特種加工： 光刻

光刻加工技術是利用照相複製與化學腐蝕相結合的技術﹐在工件表面製取精密﹑微細和複雜薄層圖形的化學加工方法。

基本介紹

利用照相複製與化學腐蝕相結合的技術﹐在工件表面製取精密﹑微細和複雜薄層圖形的化學加工方法。光刻原理雖然在19世紀初就為人們所知﹐但長期以來由於缺乏優良的光致抗蝕劑而未得到套用。直到20世紀50年代﹐美國製成高解析度和優異抗蝕性能的柯達光致抗蝕劑(KPR)之後﹐光刻技術才迅速發展起來﹐並開始用在半導體工業方面。光刻是製造高級半導體器件和大規模積體電路的關鍵工藝之一﹐並已用於刻劃光柵﹑線紋尺和度盤等的精密線紋。

光刻的基本原理是﹕利用光致抗蝕劑(或稱光刻膠)感光後因光化學反應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。光刻半導體晶片二氧化矽的主要步驟(見圖 光刻示意圖)是﹕

①塗布光致抗蝕劑﹔

②套準掩模板並曝光﹕

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的二氧化矽層﹔

⑤去除已感光的光致抗蝕劑層。

光致抗蝕劑是一種對光敏感的高分子溶液﹐種類很多﹐根據光化學反應的特點一般可分為正性和負性兩大類。凡用顯影液能把感光的部分溶解去除的稱為正性光致抗蝕劑﹔用顯影液能把未感光的部分溶解去除的稱為負性光致抗蝕劑。

光刻的精度很高﹐可達微米數量級﹐為使蝕刻線條清晰﹑邊緣陡直﹑解析度小於1微米的超微細圖形﹐可採用遠紫外曝光﹑X射線曝光﹑電子束掃描曝光﹐以及電漿乾法蝕刻等新技術。

參考書目

李家植編﹕《半導體化學原理》﹐科學出版社﹐北京﹐1980。