光刻

集成電路的圖形是由光刻技術(shù)實現(xiàn)的。光刻就是把母版上的電路圖形轉(zhuǎn)移到晶片的
過程。母版是用透明石英板制作的，其上含有已制作好的電路圖案，其中不透明的區(qū)域
是氧化鐵紫外吸收層，如圖5．7a所示。母版是這樣制作的：先由計算機使用專用軟件
把版圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，然后在石英板(其表面有一層氧化鐵薄膜)上均勻涂覆一層抗蝕
劑，再根據(jù)電路圖形用電子束對抗蝕劑進行掃描曝光?？刮g劑是一種有機高分子材料，
對電子束的作用很敏感，可在電子束的作用下發(fā)生化學(xué)變化，稱為曝光。曝光后，將石
英板放入特定的化學(xué)溶液中進行腐蝕，便可得到特定的圖形。

抗蝕劑有兩種類型：一種是正抗蝕劑，另一種是負(fù)抗蝕劑。若使用正抗蝕劑，則在
腐蝕過程中曝光的部分被去除、未曝光的部分被保留；若使用負(fù)抗蝕劑，則未曝光的部
分被去除，而曝光的部分被保留下來。不管使用哪種抗蝕劑，經(jīng)過腐蝕后，總有某些部
分的氧化鐵表面被暴露出來，然后用等離子體刻蝕方法將這部分氧化鐵薄膜去除，這樣
便在母版上形成了光刻所需的圖形。一塊母版往往只含有器件或電路的一部分圖案，因
此一個器件或一塊集成電路往往要用到多塊光刻母版、經(jīng)過多次光刻才能最終完成整個
制作過程。通常一塊集成電路要用十幾塊甚至更多的母版才能完成制作。

光刻過程就是把母版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶片上、并在晶片上形成相應(yīng)圖形的過程。光刻過
程中也使用抗蝕劑，這種抗蝕劑通常是一種對紫外光敏感的有機材料，稱為光致抗蝕劑
，或者稱為光刻膠。在Si片表面涂覆一層光刻膠，厚度大約為0．5哪，放入甩膠機讓Si
片以3000rpm(轉(zhuǎn)份鐘)的轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)，使光刻膠在Si片表面各處涂布均勻。光刻膠分
為正膠和負(fù)膠兩種；如果使用正膠，則受到紫外光照射的部分在后續(xù)的腐蝕過程中可被
腐蝕掉，得到的圖形與母版的圖形相同；

如果使用負(fù)膠，則受到紫外光照射的部分在腐蝕過程中可被保留下來，得到的圖形
與母版上的圖形相反。正膠的分辨率較高，若采用波長為0．365μm的紫外光源進行曝
光，則可得到0．25μm的線寬，所以通常使用正膠。受到曝光的光刻膠發(fā)生酸化，用Na
OH溶液可將其去除。這樣，經(jīng)過曝光和腐蝕，就把母版上的圖形轉(zhuǎn)移到了Si片上。緊接
著，將Si片放入烘箱，在大約1250C的溫度下作老化處理，以加固保留下來的光刻膠、
利于下一步工藝處理。例如，接下來可通過圖形窗口進行離子注入，或者將窗口內(nèi)的某
層材料用等離子體刻蝕方法去除。

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