在曝光這一步中，將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進(jìn)行選擇性地照射。光刻膠中的感光劑會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而使正光刻膠被照射區(qū)域（感光區(qū)域）、負(fù)光刻膠未被照射的區(qū)域（非感光區(qū)）化學(xué)成分發(fā)生變化。這些化學(xué)成分發(fā)生變化的區(qū)域，在下一步的能夠溶解于特定的顯影液中。在接受光照后，正性光刻膠中的感光劑DQ會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，變?yōu)橐蚁┩⑦M(jìn)一步水解為茚并羧酸，羧酸在堿性溶劑中的溶解度比未感光部分的光刻膠高出約100倍，產(chǎn)生的羧酸同時還會促進(jìn)酚醛樹脂的溶解。利用感光與未感光光刻膠對堿性溶劑的不同溶解度，就可以進(jìn)行掩膜圖形的轉(zhuǎn)移。曝光方法包括：接觸式曝光—掩膜板直接與光刻膠層接觸；接近式曝光—掩膜板與光刻膠層的略微分開，大約為10～50μm；投影式曝光—在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實(shí)現(xiàn)曝光和步進(jìn)式曝光。掩膜版中鉻-石英版取得廣泛應(yīng)用。珠海材料刻蝕技術(shù)

現(xiàn)有光刻主要利用的是光刻膠中光敏分子的單光子吸收效應(yīng)所誘導(dǎo)的光化學(xué)反應(yīng)。光敏分子吸收一個能量大于其比較低躍遷能級的光子，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，經(jīng)過電子態(tài)之間的轉(zhuǎn)移生成活性種，誘發(fā)光聚合、光分解等化學(xué)反應(yīng)，使光刻膠溶解特性發(fā)生改變。光刻分辨率的物理極限與光源波長和光刻物鏡數(shù)值孔徑呈線性關(guān)系，提高光刻分辨率主要通過縮短光刻光源波長來實(shí)現(xiàn)。盡管使用的光刻光源波長從可見光（G線，436nm）縮短到紫外（Ⅰ線，365nm）、深紫外（KrF，248nm；ArF，193nm）甚至極紫外（EUV，13.5nm）波段，由于光學(xué)衍射極限的限制，其分辨率極限在半個波長左右。珠海材料刻蝕技術(shù)在曝光這一步中，將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進(jìn)行選擇性地照射。

濕法刻蝕利用化學(xué)溶液溶解晶圓表面的材料，達(dá)到制作器件和電路的要求。濕法刻蝕化學(xué)反應(yīng)的生成物是氣體、液體或可溶于刻蝕劑的固體。包括三個基本過程：刻蝕、沖洗和甩干。濕法蝕刻的微觀反應(yīng)過程，首先溶液里的反應(yīng)物利用濃度差通過擴(kuò)散作用達(dá)到被蝕刻薄膜表面，然后反應(yīng)物與薄膜表面的分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生各種生成物，生成物通過擴(kuò)散作用到達(dá)溶液中，隨著溶液被排出。濕法蝕刻的影響因素分別為：反應(yīng)溫度，溶液濃度，蝕刻時間和溶液的攪拌作用。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，溫度越高，反應(yīng)物濃度越大，蝕刻速率越快，蝕刻時間越短，攪拌作用可以加速反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量傳輸，相當(dāng)于加快擴(kuò)散速度，增加反應(yīng)速度。濕法蝕刻的影響因素分別為：反應(yīng)溫度，溶液濃度，蝕刻時間和溶液的攪拌作用。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，溫度越高，反應(yīng)物濃度越大，蝕刻速率越快，蝕刻時間越短，攪拌作用可以加速反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量傳輸，相當(dāng)于加快擴(kuò)散速度，增加反應(yīng)速度。

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，可以形成臺階等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的圖形;在電鍍時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，成為近年來研究的一個熱點(diǎn)。但眾所周知,SU-8對工藝參數(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)包括襯底類型、基片預(yù)處理、前烘溫度和時間、曝光時間、中烘溫度和時間、顯影方式和時間等。精確的化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）是光刻后的必要步驟。

當(dāng)圖形尺寸大于3μm時，濕法刻蝕廣用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的圖形化過程。濕法刻蝕具有非常好的選擇性和高刻蝕速率，這根據(jù)刻蝕劑的溫度和厚度而定。比如，氫氟酸（HF）刻蝕二氧化硅的速度很快，但如果單獨(dú)使用卻很難刻蝕硅。因此在使用氫氟酸刻蝕硅晶圓上的二氧化硅層時，硅襯底就能獲得很高的選擇性。相對于干法刻蝕，濕法刻蝕的設(shè)備便宜很多，因?yàn)樗恍枰婵?、射頻和氣體輸送等系統(tǒng)。然而當(dāng)圖形尺寸縮小到3μm以下時，由于濕法刻蝕為等向性刻蝕輪廓（見圖2），因此繼續(xù)使用濕法刻蝕作為圖形化刻蝕就變得非常困難，利用濕法刻蝕處理圖形尺寸小于3μm的密集圖形是不可能的。由于等離子體刻蝕具有非等向性刻蝕輪廓，在更精密的圖形化刻蝕中，等離子體刻蝕就逐漸取代了濕法刻蝕。濕法刻蝕因高選擇性被用于剝除晶圓表面的整面全區(qū)薄膜。目前，光刻膠原料仍大量依賴進(jìn)口。珠海材料刻蝕技術(shù)

圖形反轉(zhuǎn)膠的顯影過程。珠海材料刻蝕技術(shù)

UV-LED光源作為一種新興光源，近幾年技術(shù)獲得了極大的進(jìn)步，在光刻機(jī)上同樣作為光源使用。與傳統(tǒng)汞燈相比，具有光強(qiáng)更高、穩(wěn)定性更好的特點(diǎn)，可節(jié)省電能約50%，壽命延長5倍～10倍。一支汞燈的使用壽命通常在800～1000h，在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)中，通常24h保持工作狀態(tài)，能耗極大，隨著持續(xù)使用光強(qiáng)快速衰減，需要根據(jù)工藝需求不斷對汞燈位置進(jìn)行校正，調(diào)節(jié)光強(qiáng)大小以滿足曝光時光強(qiáng)求。UV-LED光源采用電子快門技術(shù)，曝光結(jié)束后LED自動關(guān)閉，間斷性的使用極大地延長了LED的使用時間，曝光光強(qiáng)可以通過調(diào)節(jié)燈珠功率實(shí)現(xiàn)，操作簡單方便。套刻精度(OverlayAccuracy)的基本含義是指前后兩道光刻工序之間兩者圖形的對準(zhǔn)精度，如果對準(zhǔn)的偏差過大，就會直接影響產(chǎn)品的良率。一般光刻機(jī)廠商會提供每臺設(shè)備的極限套刻精度。套刻精度作為是光刻機(jī)的另一個非常重要的技術(shù)指標(biāo)，不同光刻機(jī)會采用不同的對準(zhǔn)系統(tǒng)，與此同時每層圖形的對準(zhǔn)標(biāo)記也有所不同。
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