半導(dǎo)體光刻的基礎(chǔ)知識

光刻是在基板表面形成復(fù)雜設(shè)計或結(jié)構(gòu)的過程。光刻技術(shù)已經(jīng)作為一種制造技術(shù)使用了數(shù)百年。它最初是為印刷機開發(fā)的，現(xiàn)在已經(jīng)成功了作為一種被稱為光刻的微細制造技術(shù)而被應(yīng)用。

光刻

光刻(或UV)是一種利用光敏聚合物(光刻膠)進行光刻的技術(shù)。

還有一個模板(稱為掩模)。通過一系列的化學(xué)處理，這種圖案被任意一種蝕刻法刻上遠離暴露的區(qū)域或沉積新材料以制造所需的器件。用于制造設(shè)備復(fù)雜，光刻周期數(shù)增加。

任何光刻工藝的第一步都是制備襯底——在大多數(shù)情況下，襯底是硅晶圓，但理論上可以是任何材料。進行襯底制備以改善光刻膠的附著力襯底。典型步驟包括基材清洗——清除任何污垢/污染物;脫水烘焙除去任何水分，然后加入附著力促進劑。通過這些步驟可以減少污染-有機和無機-這將確保我們通過光刻的最佳結(jié)果的過程。

一旦襯底制備好，光刻膠就可以涂在表面上。要得到瘦身的最佳效果要求涂層均勻。這種薄膜的厚度是極其重要的，因此，抗蝕劑的方式是分配必須精確控制。已經(jīng)發(fā)展了許多方法來分配和涂敷基材光刻膠最常見的使用方法是旋涂。對這些涂布方法也進行了總結(jié)在Inseto知識庫中找到。

在旋轉(zhuǎn)涂層中，光刻膠沉積在基板上，然后在轉(zhuǎn)盤上旋轉(zhuǎn)基板和光刻膠在1000秒的轉(zhuǎn)速下，將粘稠的光刻膠攤開成薄層。然后將這種薄的抗蝕劑放在電爐上軟烤除去多余的溶劑，使抗蝕膜穩(wěn)定。

光刻工藝的下一步是將覆蓋電阻的基板對準掩模并曝光用紫外線(UV)光。光刻的關(guān)鍵原理是一次改變光刻膠的溶解度暴露在紫外線下。這種溶解度的變化是如何決定光刻膠的類型的應(yīng)使用的制造工藝的細節(jié)。

?在正面抗蝕劑中，暴露在UV光下的薄膜部分變得更容易溶解

與開發(fā)人員一起刪除。

?在一個消極的抵抗發(fā)生相反的情況，當(dāng)?shù)挚贡┞对诠獾牡挚棺兊酶y

開發(fā)者不能刪除它。

抗蝕劑有許多不同的組成和版本，允許不同的高度，溫度，曝光要制造的設(shè)置和結(jié)構(gòu)。一個典型的光刻工藝如下圖所示:

在將基板對準掩碼時，我們使用掩碼對準器或步進器來控制掩碼上的圖案的位置投影到下面的基板上。掩模對準器是一個更快的過程，采用與晶圓相同大小的圖案和把它投射到晶圓上。步進器取出一個小圖案，在移動晶圓之前將其暴露在晶圓上

襯底距離較短，并將相同的圖案暴露在晶圓片的不同部分-復(fù)制相同的圖案一遍又一遍。排列和曝光步驟的關(guān)鍵是用紫外光曝光光刻膠。紫外線源可以要么是寬帶汞燈，要么是UV LED陣列。UV光源定義的分辨率(最小特征)光刻過程。一個粗略的經(jīng)驗法則是，可達到的分辨率略高于波長的一半光。紫外光的波長為~365nm，因此獲得的分辨率為~182 nm。有很多曝光模式也會影響分辨率。

一旦曝光，下一步就是開發(fā)抗蝕劑。顯影劑會沖洗掉已曝光或未曝光的照片抗蝕膜的局部，取決于光刻膠的性質(zhì)。開發(fā)時要么做噴霧，哪里罰款顯影劑的薄霧被噴到裸露的基材上或形成水坑，其中一池顯影劑被倒在上面暴露的襯底。在這兩種情況下，都會去除不需要的光刻膠，留下想要的圖案?，F(xiàn)在基板已經(jīng)準備好進行下一步的加工，要么在基板表面沉積一層薄膜基材或基材的蝕刻和去除。這些技術(shù)可以與多種技術(shù)結(jié)合使用光刻的迭代，以制作復(fù)雜的圖案和圖案。

其他類似光刻的微加工技術(shù)，如壓印光刻或電子束光刻可以也被整合到制造過程中，以生產(chǎn)越來越復(fù)雜和功能的設(shè)備。
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審核編輯：湯梓紅