光刻掩膜技术
光刻膠,又稱光致抗蝕劑,是由感光樹脂、増感劑和溶劑等按照一定比例混合而成的對光敏感的液體,根據其化學反應機理和顯影原理,可分為正性光刻膠和負性光刻膠兩類。
1. 清洗 ??
清洗是為了去除樣品表面的灰塵、顆粒、有機物等雜質。去除有機物常用的化學試劑為丙麗、酒精和按9:1配比的濃硫酸/雙氧水,灰塵通常用氨水/雙氧水去除。超聲清洗后用去離子水沖洗干凈,最后用經過濾后純凈的氮氣吹干樣品表面。
2. 甩膠 ?
利用旋轉產生的離屯、力,將膠液均勻甩開,平鋪到材料表面。甩膠的目的是在材底表面均勻的涂一層光刻膠。將樣品固定在勻膠機的吸盤上,使用注射器噴嘴將待涂覆的溶液或者膠液滴注到基底材料的表面。通過極短的時間讓勻膠機達到理想的轉速,勻膠機利用旋轉產生的離心力,將膠液均勻甩開,平鋪到材料表面。光刻膠最終的厚度與光刻膠的粘稠度、勻膠機轉速、甩膠時間有關。一般來說光刻膠粘稠度越低,光刻膠厚度越小;轉速越快,厚度越小。光刻膠厚度越小越容易制作更微小的圖形。
3. 前烘 ?
前烘又叫軟烘,是在曝光前對基片進行加熱,目的是將光刻膠中的溶劑蒸發,増加附著性,同時也將光阻中的殘余內應力釋放。前烘方式通常有熱板傳導加熱、烘箱對流加熱和紅外線福射加熱。前烘對后面的曝光、顯影都有影響。
4. 曝光 ?
將涂好光刻膠的基片通過光刻機的對準系統將基片和掩膜版對準。用紫外光進行照射。被照射過的光刻膠的性質發生變化,在下一步顯影時會被去除,被掩膜版擋住的部分的光刻膠會被保留下來。紫外光源是高壓乗燈,常用的波長為435.8nm(g線)、365nm(i線)和248nm(遠紫外線)。曝光方式通常分為以下3種;接觸式曝光。掩膜板直接與光刻膠層接觸。曝光出來的圖形與掩膜板上的圖形分辨率相當,設備簡單。但是光刻膠會污染掩膜板,掩膜板的磨損導致其壽命很短。接近式曝光。掩膜板與光刻膠層的略微分開,大約為10-50um。可避免與光刻膠直接接觸而引起的掩膜板損傷。但是同時引入了衍射效應,降低了分辨率。投影式曝光。在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實現曝光。一般掩膜板的尺寸會W需要轉移圖形的4倍制作。優點是提高了分辨率,掩膜板的制作更加容易,掩膜板上的缺陷影響減小。本論文采用的曝光方式是接觸式紫外曝光。
5. 顯影 ?
顯影就是用顯影液去除已曝光部分的光刻膠,在基片上形成所需圖形。曝光部分的光刻膠與濕影液作用并溶解于水,未曝光部分不與顯影液作用被保留下來。經過濕影過程后,用去離子水將殘留的顯影液沖洗干凈,最后用氮氣吹干。
6. 后烘 ?
后烘后烘又稱堅膜,去除濕影后光刻膠內殘留的溶劑,提高光刻膠粘附性和抗刻蝕能力。
總結
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