光刻技术加工

光刻过程的典型步骤是匀胶,盖上掩模板,光刻,显影,制备微米级或纳米级的图形。

光掩模

光刻技术加工_第1张图片
目前光刻图形化使用的掩模版常为均胶铬板,即在高洁净度、平整度的玻璃(苏打玻璃或石英玻璃)上镀铬金术,覆盖一层防反射物质(Anti-Reflective,AR),最后涂一层感光胶制备而成。

光刻胶(光阻)

光刻胶也叫光阻聚合物,像胶水一样粘稠。和相机的底片感光一样,在受到照射后会发生变化,非化学放大型光刻胶分为正胶、负胶以及双型胶

光刻胶类型 特性
正胶 被光照的部分在显影后会被去除,被掩模版遮挡而未受到光照的地方不会被显影去除。 聚合物成分常为酚醛或环氧树脂,常使用醋酸盐类溶剂
负胶 被光照的部分在显影后会被保留,被掩模版遮挡而未受到光照的地方会被显影去除。 最普遍的负胶是聚异戊二烯,常使用二甲苯为溶剂
双型胶 根据显影液不同可以分别表现出正胶特性或负胶特性

匀胶

光刻技术加工_第2张图片
将光刻胶涂于基底上,放入匀速转盘旋转
匀胶厚度为
$ T = \frac{KC\beta\eta\gamma}{\omega^\alpha} $
其影响因素有转速、分子质量、溶液浓度以及平台固有的一些属性。

光刻

光刻系统常分为接触式、透射投影式和反射投影式。
以负胶为例,在进行光刻时,被曝光的光刻会胶形成不溶于显影液的交联聚合物,未被曝光的部分会被显影液分解掉。

光学光刻的分辨率

光刻方式 分辨率
接触式 R = 3 λ ( s + Z 2 ) R=3\sqrt{\lambda(s+\frac{Z}{2})} R=3λ(s+2Z)
透射或反射投影式 R = k ⋅ λ N A R=\frac{k·\lambda}{NA} R=NAkλ

λ \lambda λ为波长,s为光学掩模和光刻胶的距离,Z为光刻胶厚度,NA为数值孔径,k为与实际相关的系数,在0.5~1.0间,一般为0.8

光源

光源采用波长短的紫外光

Type 波长
近紫外(Near UV) 300~600 nm
远紫外(Far UV) 250~300 nm
深紫外(Deep UV) 100~250 nm

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