）公司的KTI系列；日本东京应化（Tok）公司的TPR、SVR、OSR、OMR；合成橡胶（JSR）公司的CIR、CBR系列；瑞翁（Zeon）公司的ZPN 系列；德国依默克（E.Merk）公司的Solect等。正性胶如：美国西帕来（Shipely）公司的AZ系列、DuPont公司的Waycot系列、日本合成橡胶公司的PFR等等。2000~2001年世界市场光刻胶生产商的收益及市场份额公司2001年收益2001年市场份额（%）2000年收益2000年市场份额（%）Tokyo Ohka Kogyo 150.1 22.6 216.5 25.2 Shipley 139.2 21.0 174.6 20.3 JSR 117.6 17.7 138.4 16.1 Shin-Etsu Chemical 70.1 10.6 74.2 8.6 Arch Chemicals 63.7 9.6 84.1 9.8 其他122.2 18.5 171.6 20.0 总计662.9 100.0 859.4 100.0
光刻胶行业现状分析
光刻胶行业现状分析 ▌国产光刻胶现状 光刻胶是国际上技术门槛最高的微电子化学品之一，按应用领域可分为PCB（线路板）用、平板显示（LCD、LED）用和半导体用三类，目前国内市场上绝大多数厂商生产的产品为前两者。 在大规模集成电路的制造过程中，光刻和刻蚀技术是精细线路图形加工中最重要的工艺，占芯片制造时间的40%~50%，光刻胶是光刻工艺得以实现选择性刻蚀的关键材料。 为适应集成电路线宽不断缩小的要求，光刻胶的波长由紫外宽谱向g线（436nm）→i线（365nm）→KrF（248nm）→ArF（193nm）→F2（157nm）的方向转移，并通过分辨率增强技术不断提升光刻胶的分辨率水平。 目前半导体市场上主要使用的光刻胶包括g线、i线、KrF、ArF四类光刻胶，其g线和i线光刻胶是市场上使用量最大的光刻胶。 半导体用光刻胶技术壁垒较高、市场高度集中，日美企业基本垄断了g/i线光刻胶、KrF/ArF光刻胶市场，生产商主要有JSR、信越化学工业、TOK、陶氏化学等。 国产光刻胶发展起步较晚，与国外先进光刻胶技术相比国内产品落后4代，目前主要集中在PCB光刻胶、TN/STN-LCD 光刻胶等中低端产品，虽然PCB领域已初步实现进口替代，但LCD 和半导体用光刻胶等高端产品仍需大量进口，正处于由中低端向中高端过渡阶段。 随着国家层面对半导体在资金、政策上的大力支持，国内光刻胶企业正在努力追赶，企业数量从2012年的5家增长到2017年15家，少数企业在中高端技术领域已取得一定突破。 其中半导体用光刻胶领域代表性企业有苏州瑞红和北京科华，两者分别承担了02专项i线（365nm）光刻胶和KrF线（248nm）光刻胶产业化课题。目前，苏州瑞红实现g/i线光刻胶量产，可以实现0.35μm的分辨率，248nm光刻胶中试示范线也已建成；北京科华KrF/ArF光刻胶已实现批量供货。 如今国际半导体产能正在逐渐向国内转移，受益于产业大趋势，国产光刻胶需求将日益提升，随着苏州瑞红、北京科华等企业在技术上的不断突破，国产化替代趋势愈加明显。
光刻胶参数及光刻工艺
光刻胶参数及光刻工艺 1、正性光刻胶RZJ-304 ●规格 RZJ-304：25mpa·s，50mpa·s（粘稠度），配用显影液：RZX-3038 ●匀胶曲线 注：粉色为50cp，蓝色为25cp ●推荐工艺条件 ①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.0～3.5μm ②前烘：热板100℃×90sec ③曝光：50～75mj/cm2（计算方法:取能量60mj/cm2取光强400×102um/cm2，则60/40=1.5s） ④显影：23℃，RZX-3038，1min，喷淋或浸渍 ⑤清洗：去离子水30sec ⑤后烘：热板120℃×120sec
●规格 S1813，配用显影液为ZX-238 ●匀胶曲线 ●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考） ①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.23um（1.1～1.9μm） ②前烘：热板115℃×60sec ③曝光：150mj/cm2 ④显影：21℃，ZX-238，65sec，喷淋或浸渍 ⑤清洗：去离子水30sec ⑥后烘：热板125℃×120sec
