半導(dǎo)體光刻的基礎(chǔ)知識(shí)

光刻是在基板表面形成復(fù)雜設(shè)計(jì)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(jī)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(xì)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(jìn)行光刻的技術(shù)。

還有一個(gè)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(yuǎn)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(jìn)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(jìn)劑。通過這些步驟可以減少污染-有機(jī)和無機(jī)-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(duì)這些涂布方法也進(jìn)行了總結(jié)在Inseto知識(shí)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(duì)準(zhǔn)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(xì)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(gè)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(gè)典型的光刻工藝如下圖所示:

在將基板對(duì)準(zhǔn)掩碼時(shí)，我們使用掩碼對(duì)準(zhǔn)器或步進(jìn)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(duì)準(zhǔn)器是一個(gè)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(jìn)器取出一個(gè)小圖案，在移動(dòng)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(gè)粗略的經(jīng)驗(yàn)法則是，可達(dá)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(huì)影響分辨率。

一旦曝光，下一步就是開發(fā)抗蝕劑。顯影劑會(huì)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(shí)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(huì)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(zhǔn)備好進(jìn)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。
?

審核編輯：湯梓紅