微纳结构与器件加工：光学光刻技术

Chap.3 微纳结构与器件加工技术

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光刻工艺流程图

2014/4/275刻流程

光刻黄光区

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Hexamethyldisilazane, (CH 3)6Si 2NH •在SiO 2表面的光刻

SiO 2:亲水性；光刻胶：疏水性；①脱水烘焙:去除水分②HMDS：增强附着力•HMDS：六甲基乙硅氮烷——(CH 3)6Si 2NH 表面的OH

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•作用：去掉SiO 2表面的-OH

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photoresist dispenser

vacuum chuck

spindle to vacuum 2014/4/27

10p vacuum pump

2014/4/2711光刻工艺流程图

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UV Light Source

Mask

Resist

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①作用：

②显影液：

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2014/4/2716光刻工艺流程图

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Ultraviolet Light

曝光使感光材料中分子裂

解，被裂解的分子在显影

液中很易溶解，从而与未

曝光部分形成强烈反差。

photoresist

photoresist

silicon substrate

oxide

silicon substrate

oxide

2014/4/2719 silicon substrate silicon substrate

紫外光

photoresist

主要组成

结构类型

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感光机理

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可分为三类：

①光聚合型

②光分解型

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③光交联型

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原理：邻醌重氮化合物被紫外光照后，进行分子重排，得到一种烯酮的化合物，后者见水便转化为羧酸，羧酸可溶解在稀碱水溶解中。

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分辨率

R= 1/2L（线宽和线与线间空白宽度均为L）关键尺寸（

主要因素：

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掩模版制作过程

12. Finished

12Finished

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⏹根据曝光光源分类：

●接触式曝光●掩模版的位置接近式曝光●投影式曝光不同

⏹根据曝光方式分类

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接触式投影式

接近式Lens Lens I Mask

W f W f Mask SiO 2Photoresist Wafer

Wafer Lens II

Wafer SiO 2Photoresist

间隙

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1015111

10:15:11:1

投影式

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步进投影式光刻机原理图

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从早期的硅片制造以来光刻设备可以分为5代。2014/4/2738

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d= 5~25 μm

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现在的工艺普遍采用投影式光刻机

普采式光刻机

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可见光

射频波

微波

红外光

γ射线

UV

X 射线

f (H )4

6

8

10

12

14

16

22

18

20

f (Hz)10101010101010101010λ(m)

4

2

-2

-4

-6-8-14-10

-1210101010

10

10

10

10

10

10

365436

405248193157λ(nm)

g

h i

DUV

DUV VUV 在光学曝光中常用的UV波长

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44

i-line (365nm)g-line (435nm)

h-line (405nm)

()

高压汞灯发射光谱

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光源波长分辨率

436nm400nm 汞灯（g线）436 nm400 nm 汞灯（i线）365 nm350 nm 成本

KrF248 nm150 nm

193nm80nm 提高

ArF193 nm80 nm

F

2

157 nm研究中

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