北理工珠海学院《光学工艺与测量》第15章课件

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1、第十五章光学微细加工1754566452@qq.com，老黄牛前言教学要求：了解微细加工的方法的发展及其种类微细加工主要是以微米和亚微米量级为加工尺寸的精细加工。传统的：机械化学法、机械物理法、照相复制法。机械化学法它是利用安装在精密圆刻度机、精密长刻度机或仿型刻度机上的精心研磨的刻刀在涂有耐酸蜡层的玻璃基片上，刻划出所需要的分划线条，然后酸蚀玻璃，涂色形成分划图形和线条。机械物理法它是在刻度机上用刻刀在涂有刻划底层的玻璃基片上，刻划出所需要的分划线条，然后用真空镀膜的方法在已刻划出的线条上着色，从而形成

2、微米级的图案。照相复制法它是用制造的精密掩膜底板，通过光刻法接触复制出与底板相同的分划图案。第一节发展现状和趋势一、微细加工技术的发展现状从技术手段上分：光学曝光微细加工技术、电子束曝光微细加工技术、离子束曝光微细加工技术从工艺程序上分：曝光技术和刻蚀技术从加工对象上分：横向微细加工技术和纵向…第一节发展现状和趋势二、微细加工技术的发展趋势1.特征尺寸越来越小2.光刻工艺的曝光波段越来越短3.采用浸液技术将是大势所趋4.光刻技术及装备的发展多代共存5.生产成本将决定下一代光刻技术的采用第二节光学光刻工艺技

3、术一、光学光刻的工艺流程光学光刻是指在涂有感光抗蚀剂的基片表面，通过光学曝光，将图形复印、腐蚀，从而制造出一定的图形结构的过程，工艺流程包括：基片镀膜—>涂胶—>前烘-->曝光—>显影—>坚膜—>腐蚀—>去胶图形复印：就是将掩膜图形通过曝光复制在基片的光致抗蚀剂上，通过显影、坚膜、腐蚀，最后将曝光的部分从基片表面去除（正胶工艺）或保留（负胶工艺），从而在基片表面形成被复印的图形结构，其基本流程见图15-2.基片镀膜涂胶曝光显影、坚膜腐蚀去胶正胶工艺图15-2基片镀膜涂胶曝光显影、坚膜腐蚀去胶负胶工艺图15

4、-2光刻胶待腐蚀膜层基片光刻胶待腐蚀膜层基片湿法腐蚀干法腐蚀图15-4二、光学曝光技术1.接触式曝光技术2.接近式曝光技术3.投影成像曝光技术光刻胶是光致抗蚀剂的俗称，它是指通过曝光光源照射，使溶解度发生变化的耐蚀剂材料。它的特点是对特定波长的光具有光化学敏感性，可利用其进行光化学反应，经曝光、显影等工序，将所需要的微细图形从掩模板复制到待加工的基片上。三、光刻胶正性光刻胶：被曝光后，由于光化学变化，显影时，溶解速率高，成为良溶性，从而得到与掩膜图形一致的图案。负性光刻胶：显影时，被曝光的部分，溶解速度低

5、，非溶性，从而得到掩膜图形的负片，与我们通常的照相底片一样。1.光刻胶的组成它是一种光敏聚合物与有机溶剂组成的混合物质。2.光刻胶的技术指标1）灵敏度2）分辨率：对比度、吸收率、胶层厚度3）附着力4）抗蚀性3.常用的光刻胶：正性的特点+负性的特点四、掩模板制造基片表面粗糙度和平面度镀铬图案和线条光学图形发生器光栅扫描制版系统缺陷五、光刻常见质量故障1.溶胶1）环境湿度太高2）基片上薄膜表面不干净3）前烘不足或过度4）曝光或显影不合适2.小岛1）掩模板上的疵病2）杂质3）曝光过度3.针孔1）掩模板上的疵病2

6、）光刻胶中的颗粒状杂质3）曝光不合适