光刻工藝是微電子技術(shù)的核心技術(shù)之一，是一種最精密的半導(dǎo)體晶片表面圖形加工技術(shù)。在常規(guī)的光刻工藝中，首先要設(shè)計(jì)出圖形復(fù)制用的掩模版，然后通過(guò)投影步進(jìn)曝光機(jī)使覆蓋在半導(dǎo)體晶片上的光致抗蝕劑膜按掩模版的圖形曝光。

提問(wèn)者： long

最佳答案

隨著半導(dǎo)體器件圖形尺寸的日益縮小，特別是有些電子器件需要有很大的面積(如平板顯示器)，這樣基于投影曝光的傳統(tǒng)光刻方法受到了象場(chǎng)尺寸和分辨率的限制。由于投影曝光的象場(chǎng)尺寸很小(如1～2μm線寬的曝光象場(chǎng)尺寸小于50mm×50mm)，因而曝光圖形就必須在整個(gè)基片表面步進(jìn)重復(fù)或掃描重復(fù)。這樣在大面積襯底上制備由微小圖形陣列構(gòu)成的器件時(shí)，顯得效率很低。此外，投影曝光機(jī)價(jià)格昂貴以及高成本的掩模版制備過(guò)程和使用過(guò)程中掩模版的消耗，都使投影光刻的成本很高。
　　
激光全息光刻技術(shù)是一種基于相干光干涉效應(yīng)的無(wú)掩模版光刻技術(shù)。在這種技術(shù)中，使用多束激光在晶片表面重迭發(fā)生干涉效應(yīng)從而產(chǎn)生各種由光亮區(qū)和暗區(qū)構(gòu)成的干涉圖形。圖形以重復(fù)周期排列，圖形的最小線寬可達(dá)波長(zhǎng)的幾分之一。由于干涉圖形能形成在任意表面，所以避免了常規(guī)光刻中晶面的平整度和表面形貌對(duì)光刻質(zhì)量的影響。此外，系統(tǒng)中沒(méi)有掩模版和成象透鏡，象場(chǎng)尺寸僅與使用激光束尺寸有關(guān)，所以能夠加工大面積圖形。
　　
由于上述優(yōu)點(diǎn)，激光全息光刻技術(shù)在用于制備衍射光柵及微透鏡的基礎(chǔ)上，近來(lái)又在制備具有大面積重復(fù)結(jié)構(gòu)圖形陣列的場(chǎng)發(fā)射平板顯示器方面表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。本文介紹了激光全息光刻技術(shù)的原理、發(fā)展及應(yīng)用狀況。
以上希望對(duì)你有幫助。
 

回答者：goto2011

 

其它回答 共 4 條

隨著半導(dǎo)體器件圖形尺寸的日益縮小，特別是有些電子器件需要有很大的面積(如平板顯示器)，這樣基于投影曝光的傳統(tǒng)光刻方法受到了象場(chǎng)尺寸和分辨率的限制。由于投影曝光的象場(chǎng)尺寸很小(如1～2μm線寬的曝光象場(chǎng)尺寸小于50mm×50mm)，因而曝光圖形就必須在整個(gè)基片表面步進(jìn)重復(fù)或掃描重復(fù)。這樣在大面積襯底上制備由微小圖形陣列構(gòu)成的器件時(shí)，顯得效率很低。此外，投影曝光機(jī)價(jià)格昂貴以及高成本的掩模版制備過(guò)程和使用過(guò)程中掩模版的消耗，都使投影光刻的成本很高。
　　
激光全息光刻技術(shù)是一種基于相干光干涉效應(yīng)的無(wú)掩模版光刻技術(shù)。在這種技術(shù)中，使用多束激光在晶片表面重迭發(fā)生干涉效應(yīng)從而產(chǎn)生各種由光亮區(qū)和暗區(qū)構(gòu)成的干涉圖形。圖形以重復(fù)周期排列，圖形的最小線寬可達(dá)波長(zhǎng)的幾分之一。由于干涉圖形能形成在任意表面，所以避免了常規(guī)光刻中晶面的平整度和表面形貌對(duì)光刻質(zhì)量的影響。此外，系統(tǒng)中沒(méi)有掩模版和成象透鏡，象場(chǎng)尺寸僅與使用激光束尺寸有關(guān)，所以能夠加工大面積圖形。
　　
由于上述優(yōu)點(diǎn)，激光全息光刻技術(shù)在用于制備衍射光柵及微透鏡的基礎(chǔ)上，近來(lái)又在制備具有大面積重復(fù)結(jié)構(gòu)圖形陣列的場(chǎng)發(fā)射平板顯示器方面表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。本文介紹了激光全息光刻技術(shù)的原理、發(fā)展及應(yīng)用狀況。
以上希望對(duì)你有幫助。
 

