每顆芯片誕生之初,都要經(jīng)過光刻機(jī)的雕刻,精度要達(dá)到頭發(fā)絲的千分之一,如今,全世界能夠生產(chǎn)光刻機(jī)的國家只有四個(gè),中國成為了其中的一員,實(shí)現(xiàn)了從無到有的突破。光刻機(jī)又被稱為:掩模對準(zhǔn)曝光機(jī)、曝光系統(tǒng)、光刻系統(tǒng)等。常用的光刻機(jī)是掩模對準(zhǔn)光刻,所以它被稱為掩模對準(zhǔn)系統(tǒng)。它指的是通過將硅晶片表面上的膠整平,然后將掩模上的圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠,將器件或電路結(jié)構(gòu)暫時(shí)“復(fù)制”到硅晶片上的過程。它不是簡單的激光器,但它的曝光系統(tǒng)基本上使用的是復(fù)雜的紫外光源。光刻機(jī)是芯片制造的中心設(shè)備之一,根據(jù)用途可分為幾類:光刻機(jī)生產(chǎn)芯片;有光刻機(jī)包裝;還有一款投影光刻機(jī)用在LED制造領(lǐng)域。光刻是將掩模版上的圖形轉(zhuǎn)移到涂有光致抗蝕劑(或稱光刻膠)的襯底上。天津接觸式光刻
光刻噴嘴噴霧模式和硅片旋轉(zhuǎn)速度是實(shí)現(xiàn)硅片間溶解率和均勻性的可重復(fù)性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)參數(shù)。水坑(旋覆浸沒)式顯影(PuddleDevelopment)。噴覆足夠(不能太多,較小化背面濕度)的顯影液到硅片表面,并形成水坑形狀(顯影液的流動保持較低,以減少邊緣顯影速率的變化)。硅片固定或慢慢旋轉(zhuǎn)。一般采用多次旋覆顯影液:首先次涂覆、保持10~30秒、去除;第二次涂覆、保持、去除。然后用去離子水沖洗(去除硅片兩面的所有化學(xué)品)并旋轉(zhuǎn)甩干。優(yōu)點(diǎn):顯影液用量少;硅片顯影均勻;較小化了溫度梯度。天津接觸式光刻接觸式光刻曝光主要優(yōu)點(diǎn)是可以使用價(jià)格較低的設(shè)備制造出較小的特征尺寸。
根據(jù)曝光方式的不同,光刻機(jī)主要分為接觸式,接近式以及投影式三種。接觸式光刻機(jī),曝光時(shí),光刻版壓在涂有光刻膠的襯底上,優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單,分辨率高,沒有衍射效應(yīng),缺點(diǎn)是光刻版與涂有光刻膠的晶圓片直接接觸,每次接觸都會在晶圓片和光刻版上產(chǎn)生缺陷,降低光刻版使用壽命,成品率低。接近式光刻機(jī),光刻版與光刻膠有一個(gè)很小的縫隙,因?yàn)楣饪贪媾c襯底沒有接觸,缺陷減少,優(yōu)點(diǎn)是避免晶圓片與光刻版直接接觸,缺陷少,缺點(diǎn)是分辨率低,存在衍射效應(yīng)。投影式曝光,一般光學(xué)系統(tǒng)將掩模版上的圖像縮小4x或5x倍,聚焦并與硅片上已有的圖形對準(zhǔn)后曝光,每次曝光一小部分,曝完一個(gè)圖形后,硅片移動到下一個(gè)曝光位置繼續(xù)對準(zhǔn)曝光,這種曝光方式分辨率比較高,但不產(chǎn)生缺陷。
光刻膠若性能不達(dá)標(biāo)會對芯片成品率造成重大影響。目前中國光刻膠國產(chǎn)化水平嚴(yán)重不足,重點(diǎn)技術(shù)差距在半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域,有2-3代差距,隨著下游半導(dǎo)體行業(yè)、LED及平板顯示行業(yè)的快速發(fā)展,未來國內(nèi)光刻膠產(chǎn)品國產(chǎn)化替代空間巨大。同時(shí),國內(nèi)光刻膠企業(yè)積極抓住中國晶圓制造擴(kuò)產(chǎn)的百年機(jī)遇,發(fā)展光刻膠業(yè)務(wù),力爭早日追上國際先進(jìn)水平,打進(jìn)國內(nèi)新建晶圓廠的供應(yīng)鏈。光刻膠的國產(chǎn)化公關(guān)正在各方面展開,在面板屏顯光刻膠領(lǐng)域,中國已經(jīng)出現(xiàn)了一批有競爭力的本土企業(yè)。在半導(dǎo)體和面板光刻膠領(lǐng)域,盡管國產(chǎn)光刻膠距離國際先進(jìn)水平仍然有差距,但是在政策的支持和自身的不懈努力之下,中國已經(jīng)有一批光刻膠企業(yè)陸續(xù)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破。光刻膠涂覆后,在硅片邊緣的正反兩面都會有光刻膠的堆積。