●规格 AZ-5214，配用显影液AZ-300 ●匀胶表格（单位：微米） ●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考） ①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.47um（1.14～1.98μm） ②前烘：热板100℃×90sec ③曝光：240mj/cm2 ④后烘：115℃×120sec ⑤泛曝光：>200mj/cm2 ⑥显影：21℃，AZ-300，60sec，喷淋或浸渍 ⑦清洗：去离子水30sec ⑧坚膜：热板120℃×180sec 注意： 紧急救护措施（对于光刻胶） ①吸入：转移至空气新鲜处，必要时进行人工呼吸或就医。 ②皮肤接触：肥皂水清洗后自来水清洗。 ③眼睛接触：流动清水清洗15分钟以上，必要时就医。
光刻工艺流程
光刻工艺流程 Lithography Process 摘要：光刻技术（lithography technology)是指集成电路制造中利用光学—化学反应原理和化学，物理刻蚀法，将电路图形传递到单晶表面或介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。光刻是集成电路工艺中的关键性技术，其构想源自于印刷技术中的照相制版技术。光刻技术的发展使得图形线宽不断缩小，集成度不断提高，从而使得器件不断缩小，性能也不断提利用高。还有大面积的均匀曝光，提高了产量，质量，降低了成本。我们所知的光刻工艺的流程为：涂胶→前烘→曝光→显影→坚膜→刻蚀→去胶。 Abstract:Lithography technology is the manufacture of integrated circuits using optical - chemical reaction principle and chemical, physical etching method, the circuit pattern is transferred to the single crystal surface or the dielectric layer to form an effective graphics window or function graphics technology.Lithography is the key technology in integrated circuit technology, the idea originated in printing technology in the photo lithographic process. Development of lithography technology makes graphics width shrinking, integration continues to improve, so that the devices continue to shrink, the performance is also rising.There are even a large area of exposure, improve the yield, quality and reduce costs. We know lithography process flow is: Photoresist Coating → Soft bake → exposure → development →hard bake → etching → Strip Photoresist. 关键词：光刻，涂胶，前烘，曝光，显影，坚膜，刻蚀，去胶。 Key Words:lithography,Photoresist Coating,Soft bake,exposure,development,hard bake ,etching, Strip Photoresist. 引言： 光刻有三要素：光刻机；光刻版（掩模版）；光刻胶。光刻机是IC晶圆中最昂贵的设备，也决定了集成电路最小的特征尺寸。光刻机的种类有接触式光刻机、接近式光刻机、投影式光刻机和步进式光刻机。接触式光刻机设备简单，70年代中期前使用，分辨率只有微
半导体工艺主要设备大全
清洗机超音波清洗机是现代工厂工业零件表面清洗的新技术,目前已广泛应用于半导体硅 片的清洗。超声波清洗机“声音也可以清洗污垢”——超声波清洗机又名超声波清洗器，以其洁净的清洗效果给清洗界带来了一股强劲的清洗风暴。超声波清洗机（超声波清洗器）利用空化效应，短时间内将传统清洗方式难以洗到的狭缝、空隙、盲孔彻底清洗干净，超声波清洗机对清洗器件的养护，提高寿命起到了重要作用。CSQ 系列超声波清洗机采用内置式加热系统、温控系统，有效提高了清洗效率；设置时间控制装置，清洗方便；具有频率自动跟踪功能，清洗效果稳定；多种机型、结构设计，适应不同清洗要求。CSQ 系列超声波清洗机适用于珠宝首饰、眼镜、钟表零部件、汽车零部件，医疗设备、精密偶件、化纤行业（喷丝板过滤芯）等的清洗；对除油、除锈、除研磨膏、除焊渣、除蜡，涂装前、电镀前的清洗有传统清洗方式难以达到的效果。恒威公司生产CSQ 系列超声波清洗机具有以下特点：不锈钢加强结构，耐酸耐碱；特种胶工艺连接，运行安全；使用IGBT 模块，性能稳定；专业电源设计，性价比高。