回答者：goto2011

隨著半導(dǎo)體器件圖形尺寸的日益縮小，特別是有些電子器件需要有很大的面積(如平板顯示器)，這樣基于投影曝光的傳統(tǒng)光刻方法受到了象場(chǎng)尺寸和分辨率的限制。由于投影曝光的象場(chǎng)尺寸很小(如1～2μm線寬的曝光象場(chǎng)尺寸小于50mm×50mm)，因而曝光圖形就必須在整個(gè)基片表面步進(jìn)重復(fù)或掃描重復(fù)。這樣在大面積襯底上制備由微小圖形陣列構(gòu)成的器件時(shí)，顯得效率很低。此外，投影曝光機(jī)價(jià)格昂貴以及高成本的掩模版制備過(guò)程和使用過(guò)程中掩模版的消耗，都使投影光刻的成本很高。
　　
激光全息光刻技術(shù)是一種基于相干光干涉效應(yīng)的無(wú)掩模版光刻技術(shù)。在這種技術(shù)中，使用多束激光在晶片表面重迭發(fā)生干涉效應(yīng)從而產(chǎn)生各種由光亮區(qū)和暗區(qū)構(gòu)成的干涉圖形。圖形以重復(fù)周期排列，圖形的最小線寬可達(dá)波長(zhǎng)的幾分之一。由于干涉圖形能形成在任意表面，所以避免了常規(guī)光刻中晶面的平整度和表面形貌對(duì)光刻質(zhì)量的影響。此外，系統(tǒng)中沒(méi)有掩模版和成象透鏡，象場(chǎng)尺寸僅與使用激光束尺寸有關(guān)，所以能夠加工大面積圖形。
　　
由于上述優(yōu)點(diǎn)，激光全息光刻技術(shù)在用于制備衍射光柵及微透鏡的基礎(chǔ)上，近來(lái)又在制備具有大面積重復(fù)結(jié)構(gòu)圖形陣列的場(chǎng)發(fā)射平板顯示器方面表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。本文介紹了激光全息光刻技術(shù)的原理、發(fā)展及應(yīng)用狀況。
以上希望對(duì)你有幫助。
 

回答者：goto2011

隨著半導(dǎo)體器件圖形尺寸的日益縮小，特別是有些電子器件需要有很大的面積(如平板顯示器)，這樣基于投影曝光的傳統(tǒng)光刻方法受到了象場(chǎng)尺寸和分辨率的限制。由于投影曝光的象場(chǎng)尺寸很小(如1～2μm線寬的曝光象場(chǎng)尺寸小于50mm×50mm)，因而曝光圖形就必須在整個(gè)基片表面步進(jìn)重復(fù)或掃描重復(fù)。這樣在大面積襯底上制備由微小圖形陣列構(gòu)成的器件時(shí)，顯得效率很低。此外，投影曝光機(jī)價(jià)格昂貴以及高成本的掩模版制備過(guò)程和使用過(guò)程中掩模版的消耗，都使投影光刻的成本很高。
　　
激光全息光刻技術(shù)是一種基于相干光干涉效應(yīng)的無(wú)掩模版光刻技術(shù)。在這種技術(shù)中，使用多束激光在晶片表面重迭發(fā)生干涉效應(yīng)從而產(chǎn)生各種由光亮區(qū)和暗區(qū)構(gòu)成的干涉圖形。圖形以重復(fù)周期排列，圖形的最小線寬可達(dá)波長(zhǎng)的幾分之一。由于干涉圖形能形成在任意表面，所以避免了常規(guī)光刻中晶面的平整度和表面形貌對(duì)光刻質(zhì)量的影響。此外，系統(tǒng)中沒(méi)有掩模版和成象透鏡，象場(chǎng)尺寸僅與使用激光束尺寸有關(guān)，所以能夠加工大面積圖形。
　　
由于上述優(yōu)點(diǎn)，激光全息光刻技術(shù)在用于制備衍射光柵及微透鏡的基礎(chǔ)上，近來(lái)又在制備具有大面積重復(fù)結(jié)構(gòu)圖形陣列的場(chǎng)發(fā)射平板顯示器方面表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。本文介紹了激光全息光刻技術(shù)的原理、發(fā)展及應(yīng)用狀況。
 

