【半導(dǎo)體光刻工藝】在晶圓上繪制電路-KIA MOS管

光刻工藝

光刻步驟類(lèi)似于圖案繪制的過(guò)程。而半導(dǎo)體的生產(chǎn)制造，可以理解為是重復(fù)的堆疊和切割。利用光刻工藝，在想要切割的位置繪制圖案。

半導(dǎo)體光刻工藝

光刻工藝的第一步就是涂覆光刻膠（Photo Resist，PR），當(dāng)光穿過(guò)掩膜照射時(shí)，在受光和未受光區(qū)域之間，光刻膠會(huì)出現(xiàn)性質(zhì)差異。

利用這種差異，在光刻膠的受光或未受光區(qū)域中，可根據(jù)情況保留和移除所需區(qū)域，這個(gè)過(guò)程就是顯影（Develop）。換言之，顯影的區(qū)域便是掩模版的圖案區(qū)域。將掩模版的圖案（Pattern）顯影在想要切割的物質(zhì)上的過(guò)程，被稱(chēng)為成像（Patterning）。

光刻膠

光刻膠又稱(chēng)光致抗蝕劑，是指通過(guò)紫外光、電子束、離子束、X射線(xiàn)等的照射或輻射，其溶解度發(fā)生變化的耐蝕劑刻薄膜材料。為了獲得更高質(zhì)量的微電路圖形，光刻膠膜必須薄且均勻，且對(duì)光要具有高度敏感性。

半導(dǎo)體光刻工藝

光刻膠經(jīng)曝光后，其化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變。更準(zhǔn)確地說(shuō)，經(jīng)曝光后，光刻膠在顯影液中的溶解度發(fā)生了變化：曝光后溶解度上升的物質(zhì)稱(chēng)作正性（Positive）光刻膠，反之則為負(fù)性（Negative）光刻膠。

半導(dǎo)體制造商一般會(huì)根據(jù)工藝的目的選擇合適的光刻膠。例如，負(fù)膠經(jīng)曝光而固化的部分，在顯影過(guò)程中，因吸收部分顯影液而容易膨脹、變形，不適合繪制精細(xì)圖形。因此，繪制精細(xì)圖形通常采用正膠。但負(fù)膠卻具有成本低以及在刻蝕（Etching）工藝中抗刻蝕能力更強(qiáng)的的優(yōu)點(diǎn)。

掩模版（光罩）

掩模版是用于LSI等集成電路制造工序的重要器件。在透明玻璃板表面的遮光膜上蝕刻加工了非常微細(xì)的電路圖案，成為對(duì)硅晶圓復(fù)刻電路時(shí)的母版。

半導(dǎo)體光刻工藝

將想要繪制的圖案制成薄板（也被稱(chēng)為掩膜（Mask）或光罩（Reticle）），使用薄板讓光被阻隔或者透射過(guò)去，照射在需要的位置，即可將掩模版的圖案轉(zhuǎn)印到晶圓上，從而顯影出圖案。

半導(dǎo)體光刻工藝

半導(dǎo)體制造需要多個(gè)掩模版。使用掩模版曝光后，在隨后的刻蝕、沉積和氧化工藝中再經(jīng)多種處理，然后再重復(fù)上述過(guò)程，堆疊半導(dǎo)體的下一層。可見(jiàn)，所謂“設(shè)計(jì)”，其實(shí)就是為賦予芯片一定功能，不斷制作用于繪制半導(dǎo)體各層的掩模版的過(guò)程。

通過(guò)光線(xiàn)在晶圓上繪制電路的曝光

通過(guò)涂膠工序，形成光刻膠膜，使晶圓成為類(lèi)似于相紙的狀態(tài)后，使用曝光設(shè)備（步進(jìn)式光刻機(jī)，Steper）使光穿過(guò)包含電路圖形的掩模版，將電路印在晶圓上。這個(gè)過(guò)程叫做“曝光”（Steper Exposure）。半導(dǎo)體工藝中的曝光是指選擇性地照射光的工序。

半導(dǎo)體光刻工藝