反渗透纯水机去离子水生产设备之一，通过反渗透原理来实现净水。 纯水机清洗半导体硅片用的去离子水生产设备，去离子水有毒，不可食用。 净化设备主要产品：水处理设备、灌装设备、空气净化设备、净化工程、反渗透、超滤、电渗析设备、EDI 装置、离子交换设备、机械过滤器、精密过滤器、UV 紫外线杀菌器、臭氧发生器、装配式洁净室、空气吹淋室、传递窗、工作台、高校送风口、空气自净室、亚高、高效过滤器等及各种配件。 风淋室：运用国外先进技术和进口电器控制系统, 组装成的一种使用新型的自动吹淋室.它广 泛用于微电子医院制药生化制品食品卫生精细化工精密机械和航空航天等生产和科研单位,用于吹除进入洁净室的人体和携带物品的表面附着的尘埃,同时风淋室也起气的作用 防止未净化的空气进入洁净区域,是进行人体净化和防止室外空气污染洁净的有效设备. 抛光机整个系统是由一个旋转的硅片夹持器、承载抛光垫的工作台和抛光浆料供给装置三大部分组成。化学机械抛光时，旋转的工件以一定的压力压在旋转的抛光垫上，而由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在工件与抛光垫之间流动，并产生化学反应，工件表面形成的化学反应物由磨粒的机械作用去除，即在化学成膜和机械去膜的交替过程中实现超精密表面加工，人们称这种CMP 为游离磨料CMP 。 电解抛光电化学抛光是利用金属电化学阳极溶解原理进行修磨抛光。将电化学预抛光和机械精抛光有机的结合在一起，发挥了电化学和机构两类抛光特长。它不受材料硬度和韧性的限制，可抛光各种复杂形状的工件。其方法与电解磨削类似。导电抛光工具使用金钢石导电锉或石墨油石，接到电源的阴极，被抛光的工件（如模具）接到电源的阳极。 光刻胶又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制版等过程。光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。①光聚合型，采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发 单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。②光分解型，采用含有叠氮醌类化合
光刻胶知识简介
光刻胶知识简介 光刻胶知识简介: 一.光刻胶的定义(photoresist) 又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。 二.光刻胶的分类 光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。 基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。 ①光聚合型 采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。 ②光分解型 采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶. ③光交联型 采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。 三.光刻胶的化学性质 a、传统光刻胶：正胶和负胶。 光刻胶的组成：树脂（resin/polymer），光刻胶中不同材料的粘合剂，给与光刻胶的机械与化学性质（如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等）；感光剂，感光剂对光能发生光化学反应；溶剂（Solvent），保持光刻胶的液体状态，使之具有良好的流动性；添加剂（Additive），用以改变光刻胶的某些特性，如改善光刻胶发生反射而添加染色剂等。 负性光刻胶。树脂是聚异戊二烯，一种天然的橡胶；溶剂是二甲苯；感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂，产生的自由基在橡胶分子间形成交联。从而变得不溶于显影液。负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨；曝光时光刻胶容易与氮气反应而抑制交联。 正性光刻胶。树脂是一种叫做线性酚醛树脂的酚醛甲醛，提供光刻胶的粘附性、化学抗蚀性，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在显影液中；感光剂是光敏化合物（PAC，Photo Active Compound），最常见的是重氮萘醌（DNQ），在曝光前，DNQ是一种强烈的溶解抑制剂，降低树脂的溶解速度。在紫外曝光后，DNQ在光刻胶中化学分解，成为溶解度增强剂，大幅提高显影液中的溶解度因子至100或者更高。这种曝光反应会在DNQ中产生羧酸，它在显影液中溶解度很高。正性光刻胶具有很好的对比度，所以生成的图形具有良好的分辨率。
