半导体制程中“光刻(Photo)工艺”的详解;

发布网友发布时间：2024-10-16 22:11

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热心网友时间：2024-10-18 09:22

半导体制造的核心步骤之一是光刻工艺，它以光为媒介，通过掩模版将电路图形精确地复制到晶圆上。这个过程类似于在相纸上印制照片的原理，只不过是在微小的尺度上进行。光刻是区分半导体材料和位置的关键步骤，因为PR（光致抗蚀剂）的性质变化决定了哪些区域会被保留或移除。

近年来，随着半导体器件的微缩化，光刻技术的发展起着决定性作用。PR的尺寸精度直接影响了半导体器件的最小尺寸。微调PR的性能，如其厚度和对光的敏感性，直接决定了电路的复杂性和精度。

在日常工作中，电路板的制作流程可以作为理解光刻的直观例子：设计师创建图形，这些图形通过菲林转移到涂有光刻胶的板上，然后通过化学处理显影电路。而在半导体制造中，这个过程更为复杂，涉及到多个掩模版和多层堆叠。

光刻工艺本身包括涂覆光刻胶、曝光、显影、坚膜等步骤。首先，光刻胶涂覆在晶圆上，随后曝光于掩模版，光刻胶受光照的部分会发生化学反应，显影后，这部分要么被保留（正性光刻胶），要么被去除（负性光刻胶）。光刻胶的选择和处理对后续刻蚀、沉积等步骤至关重要。

在光刻材料方面，光罩（掩模）是关键，上面刻有电路图案；光刻胶需要高度敏感且薄而均匀；显影液则用来溶解或保留光刻胶。这些材料的选择和处理对于光刻的精确度至关重要。

从集成电路制造的前段晶体管制造到后端的多层布线，光刻工艺都是不可或缺的。工艺流程包括膜底准备、光刻胶旋涂、软烘、对准曝光、曝光后烘、显影、坚膜和检测等，每个环节都需要精细控制。

光刻工艺涉及的细节包括光的波长选择、分辨率和套刻精度，以及防止驻波效应和边缘效应。随着技术进步，如EUV光的使用，光刻技术正不断挑战极限，以满足更小、更复杂的半导体器件的需求。

总的来说，光刻工艺在半导体制造中的精密性和技术含量是推动器件小型化和性能提升的关键，它在微观世界中绘制出半导体的精密蓝图。