图形光刻

现有光刻主要利用的是光刻胶中光敏分子的单光子吸收效应所诱导的光化学反应。光敏分子吸收一个能量大于其比较低跃迁能级的光子，从基态跃迁到激发态，经过电子态之间的转移生成活性种，诱发光聚合、光分解等化学反应，使光刻胶溶解特性发生改变。光刻分辨率的物理极限与光源波长和光刻物镜数值孔径呈线性关系，提高光刻分辨率主要通过缩短光刻光源波长来实现。尽管使用的光刻光源波长从可见光（G线，436nm）缩短到紫外（Ⅰ线，365nm）、深紫外（KrF，248nm；ArF，193nm）甚至极紫外（EUV，13.5nm）波段，由于光学衍射极限的限制，其分辨率极限在半个波长左右。光刻胶的选择直接影响芯片的性能和良率。图形光刻

在光刻胶技术数据表中，会给出一些参考的曝光剂量值，通常，这里所写的值是用单色i-线或者BB-UV曝光。正胶和负胶的光反应通常是一个单光子过程与时间没太大关系。因此，在原则上需要多长时间(从脉冲激光的飞秒到接触光刻的秒到激光干涉光刻的小时)并不重要，作为强度和时间的产物，作用在在光刻胶上的剂量是光强与曝光时间的产物。在增加光强和光刻胶厚度较大的时候，必须考虑曝光过程中产生的热量和气体（如正胶和图形反转胶中的N2排放）从光刻胶膜中排出时间因为热量和气体会导致光刻胶膜产生热和机械损伤。衬底的反射率对光刻胶膜实际吸收的曝光强度有影响，特别是对于薄的光学光刻胶膜。玻璃晶圆的短波光强反射约10%，硅晶片反射约30%，金属薄膜的反射系数可超过90%。哪一种曝光剂量是“比较好”也取决于光刻工艺的要求。有时候稍微欠曝光可以减小这种衬底反射带来的负面影响。在厚胶情况下，足够的曝光剂量是后续合理的较短显影时间的保障。河北光刻实验室光刻过程中需确保光源、掩模和硅片之间的高精度对齐。

基于光刻工艺的微纳加工技术主要包含以下过程：掩模（mask）制备、图形形成及转移（涂胶、曝光、显影）、薄膜沉积、刻蚀、外延生长、氧化和掺杂等。在基片表面涂覆一层某种光敏介质的薄膜（抗蚀胶），曝光系统把掩模板的图形投射在（抗蚀胶）薄膜上，光（光子）的曝光过程是通过光化学作用使抗蚀胶发生光化学作用，形成微细图形的潜像，再通过显影过程使剩余的抗蚀胶层转变成具有微细图形的窗口，后续基于抗蚀胶图案进行镀膜、刻蚀等可进一步制作所需微纳结构或器件。

在光学光刻中，光致抗蚀剂通过光掩模用紫外光曝光。紫外接触式曝光机使用了较短波长的光（G线435nm，H线405nm，I线365nm）。接触光刻机属于这种光学光刻。掩膜版的制作则是通过无掩膜光刻技术得到。设计图案由于基本只用一次，一般使用激光直写技术或者电子束制作掩膜版，通过激光束在光刻胶上直接扫描曝光出需要的图形，在经过后续工艺，得到需要的掩膜版。激光直写系统包括光源，激光调制系统，变焦透镜，工件台控制系统，计算机控制系统等。自动化光刻设备大幅提高了生产效率和精度。

光刻机被称作“现代光学工业之花”，生产制造全过程极为繁杂，一台光刻机的零配件就达到10万个。ASML光刻机也不是荷兰以一国之力造出的，ASML公司的光刻机采用了美国光源设备及技术工艺，也选用了德国卡尔蔡司的光学镜头先进设备，绝大多数零部件都需用从海外进口，汇聚了全世界科技强国的科技，才可以制作出一台光刻机。上海微电子占有着中国80%之上的市场占有率，现阶段中国销售市场上绝大多数智能机都采用了上海微电子的现代化封装光刻机技术，而先前这种光刻机都在进口。现阶段，国产光刻机的困难关键在于没法生产制造高精密的零配件，ASML的零配件来源于美国、德国、日本等发达国家，而现阶段在我国还无法掌握这种技术，也很难买到。现阶段，上海微电子能够生产加工90nm的光刻机，而ASML能够生产制造7nm乃至5nm的EUV光刻机，相差還是非常大。多重曝光技术为复杂芯片设计提供了可能。黑龙江材料刻蚀价格

TMAH稀溶液在光刻中普遍用于光刻胶的显影。图形光刻

通过光刻技术制作出的微纳结构需进一步通过刻蚀或者镀膜，才可获得所需的结构或元件。刻蚀技术，是按照掩模图形对衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术，可分为湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀较普遍、也是成本较低的刻蚀方法，大部份的湿刻蚀液均是各向同性的，换言之，对刻蚀接触点之任何方向腐蚀速度并无明显差异。而干刻蚀采用的气体，或轰击质量颇巨，或化学活性极高，均能达成刻蚀的目的。其较重要的优点是能兼顾边缘侧向侵蚀现象极微与高刻蚀率两种优点。干法刻蚀能够满足亚微米/纳米线宽制程技术的要求，且在微纳加工技术中被大量使用。图形光刻