一般微電子化學(xué)品具有一定的腐蝕性,對生產(chǎn)設(shè)備有較高的要求,且生產(chǎn)環(huán)境需要進(jìn)行無塵或微塵處理。制備較優(yōu)微電子化學(xué)品還需要全封閉、自動化的工藝流程,以避免污染,提高質(zhì)量。因此,光刻膠等微電子化學(xué)品生產(chǎn)在安全生產(chǎn)、環(huán)保設(shè)備、生產(chǎn)工藝系統(tǒng)、過程控制體系以及研發(fā)投資等方面要求較高。如果沒有強(qiáng)大的資金實(shí)力,企業(yè)就難以在設(shè)備、研發(fā)和技術(shù)服務(wù)上取得競爭優(yōu)勢,以提升可持續(xù)發(fā)展能力。因此,光刻膠這樣的微電子化學(xué)品行業(yè)具備較高的資金壁壘。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。深紫外線堅(jiān)膜使正性光刻膠樹脂發(fā)生交聯(lián)形成一層薄的表面硬殼,增加光刻膠的熱穩(wěn)定性。MEMS光刻
非接觸式曝光,掩膜板與光刻膠層的略微分開,可以避免與光刻膠直接接觸而引起的掩膜板損傷。天津接觸式光刻
光刻膠是光刻工藝中較關(guān)鍵材料,國產(chǎn)替代需求緊迫。光刻工藝是指在光照作用下,借助光刻膠將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到基片上的技術(shù),在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,隨著集成電路線寬縮小、集成度大為提升,光刻工藝技術(shù)難度大幅提升,成為延續(xù)摩爾定律的關(guān)鍵技術(shù)之一。同時(shí),器件和走線的復(fù)雜度和密集度大幅度提升,較好制程關(guān)鍵層次需要兩次甚至多次曝光來實(shí)現(xiàn)。其中,光刻膠的質(zhì)量和性能是影響集成電路性能、成品率及可靠性的關(guān)鍵因素。光刻膠經(jīng)過幾十年不斷的發(fā)展和進(jìn)步,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,衍生出非常多的種類。不同用途的光刻膠曝光光源、反應(yīng)機(jī)理、制造工藝、成膜特性、加工圖形線路的精度等性能要求不同,導(dǎo)致對于材料的溶解性、耐蝕刻性、感光性能、耐熱性等要求不同。因此每一類光刻膠使用的原料在化學(xué)結(jié)構(gòu)、性能上都比較特殊,要求使用不同品質(zhì)等級的光刻膠**化學(xué)品。天津接觸式光刻
廣東省半導(dǎo)體所,2016-04-07正式啟動,成立了微納加工技術(shù)服務(wù),真空鍍膜技術(shù)服務(wù),紫外光刻技術(shù)服務(wù),材料刻蝕技術(shù)服務(wù)等幾大市場布局,應(yīng)對行業(yè)變化,順應(yīng)市場趨勢發(fā)展,在創(chuàng)新中尋求突破,進(jìn)而提升芯辰實(shí)驗(yàn)室,微納加工的市場競爭力,把握市場機(jī)遇,推動電子元器件產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。旗下芯辰實(shí)驗(yàn)室,微納加工在電子元器件行業(yè)擁有一定的地位,品牌價(jià)值持續(xù)增長,有望成為行業(yè)中的佼佼者。我們在發(fā)展業(yè)務(wù)的同時(shí),進(jìn)一步推動了品牌價(jià)值完善。隨著業(yè)務(wù)能力的增長,以及品牌價(jià)值的提升,也逐漸形成電子元器件綜合一體化能力。廣東省半導(dǎo)體所始終保持在電子元器件領(lǐng)域優(yōu)先的前提下,不斷優(yōu)化業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)。在微納加工技術(shù)服務(wù),真空鍍膜技術(shù)服務(wù),紫外光刻技術(shù)服務(wù),材料刻蝕技術(shù)服務(wù)等領(lǐng)域承攬了一大批高精尖項(xiàng)目,積極為更多電子元器件企業(yè)提供服務(wù)。