光刻技術(shù),在集成電路的制造過程中,是一個非常重要的環(huán)節(jié),正因為有了它,我們才能在微小的芯片上實現(xiàn)功能。
光刻利用曝光和顯影在光刻膠層上刻畫幾何圖形結(jié)構(gòu),然后通過刻蝕工藝將光掩模上的圖形轉(zhuǎn)移到所在襯底上。這里所說的襯底不僅包含硅晶圓,還可以是其他金屬層、介質(zhì)層,例如玻璃、SOS中的藍(lán)寶石。
光刻技術(shù)的基本原理
光刻的基本原理是利用光致抗蝕劑(或稱光刻膠)感光后因光化學(xué)反應(yīng)而形成耐蝕性的特點,將掩模板上的圖形刻制到被加工表面上。
光刻半導(dǎo)體芯片二氧化硅的主要步驟:
1、涂布光致抗蝕劑;
2、套準(zhǔn)掩模板并曝光;
3、用顯影液溶解未感光的光致抗蝕劑層;
4、用腐蝕液溶解掉無光致抗蝕劑保護(hù)的二氧化硅層;
5、去除已感光的光致抗蝕劑層。
電子束光刻
電子束光刻技術(shù)是微型技術(shù)加工發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),他在納米制造領(lǐng)域中起著不可替代的作用。電子束光刻主要是刻畫微小的電路圖,電路通常是以納米微單位的。
隨著中國納米技術(shù)和納米電子學(xué)的蓬勃發(fā)展,納米加工技術(shù)的研究越來越重要,而電子束光刻技術(shù)將是納米結(jié)構(gòu)圖形加工中非常重要的手段。
電子束光刻技術(shù)要應(yīng)用于納米尺度微小結(jié)構(gòu)的加工和集成電路的光刻,必須解決幾個關(guān)鍵的技術(shù)問題:電子束高精度掃描成像曝光效率低;電子在抗蝕劑和基片中的散射和背散射現(xiàn)象造成的鄰近效應(yīng);在實現(xiàn)納米尺度加工中電子抗蝕劑和電子束曝光及顯影、刻蝕等工藝技術(shù)問題。
實踐證明,電子束鄰近效應(yīng)校正技術(shù)、電子束曝光與光學(xué)曝光系統(tǒng)的匹配和混合光刻技術(shù)及抗蝕劑曝光工藝優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用,是一種提高電子束光刻系統(tǒng)實際光刻分辨能力非常有效的辦法。
電子束光刻最主要的就是金屬化剝離,第一步是在光刻膠表面掃描到自己需要的圖形。第二部是將曝光的圖形進(jìn)行顯影,去除未曝光的部分,第三部在形成的圖形上沉淀金屬,第四部將光刻膠去除,在金屬剝離的過程中,關(guān)鍵在于光刻工藝的膠型控制。最好使用厚膠,這樣有利于膠劑的滲透,形成清晰的形貌。
目前的光刻技術(shù)已經(jīng)非常成熟,除了上面提的電子束光刻,還有光學(xué)光刻、聚焦粒子束光刻、移相掩模、X射線光刻等,而且在一般的生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片或者其它元件時,一個襯底是需要多次重復(fù)光刻的。