光刻工艺概述
光刻是在基板上产生图案的艺术和科学。如今，该术语最常用于半导体加工。通常使用其他形容词来更具体地定义该技术，例如光学光刻或光刻术（使用紫外线产生图案）、压印光刻（将模具压入或压印到材料中以产生图案）、电子束光刻（使用电子束产生图案）或 EUV 光刻。大批量制造中最常用的光刻形式是光学光刻。
该工艺的高度简化描述如下。基板（通常是硅晶片）通常涂有一层功能材料薄膜或多层堆叠材料，这些材料可以起到多种作用，例如低 k 或高 k 电介质、耐蚀刻硬掩模或导电层。光刻胶是一种感光材料，通常主要由有机聚合物组成，然后将其旋涂到薄膜堆栈上。光刻胶一词通常简称为光刻胶，这也是这类材料的更通用术语；特别是因为许多替代和未来曝光源的光刻胶不会暴露于光子，而是暴露于电子、离子或其他图案物理源。
然后，紫外线照射到掩模上，掩模选择性地允许光线穿过某些区域以在光刻胶上产生图案。掩模历史上由石英制成，顶部有铬图案，可控制光线穿过掩模的位置。紫外线的辐射图案会引起光刻胶的化学变化，从而选择性地改变曝光区域在一种称为显影剂的液体中的溶解度。晶圆通常在曝光步骤后进行烘烤[称为曝光后烘烤 (PEB)]，以进一步引起曝光区域的化学变化。
接下来是显影步骤，将显影剂倒入或喷洒到光刻胶上，光刻胶的某些区域溶解，而其他区域则留在晶圆上。曝光区域将根据光刻胶的色调溶解或保留。正性光刻胶是指曝光区域在显影过程中溶解的那些光刻胶；溶解度变化通常是由于曝光过程中或 PEB 中发生的化学反应改变了光刻胶的极性或功能组。负性光刻胶是指曝光区域在显影过程中不溶解，而是曝光区域溶解的那些光刻胶。这些材料的溶解度变化同样可以通过多种不同的方法发生，但最常见的两种方法是交联形成高分子量网络结构和光刻胶功能组的变化，从而影响极性。
最后，使用蚀刻工艺将显影光刻胶中的剩余图案转移到下面的薄膜堆栈中。该蚀刻工艺可以是湿法或化学蚀刻，其中液体化学品选择性地去除底层 (UL)，同时对剩余的光刻胶影响最小。然而，更常见的是使用等离子蚀刻进行蚀刻，其中高能粒子选择性地蚀刻 UL 而不是剩余的光刻胶。通过改变蚀刻室中的各种参数（例如蚀刻气体和物质、电压、晶圆上的偏置、压力和局部晶圆温度等），等离子蚀刻可以在纳米级和晶圆尺寸尺度上实现高水平的控制和选择性。通过控制所用气体的时间和类型，等离子蚀刻可以从各向同性变为高度各向异性的蚀刻轮廓。最近的进展甚至表明，随着原子层蚀刻的引入，原子级控制的可能性。
在底层薄膜堆栈中完成所有所需的修改后，通过等离子或化学剥离工艺去除任何剩余的光刻胶。然后对设备的每一层重复此光刻过程（有时多次），以制造完整的集成电路。
超声波喷涂技术用于半导体光刻胶涂层。与传统的旋涂和浸涂工艺相比，它具有均匀性高、微观结构良好的封装性和可控制的涂覆面积大小等优点。在过去的十年中，已经充分证明了采用超声喷涂技术的3D微结构表面光刻胶涂层，所制备的光刻胶涂层在微观结构包裹性和均匀性方面都明显高于传统的旋涂。
超声波喷涂系统可以精确控制流量，涂布速度和沉积量。低速喷涂成形将雾化喷涂定义为精确且可控制的模式，以在产生非常薄且均匀的涂层时避免过度喷涂。超声喷涂系统可以将厚度控制在亚微米到100微米以上，并且可以涂覆任何形状或尺寸。
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