光刻胶步骤
1、硅片清洗烘干（Cleaning and Pre-Baking）方法：湿法清洗＋去离子水冲洗＋脱水烘焙（热板150～250C,1～2分钟，氮气保护）目的：a、除去表面的污染物（颗粒、有机物、工艺残余、可动离子）；b、除去水蒸气，是基底表面由亲水性变为憎水性，增强表面的黏附性（对光刻胶或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷）。 2、涂底（Priming）方法：a、气相成底膜的热板涂底。HMDS蒸气淀积，200～250C,30秒钟；优点：涂底均匀、避免颗粒污染；b、旋转涂底。缺点：颗粒污染、涂底不均匀、HMDS 用量大。目的：使表面具有疏水性，增强基底表面与光刻胶的黏附性。 3、旋转涂胶（Spin-on PR Coating）方法：a、静态涂胶（Static）。硅片静止时，滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂（原光刻胶的溶剂约占65～85%,旋涂后约占10～20%）；b、动态（Dynamic）。低速旋转（500rpm_rotation per minute）、滴胶、加速旋转（3000rpm）、甩胶、挥发溶剂。决定光刻胶涂胶厚度的关键参数：光刻胶的黏度（Viscosity），黏度越低，光刻胶的厚度越薄；旋转速度，速度越快，厚度越薄；影响光刻胶均匀性的参数：旋转加速度，加速越快越均匀；与旋转加速的时间点有关。一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关（因为不同级别的曝光波长对应不同的光刻胶种类和分辨率）：I-line最厚，约0.7～3μm；KrF的厚度约0.4～0.9μm；ArF的厚度约0.2～0.5μm。 4、软烘（Soft Baking）方法：真空热板，85～120C,30～60秒；目的：除去溶剂（4～7%）；增强黏附性；释放光刻胶膜内的应力；防止光刻胶玷污设备； 5、边缘光刻胶的去除（EBR，Edge Bead Removal）。光刻胶涂覆后，在硅片边缘的正反两面都会有光刻胶的堆积。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（Chemical EBR）。软烘后，用PGMEA或EGMEA 去边溶剂，喷出少量在正反面边缘出，并小心控制不要到达光刻胶有效区域；b、光学方法（Optical EBR）。即硅片边缘曝光（WEE，Wafer Edge Exposure）。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； 6、对准（Alignment）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（Align Mark），位于切割槽（Scribe Line）上。另外层间对准，即套刻精度（Overlay），保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准。 7、曝光（Exposure）曝光中最重要的两个参数是：曝光能量（Energy）和焦距（Focus）。如果能量和焦距调整不好，就不能得到要求的分辨率和大小的图形。表现为图形的关键尺寸超出要求的范围。曝光方法： a、接触式曝光（Contact Printing）。掩膜板直接与光刻胶层接触。曝光出来的图形与掩膜板上的图形分辨率相当，设备简单。缺点：光刻胶污染掩膜板；掩膜板的磨损，寿命很低（只能使用5～25次）；1970前使用，分辨率〉0.5μm。 b、接近式曝光（Proximity Printing）。掩膜板与光刻胶层的略微分开，大约为10～50μm。可以避免与光刻胶直接接触而引起的掩膜板损伤。但是同时引入了衍射效应，降低了分辨率。1970后适用，但是其最大分辨率仅为2～4μm。 c、投影式曝光（Projection Printing）。在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集光实现曝光。一般掩膜板的尺寸会以需要转移图形的4倍制作。优点：提高了分辨率；掩膜板的制作更加容易；掩膜板上的缺陷影响减小。投影式曝光分类：扫描投影曝光（Scanning Project Printing）。70年代末～80年代初，〉1μm工艺；掩膜板1：1，全尺寸；步进重复投影曝光（Stepping-repeating Project Printing或称作Stepper）。80年代末～90年代，0.35μm（I line）～0.25μm （DUV）。掩膜板缩小比例（4：1），曝光区域（Exposure Field）22×22mm（一