光刻技术图形转移工艺一:照相技术的启发 - 汶颢股份
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光刻技术图形转移工艺一:照相技术的启发

不管是氧化、淀积还是扩散、离子注入,这些单项工艺本身对硅晶圆片各个不同的位置没有任何选择性,它们都是对整个硅晶圆片进行处理,不涉及任何图形。

集成电路是由成千上万个甚至上亿个晶体管等元器件集成的,而这些元器件也许类型、结构、尺寸都不同。IC制造的精髓是能够将IC设计者的要求转移到硅晶圆片上,因此在集成电路制造流程中,有一个关键问题必须要解决,那就是如何在一片硅晶圆片上定义、区分和制造出不同类型、不同结构以及不同尺寸的元器件?又如何把这些数以亿计的元器件集成在一起获得预期的电路功能?

答案只有一个,那就是集成电路制造需要图形转移工艺,它主要包括两部分,即光刻工艺刻蚀工艺

一、照相技术的启发

光刻工艺是一种图像复印技术,是集成电路制造工艺中一项关键的工艺。简单地说,光刻受到照相技术的启发,利用光刻胶感光后特性发生改变的原理,将光刻掩膜版的图形精确地复印到涂在硅晶圆片上的光刻胶上,然后利用光刻胶作为掩膜保护,在晶圆片表面的掩膜层上进行选择性加工(刻蚀或注入),从而在晶圆片上获得相应的电路图形结构。

    光刻工艺是加工集成电路微图形结构的关键工艺。在主流制造工艺的单项工艺中,该工艺最为复杂、成本最为昂贵。它对各层薄膜的图形及掺杂区域的确定起着决定性作用。通常用光刻次数和所需光刻掩膜版的个数来表示某集成电路制造工艺的难易程度。

    光刻工艺原理与我们通常的照相技术相类似,基本过程为

    1、在硅晶圆片上涂上一层光刻胶(又称光致抗蚀剂,一种光敏材料),这层光刻胶相当于印相纸。用预先制作好的有一定图形的光刻掩膜版(相当于印相时的底片)盖上。

    2、 对涂有光刻胶的晶圆片进行曝光,此过程相当于印相时的感光。光刻胶感光后其特性发生改变,正胶的感光部分变得容易溶解,而负胶则相反。

    3、对晶圆片进行显影。正胶经过显影后被溶解,只留下未受光照的部分形成图形;而负胶则相反,受到光照的部分会变得不易溶解,经过显影后,留下光照部分形成图形。之后对晶圆片进行刻蚀,便可在晶圆片表面的掩膜层上割制出所需的图形。

    4、用去胶法把涂在晶圆片上的感光胶去掉。

    光刻工艺是制作半导体器件和集成电路制造的关键工艺。将光刻工艺和其它集成电路工艺,如掺杂工艺、薄膜制备工艺等相结合,便可以完成半导体器件和集成电路的制作。