回答者：honda

早在80年代中期，激光全息光刻技術(shù)就被用于Ⅲ-Ⅴ族化合物光電子器件的制備中，其中研究最多的是用全息光刻直接形成分布反饋(DFB)半導(dǎo)體激光器的光柵結(jié)構(gòu)。在這種技術(shù)中，全息激光光刻與光誘導(dǎo)濕法化學(xué)腐蝕相結(jié)合，能獲得比常規(guī)半導(dǎo)體光刻技術(shù)更精細(xì)的光柵結(jié)構(gòu)，是一種簡(jiǎn)單精細(xì)的光柵制備方法。圖1給出了這種全息光刻裝置的示意圖［1］。半導(dǎo)體樣品浸在腐蝕液中，當(dāng)激光束在半導(dǎo)體晶片表面形成光柵圖樣時(shí)，由于激光光誘導(dǎo)液相腐蝕的作用［2］，在半導(dǎo)體表面形成光柵圖形，其周期為式中λ是入射激光波長(zhǎng)；n是腐蝕液的折射率；θi為光束的入射角。改變相干激光束的入射角，能制備各種尺寸的光柵結(jié)構(gòu)，滿足DFB激光器0.1～0.3μm周期光柵的要求。為能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光刻過(guò)程，光刻裝置中增加了一個(gè)He-Ne激光器(632.8nm)。這束激光在形成的光柵結(jié)構(gòu)上反射，能獲得腐蝕結(jié)構(gòu)的信息。此外，Bjorkholm等人［3］也研究了直接用干涉激光束的反射來(lái)監(jiān)測(cè)光柵腐蝕的過(guò)程。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

Tsukada等人［4］使用圖1所示裝置(用568和647nm的激光，HF或H2SO4)，在n-GaAs和GaAlAs上制備了高質(zhì)量的衍射光柵。Aoyagi［5］和Podlesnik［6］等人用Ar+激光和I2(0.1%)+KI(10%)及H2O2∶H2SO4∶H2O的腐蝕液也在GaAs表面上實(shí)現(xiàn)了DFB激光器光柵的制備。
90年代初，激光全息光刻技術(shù)又在制備高清晰度的平板顯示器方面顯示出了良好的應(yīng)用前景。用它來(lái)制備場(chǎng)發(fā)射平板顯示器(FED)就是一個(gè)例子。FED是在淀積有陰極材料的基板上制備106～108個(gè)排列整齊的微小電子發(fā)射極(圖2)，并連接成可進(jìn)行行列尋址的矩陣電路，微電極發(fā)射電子使前基板上的磷光物質(zhì)發(fā)光［7，8］。每個(gè)象素由幾千個(gè)微電極構(gòu)成，對(duì)于一個(gè)12英寸的FED有300萬(wàn)個(gè)象素。為提高顯示器的亮度，降低功耗及延長(zhǎng)顯示器的壽命，要求微發(fā)射極的尺寸小于0.5μm，發(fā)展目標(biāo)要達(dá)到0.2μm。由于FED的微發(fā)射極是在基板上光刻出圓孔陣列，然后在孔內(nèi)淀積微電極構(gòu)成的，所以在基板上光刻孔陣列是制備微發(fā)射的關(guān)鍵。由于常規(guī)的投影光刻技術(shù)不能同時(shí)兼有大的象場(chǎng)尺寸和高的分辨率，因而具有較低的生產(chǎn)效率。激光全息光刻技術(shù)具有大的曝光面積和高的分辨率，在FED制備方面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。美國(guó)LLNL實(shí)驗(yàn)室首先在1995年用二束激光全息光刻技術(shù)制成了場(chǎng)發(fā)射顯示器需要的孔和點(diǎn)陣列［9］，但這種光刻技術(shù)在商品化的過(guò)程中都遇到了很大的困難。最近美國(guó)全息光刻系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)了HLS-1000全息光刻機(jī)，這種設(shè)備采用了四束激光全息光刻技術(shù)。與二束激光干涉形成的圖形相比，它能一次完成在光致抗蝕劑膜上形成圓孔的曝光。而在二束激光光刻系統(tǒng)，形成圓孔狀圖形不僅需要二次曝光，而且襯底還需要在曝光過(guò)程中旋轉(zhuǎn)。此外，四束激光系統(tǒng)形成圖形的最小間距也比二束系統(tǒng)縮小了一半。表1列出了HLS-1000系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)［10］。

HLS-1000使用了458nm的Ar+激光器，它比紫外光源能獲得更大的象場(chǎng)面積。此外，藍(lán)光比紫外光對(duì)操作人員眼和皮膚的損傷較小。為了在整個(gè)曝光區(qū)中獲得均勻的圖形尺寸，對(duì)激光進(jìn)行了濾波去掉光干擾，使整個(gè)曝光區(qū)光束強(qiáng)度波動(dòng)最小。系統(tǒng)的步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)能使象場(chǎng)分步重復(fù)在平板上曝光，生產(chǎn)顯示器的最大尺寸達(dá)30英寸。表2給出了HLS-1000全息光刻、常規(guī)投影光刻及電子束光刻制備FED特性的比較。