精微制造基础-光刻技术7.pdf

三三、光刻技术光刻技术 光刻光刻(Photolithography)也称照相平版印刷术也称照相平版印刷术，它源于微它源于微 电子的集成电路制造，是在微机械制造领域应用较早并 仍被广泛采用且不断发展的仍被广泛采用且不断发展的一类微细加工方法类微细加工方法。 光刻是加工制作半导体结构或器件和集成电路微图形结光刻是加工制作半导体结构或器件和集成电路微图形结 构的关键工艺技术，其原理与印刷技术中的照相制版相 似：在硅等基体材料上涂覆光致抗蚀剂(或称为光刻胶) ， 似：在硅等基体材料上涂覆光致抗蚀剂(或称为光刻胶) ， 然后利用极限分辨率极高的能量束来通过掩模对光致蚀 层进行曝光(或称光刻) 。经显影后，在抗蚀剂层上获得了 与掩模图形相同的极微细的几何图形，再利用刻蚀等方 法，在工件材料上制造出微型结构。 2010-08-29 光刻工艺流程光刻工艺流程 2010-08-29 光刻技术的基本工艺过程光刻技术的基本工艺过程 原图制作原图制作：：采用采用CADCAD等技术对加工图案进行图形设计等技术对加工图案进行图形设计， 生成图形加工NC文件。 光刻制母版光刻制母版：：通过数控绘图机通过数控绘图机，，利用激光光源按利用激光光源按NCNC程程 序直接对照相底片曝光制作原因。 预预处理基底底((多为多为硅片片))或被加或被加工材料表面材料表面：通过脱脂脱脂、 抛光、酸洗、水洗的方法使被加工表面得以净化，使 其干燥。 涂覆光刻胶层：在待光刻的硅片表面均匀涂上一层黏 附性好、厚度适当的光刻胶。 前烘前烘：使光刻胶膜使光刻胶膜干燥燥 2010-08-29 光刻技术的基本工艺过程光刻技术的基本工艺过程((续续)) 曝光：在涂好光刻胶的硅片表面上覆盖掩模版，或将 掩模置于光源与光刻胶之间，利用紫外光等透过掩模 对光刻胶进行选择性照射 对光刻胶进行选择性照射。 显影及检查：显影目的在于使曝过光的硅片表面的光 胶 现 模 ( 胶) (负 刻胶膜呈现与掩模相同(正性光到胶)或相反(负性光刻 胶) 的图形。 坚膜：使胶膜与硅片之间紧密黏附，防止胶层脱落， 并增强胶膜本身的抗蚀能力 并增强胶膜本身的抗蚀能力。 腐蚀：以坚膜后的光刻胶作为掩蔽层，对衬底进行干 法或湿法腐蚀法或湿法腐蚀，，得到期望的图形得到期望的图形。。 去胶：用干法或湿法去除光刻胶膜。 2010-08-29 11.光刻掩模制作工艺光刻掩模制作工艺 掩模的基本功能是当光束照在掩模上时， 图形区和非图形区对光有不同的吸收和 图形区和非图形区对光有不同的吸收和 透过能力 理想的情况是图形区可让光完全透射过 理想的情况是图形区可让光完全透射过 去，非图形区则将光完全吸收；或与之 完全相反 两种掩模结构两种掩模结构，两种基底上涂布的抗蚀两种基底上涂布的抗蚀 剂，掩模和硅片结构共有四种组合方式 2010-08-29 掩模板制造工艺过程掩模板制造工艺过程 制造工艺可分为： 版图设计 版图设计 掩模原版制造 主掩模制造 主掩模制造 工作掩模制造 2010-08-29 制作掩模的工艺流程图制作掩模的工艺流程图 2010-08-29