LIGA技术简介

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1、LIGA技术简介LIGA是德文（LithographieGaVanoformungAbformung）之缩写，译成英文则为Lithogrophyelectroformingmicromolding译成中文则为X光光刻，微电铸，微成形也就是X光深刻精密电铸模造成形，通常简称为深刻电铸模造。LIGA制程源自德国核能研究所，1980年初期所发展出来用以制造微结构的技术。它结X-Ray深刻术（DecpX-RayLithography）电铸翻模（MicroElectroforming）及精密射出（Micro-Injection）热压成型（Micro-Embossing）技，适合

2、量产高深宽比（AspectRatio）低表面粗糙度（Subμm）拜直侧壁的微结构，且材料的应用范围广泛，可制造金属及塑料的微结构。这些技术的特点使得LIGA被公认为最具有技术潜力开发高深宽比，高精度之2D,3D微结构之件及微系统。一、LIGA之技术领域LIGA之技术领域可分为三方面(1)Lithography（光刻）(2)Electrodeposition（电气沉积）Electroforming（电铸）Electroplating（电镀）(3)MicroMolding（微成形）Microinjectionmolding（微射出成形）二、光刻（Lithography）1

3、、光刻之定义光刻之定义，就是将掩膜（Photomark）上之图案（Pattem）转移至光阻（Photoresist）上面，由于光阻材料之正负性质不同，经显影（Develop）后，光阻图案会和光完全相同或呈互补。2、光刻制程光刻制程可说是半导体制程之关键制程，其步骤如下：(1)表面清洗(2)涂底（Priming）(3)光阻覆盖(4)软烤(Softbake)(5)曝光(6)烘烤(7)显影(8)硬烤如图（一）图（二）所示：表面清洗是去除芯片表面氧化物、杂质、油质及水分子涂底是在芯片表面涂上一层HMDS化合物，以增加光阻与表面的附着力光阻是一种感光材料，由感光剂（Sensit

4、izer）树脂（Resin）及溶剂（Solvent）混合而成光阻应具备之特性：(1)高光源吸收率(2)高分辨率(3)高无感度(4)抗蚀剂性(5)高附着性(6)低黏滞系数(7)高对比光阻材料有正负之分，正光阻受光照射后分子键被剪断(Chanscission)因而易溶于显影液(Developer)，因而负光阻分子键则会产生交互链台(crosslinking)因而难溶于显影液如图三所示：3、光刻曝光法技术光蚀刻光刻技术是用已制成图案之掩膜或光阻，选择性的保护工件表面后，以各种光源蚀刻除去未被掩膜或光阻色覆的部份，而得到欲加工之几何形状。依据便用光源之不同光蚀刻技术可分为四种

5、：(1)光蚀刻（photolithography）(2)电子束蚀刻（Electron-Beamlithography）(3)X光蚀刻（X-raylithography）(4)离子束蚀刻（Im-Beamlithography）如图（四）所示：集成电路的制作必须经过多次的光刻制程才能完成，因此在曝光前晶圆上前段制程已经存在的图案（Align）必须与掩膜上后段制程的图案彼此对准目前工业界发展出三种型式的曝光系统：(1)接触式（Contact）(2)近接式（Proximity）(3)投影（射）（Projection）如图五所示接触式曝光法分辨率高，可达1μm比较不会产生绕射现

6、象，但光罩因直接放置在基板（Substrate）上面，不仅容易变形即且易受微粒污染，因此会影响光罩寿命，但因有曝光的间隔，容易造成绕射效应而使得图案转移的分辨率变差，仅为2μm。投影式曝光法，利用光学镜片将聚焦的光罩投影在晶圆上，光罩上的图案通常放大为5倍或10倍，利用聚焦原理依适学比例缩小，然后照射在芯片的局部位置上，必须经过多次重复且步进的曝光方式，才能完成图案转移。不但设备昂贵而且耗时生产产量比前两种方式低，但分辨率可达0.5μm而且光罩不受微粒子污染，因而寿命长久。如图六所示：随着技术进步，对分辨率及对准精确度之要求渐高，为避免芯片经过多次制程后，所产生之变异

7、影响，遂采用同一芯片上分区曝光之方式（StepandRepeat），将一片芯片分为40~60次来曝光，如图(b)(c)以影像缩小之比例又分为１：１或M：１（目前以５：１最常用），１：１表示光罩图形经透镜缩影５倍后，成像于芯片上，目前做５：１之厂商很多，如Canon、Nikon、ASML.等4、显影曝光后，为使图案显现，必须移去不必要之光阻，负光阻显影液，会将未曝光之部份以溶剂洗去，已曝光部份则因分子聚合而留下图形，对正光阻而言，曝光部份将被洗去，而留下未曝光部份图形，与负光阻相反，目前正光阻之显影液以不合金属离子且稀释过（2.38%）的TMAH为主。