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光刻技術
光刻技術
集成電路制造中利用光學- 化學反應原理和化學、物理刻蝕方法，將電路圖形傳遞到單晶表面或介質層上，形成有效圖形窗口或功能圖形的工藝技術。隨著半導體技術的發展，光刻技術傳遞圖形的尺寸限度縮小了2~3個數量級(從毫米級到亞微米級)，已從常規光學技術發展到應用電子束、 X射線、微離子束、激光等新技術;使用波長已從4000埃擴展到 0.1埃數量級范圍。光刻技術成為一種精密的微細加工技術。
是在一片平整的硅片上構建半導體MOS管和電路的基礎，這其中包含有很多步驟與流程。首先要在硅片上涂上一層耐腐蝕的光刻膠，隨后讓強光通過一塊刻有電路圖案的鏤空掩模板(MASK)照射在硅片上。被照射到的部分(如源區和漏區)光刻膠會發生變質，而構筑柵區的地方不會被照射到，所以光刻膠會仍舊粘連在上面。接下來就是用腐蝕性液體清洗硅片，變質的光刻膠被除去，露出下面的硅片，而柵區在光刻膠的保護下不會受到影響。隨后就是粒子沉積、掩膜、刻線等操作，直到zui后形成成品晶片(WAFER)。
兩種工藝
常規是采用波長為2000~4500埃的紫外光作為圖像信息載體，以光致抗
蝕劑為中間(圖像記錄)媒介實現圖形的變換、轉移和處理，zui終把圖像信息傳遞到晶片(主要指硅片)或介質層上的一種工藝。在廣義上，它包括光復印和刻蝕工藝兩個主要方面。
1.光復印工藝:經曝光系統將預制在掩模版上的器件或電路圖形按所要求的位置，傳遞到預涂在晶片表面或介質層上的光致抗蝕劑薄層上。
2.刻蝕工藝:利用化學或物理方法，將抗蝕劑薄層未掩蔽的晶片表面或介質層除去，從而在晶片表面或介質層上獲得與抗蝕劑薄層圖形*一致的圖形。集成電路各功能層是立體重疊的，因而光刻工藝總是多次反復進行。例如，大規模集成電路要經過約10次光刻才能完成各層圖形的全部傳遞。在狹義上，光刻工藝僅指光復印工藝。
曝光方式
直接分步重復曝光系統 (DSW) 超大規模集成電路需要有高分辨率、高套刻精度和大直徑晶片加工。直接分步重復曝光系統是為適應這些相互制約的要求而發展起來的光學曝光系統。主要技術特點是:①采用像面分割原理，以覆蓋zui大芯片面積的單次曝光區作為zui小成像單元，從而為獲得高分辨率的光學系統創造條件。②采用精密的定位控制技術和自動對準技術進行重復曝光，以組合方式實現大面積圖像傳遞，從而滿足晶片直徑不斷增大的實際要求。③縮短圖像傳遞鏈，減少工藝上造成的缺陷和誤差，可獲得很高的成品率。④采用精密自動調焦技術，避免高溫工藝引起的晶片變形對成像質量的影響。⑤采用原版自動選擇機構(版庫)，不但有利于成品率的提高，而且成為能靈活生產多電路組合的常規曝光系統。這種系統屬于精密復雜的光、機、電綜合系統。它在光學系統上分為兩類。一類是全折射式成像系統，多采用1/5~1/10的縮小倍率,技術較成熟;一類是1:1倍的折射-反射系統，光路簡單，對使用條件要求較低。
光抗蝕劑
光致抗蝕劑，簡稱光刻膠或抗蝕劑，指光照后能改變抗蝕能力的高分子化合物。光蝕劑分為兩大類。①正性光致抗蝕劑:受光照部分發生降解反應而能為顯影液所溶解。留下的非曝光部分的圖形與掩模版一致。正性抗蝕劑具有分辨率高、對駐波效應不敏感、曝光容限大、針孔密度低和無毒性等優點，適合于高集成度器件的生產。②負性光致抗蝕劑:受光照部分產生交鏈反應而成為不溶物，非曝光部分被顯影液溶解，獲得的圖形與掩模版圖形互補。負性抗蝕劑的附著力強、靈敏度高、顯影條件要求不嚴，適于低集成度的器件的生產。
半導體器件和集成電路對光刻曝光技術提出了越來越高的要求，在單位面積上要求完善傳遞圖像的信息量已接近常規光學的極限。光刻曝光的常用波長是3650~4358 埃，預計實用分辨率約為1微米。幾何光學的原理，允許將波長向下延伸至約2000埃的遠紫外波長，此時可達到的實用分辨率約為0.5~0.7微米。微米級圖形的光復印技術除要求*的曝光系統外,對抗蝕劑的特性、成膜技術、顯影技術、超凈環境控制技術、刻蝕技術、硅片平整度、變形控制技術等也有*的要求。因此，工藝過程的自動化和數學模型化是兩個重要的研究方向。
基本步驟
1.氣相成底模2.旋轉烘膠3.軟烘4.對準和曝光5.曝光后烘焙(PEB)6.顯影7.堅膜烘焙8.顯影檢查