半导体光刻的基础知识

半导体光刻的基础知识

光刻是在基板表面形成复杂设计或结构的过程。光刻技术已经作为一种制造技术使用了数百年。它最初是为印刷机开发的，现在已经成功了作为一种被称为光刻的微细制造技术而被应用。

光刻

光刻(或UV)是一种利用光敏聚合物(光刻胶)进行光刻的技术。

还有一个模板(称为掩模)。通过一系列的化学处理，这种图案被任意一种蚀刻法刻上远离暴露的区域或沉积新材料以制造所需的器件。用于制造设备复杂，光刻周期数增加。

任何光刻工艺的第一步都是制备衬底——在大多数情况下，衬底是硅晶圆，但理论上可以是任何材料。进行衬底制备以改善光刻胶的附着力衬底。典型步骤包括基材清洗——清除任何污垢/污染物;脱水烘焙除去任何水分，然后加入附着力促进剂。通过这些步骤可以减少污染-有机和无机-这将确保我们通过光刻的最佳结果的过程。

一旦衬底制备好，光刻胶就可以涂在表面上。要得到瘦身的最佳效果要求涂层均匀。这种薄膜的厚度是极其重要的，因此，抗蚀剂的方式是分配必须精确控制。已经发展了许多方法来分配和涂敷基材光刻胶最常见的使用方法是旋涂。对这些涂布方法也进行了总结在Inseto知识库中找到。

在旋转涂层中，光刻胶沉积在基板上，然后在转盘上旋转基板和光刻胶在1000秒的转速下，将粘稠的光刻胶摊开成薄层。然后将这种薄的抗蚀剂放在电炉上软烤除去多余的溶剂，使抗蚀膜稳定。

光刻工艺的下一步是将覆盖电阻的基板对准掩模并曝光用紫外线(UV)光。光刻的关键原理是一次改变光刻胶的溶解度暴露在紫外线下。这种溶解度的变化是如何决定光刻胶的类型的应使用的制造工艺的细节。

在正面抗蚀剂中，暴露在UV光下的薄膜部分变得更容易溶解

与开发人员一起删除。

在一个消极的抵抗发生相反的情况，当抵抗暴露在光的抵抗变得更难

开发者不能删除它。

抗蚀剂有许多不同的组成和版本，允许不同的高度，温度，曝光要制造的设置和结构。一个典型的光刻工艺如下图所示:

在将基板对准掩码时，我们使用掩码对准器或步进器来控制掩码上的图案的位置投影到下面的基板上。掩模对准器是一个更快的过程，采用与晶圆相同大小的图案和把它投射到晶圆上。步进器取出一个小图案，在移动晶圆之前将其暴露在晶圆上

衬底距离较短，并将相同的图案暴露在晶圆片的不同部分-复制相同的图案一遍又一遍。排列和曝光步骤的关键是用紫外光曝光光刻胶。紫外线源可以要么是宽带汞灯，要么是UV LED阵列。UV光源定义的分辨率(最小特征)光刻过程。一个粗略的经验法则是，可达到的分辨率略高于波长的一半光。紫外光的波长为~365nm，因此获得的分辨率为~182 nm。有很多曝光模式也会影响分辨率。

一旦曝光，下一步就是开发抗蚀剂。显影剂会冲洗掉已曝光或未曝光的照片抗蚀膜的局部，取决于光刻胶的性质。开发时要么做喷雾，哪里罚款显影剂的薄雾被喷到裸露的基材上或形成水坑，其中一池显影剂被倒在上面暴露的衬底。在这两种情况下，都会去除不需要的光刻胶，留下想要的图案。现在基板已经准备好进行下一步的加工，要么在基板表面沉积一层薄膜基材或基材的蚀刻和去除。这些技术可以与多种技术结合使用光刻的迭代，以制作复杂的图案和图案。

其他类似光刻的微加工技术，如压印光刻或电子束光刻可以也被整合到制造过程中，以生产越来越复杂和功能的设备。
 

审核编辑：汤梓红