图形光刻技术

每颗芯片诞生之初，都要经过光刻机的雕刻，精度要达到头发丝的千分之一，如今，全世界能够生产光刻机的国家只有四个，中国成为了其中的一员，实现了从无到有的突破。光刻机又被称为：掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等。常用的光刻机是掩模对准光刻，所以它被称为掩模对准系统。它指的是通过将硅晶片表面上的胶整平，然后将掩模上的图案转移到光刻胶，将器件或电路结构暂时“复制”到硅晶片上的过程。它不是简单的激光器，但它的曝光系统基本上使用的是复杂的紫外光源。光刻机是芯片制造的中心设备之一，根据用途可分为几类：光刻机生产芯片；有光刻机包装；还有一款投影光刻机用在LED制造领域。在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集光实现曝光。图形光刻技术

光刻喷嘴喷雾模式和硅片旋转速度是实现硅片间溶解率和均匀性的可重复性的关键调节参数。水坑（旋覆浸没）式显影（PuddleDevelopment）。喷覆足够（不能太多，较小化背面湿度）的显影液到硅片表面，并形成水坑形状（显影液的流动保持较低，以减少边缘显影速率的变化）。硅片固定或慢慢旋转。一般采用多次旋覆显影液：首先次涂覆、保持10～30秒、去除；第二次涂覆、保持、去除。然后用去离子水冲洗（去除硅片两面的所有化学品）并旋转甩干。优点：显影液用量少；硅片显影均匀；较小化了温度梯度。MEMS光刻价格接触式曝光只适于分立元件和中、小规模集成电路的生产。

整个光刻显影过程中，TMAH没有同PHS发生反应。负性光刻胶的显影液。二甲苯。清洗液为乙酸丁脂或乙醇、三氯乙烯。显影中的常见问题：a、显影不完全（IncompleteDevelopment）。表面还残留有光刻胶。显影液不足造成；b、显影不够（UnderDevelopment）。显影的侧壁不垂直，由显影时间不足造成；c、过度显影（OverDevelopment）。靠近表面的光刻胶被显影液过度溶解，形成台阶。显影时间太长。硬烘方法：热板，100～130C（略高于玻璃化温度Tg），1～2分钟。目的：完全蒸发掉光刻胶里面的溶剂（以免在污染后续的离子注入环境，例如DNQ酚醛树脂光刻胶中的氮会引起光刻胶局部爆裂）；

根据曝光方式的不同，光刻机主要分为接触式，接近式以及投影式三种。接触式光刻机，曝光时，光刻版压在涂有光刻胶的衬底上，优点是设备简单，分辨率高，没有衍射效应，缺点是光刻版与涂有光刻胶的晶圆片直接接触，每次接触都会在晶圆片和光刻版上产生缺陷，降低光刻版使用寿命，成品率低。接近式光刻机，光刻版与光刻胶有一个很小的缝隙，因为光刻版与衬底没有接触，缺陷减少，优点是避免晶圆片与光刻版直接接触，缺陷少，缺点是分辨率低，存在衍射效应。投影式曝光，一般光学系统将掩模版上的图像缩小4x或5x倍，聚焦并与硅片上已有的图形对准后曝光，每次曝光一小部分，曝完一个图形后，硅片移动到下一个曝光位置继续对准曝光，这种曝光方式分辨率比较高，但不产生缺陷。光刻涂胶四周呈现放射性条纹，主要可能的原因是光刻胶有颗粒、衬底未清洗干净。

光刻胶行业具有极高的行业壁垒，因此在全球范围其行业都呈现寡头垄断的局面。光刻胶行业长年被日本和美国专业公司垄断。目前**大厂商就占据了全球光刻胶市场87%的份额，行业集中度高。并且高分辨率的KrF和ArF半导体光刻胶中心技术亦基本被日本和美国企业所垄断，产品绝大多数出自日本和美国公司。整个光刻胶市场格局来看，日本是光刻胶行业的巨头聚集地。目前中国大陆对于电子材料，特别是光刻胶方面对国外依赖较高。所以在半导体材料方面的国产代替是必然趋势。光刻胶是一种有机化合物，它被紫外光曝光后，在显影溶液中的溶解度会发生变化。光刻价钱

光刻机又被称为：掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等。图形光刻技术

光刻胶若性能不达标会对芯片成品率造成重大影响。目前中国光刻胶国产化水平严重不足，重点技术差距在半导体光刻胶领域，有2-3代差距，随着下游半导体行业、LED及平板显示行业的快速发展，未来国内光刻胶产品国产化替代空间巨大。同时，国内光刻胶企业积极抓住中国晶圆制造扩产的百年机遇，发展光刻胶业务，力争早日追上国际先进水平，打进国内新建晶圆厂的供应链。光刻胶的国产化公关正在各方面展开，在面板屏显光刻胶领域，中国已经出现了一批有竞争力的本土企业。在半导体和面板光刻胶领域，尽管国产光刻胶距离国际先进水平仍然有差距，但是在政策的支持和自身的不懈努力之下，中国已经有一批光刻胶企业陆续实现了技术突破。广东省科学院半导体研究所。图形光刻技术

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