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，首先要設計出圖形復制用的掩模版，然后通過投影步進曝光機使覆蓋在半導體晶片上的光致抗蝕劑膜按掩模版的圖形曝光。

提問者： long

最佳答案

隨著半導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尺寸和分辨率的限制。由于投影曝光的象場尺寸很小(如1～2μm線寬的曝光象場尺寸小于50mm×50mm)，因而曝光圖形就必須在整個基片表面步進重復或掃描重復。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，顯得效率很低。此外，投影曝光機價格昂貴以及高成本的掩模版制備過程和使用過程中掩模版的消耗，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的無掩模版光刻技術(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。圖形以重復周期排列，圖形的最小線寬可達波長的幾分之一。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光刻質(zhì)量的影響。此外，系統(tǒng)中沒有掩模版和成象透鏡，象場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，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上，近來又在制備具有大面積重復結(jié)構(gòu)圖形陣列的場發(fā)射平板顯示器方面表現(xiàn)出了廣闊的應用前景。本文介紹了激光全息光刻技術(shù)的原理、發(fā)展及應用狀況。
以上希望對你有幫助。
 

回答者：goto2011

 

其它回答 共 4 條

隨著半導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尺寸和分辨率的限制。由于投影曝光的象場尺寸很小(如1～2μm線寬的曝光象場尺寸小于50mm×50mm)，因而曝光圖形就必須在整個基片表面步進重復或掃描重復。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，顯得效率很低。此外，投影曝光機價格昂貴以及高成本的掩模版制備過程和使用過程中掩模版的消耗，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的無掩模版光刻技術(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。圖形以重復周期排列，圖形的最小線寬可達波長的幾分之一。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光刻質(zhì)量的影響。此外，系統(tǒng)中沒有掩模版和成象透鏡，象場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，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上，近來又在制備具有大面積重復結(jié)構(gòu)圖形陣列的場發(fā)射平板顯示器方面表現(xiàn)出了廣闊的應用前景。本文介紹了激光全息光刻技術(shù)的原理、發(fā)展及應用狀況。
以上希望對你有幫助。
 

回答者：goto2011

隨著半導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尺寸和分辨率的限制。由于投影曝光的象場尺寸很小(如1～2μm線寬的曝光象場尺寸小于50mm×50mm)，因而曝光圖形就必須在整個基片表面步進重復或掃描重復。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，顯得效率很低。此外，投影曝光機價格昂貴以及高成本的掩模版制備過程和使用過程中掩模版的消耗，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的無掩模版光刻技術(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。圖形以重復周期排列，圖形的最小線寬可達波長的幾分之一。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光刻質(zhì)量的影響。此外，系統(tǒng)中沒有掩模版和成象透鏡，象場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，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上，近來又在制備具有大面積重復結(jié)構(gòu)圖形陣列的場發(fā)射平板顯示器方面表現(xiàn)出了廣闊的應用前景。本文介紹了激光全息光刻技術(shù)的原理、發(fā)展及應用狀況。
以上希望對你有幫助。
 

回答者：goto2011

隨著半導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尺寸和分辨率的限制。由于投影曝光的象場尺寸很小(如1～2μm線寬的曝光象場尺寸小于50mm×50mm)，因而曝光圖形就必須在整個基片表面步進重復或掃描重復。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，顯得效率很低。此外，投影曝光機價格昂貴以及高成本的掩模版制備過程和使用過程中掩模版的消耗，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的無掩模版光刻技術(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。圖形以重復周期排列，圖形的最小線寬可達波長的幾分之一。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光刻質(zhì)量的影響。此外，系統(tǒng)中沒有掩模版和成象透鏡，象場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，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上，近來又在制備具有大面積重復結(jié)構(gòu)圖形陣列的場發(fā)射平板顯示器方面表現(xiàn)出了廣闊的應用前景。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濕法化學腐蝕相結(jié)合，能獲得比常規(guī)半導體光刻技術(shù)更精細的光柵結(jié)構(gòu)，是一種簡單精細的光柵制備方法。圖1給出了這種全息光刻裝置的示意圖［1］。半導體樣品浸在腐蝕液中，當激光束在半導體晶片表面形成光柵圖樣時，由于激光光誘導液相腐蝕的作用［2］，在半導體表面形成光柵圖形，其周期為式中λ是入射激光波長；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。為能實時監(jiān)測光刻過程，光刻裝置中增加了一個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監(jiān)測光柵腐蝕的過程。 #p#分頁標題#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用前景。用它來制備場發(fā)射平板顯示器(FED)就是一個例子。FED是在淀積有陰極材料的基板上制備106～108個排列整齊的微小電子發(fā)射極(圖2)，并連接成可進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］。每個象素由幾千個微電極構(gòu)成，對于一個12英寸的FED有300萬個象素。為提高顯示器的亮度，降低功耗及延長顯示器的壽命，要求微發(fā)射極的尺寸小于0.5μm，發(fā)展目標要達到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)不能同時兼有大的象場尺寸和高的分辨率，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。美國LLNL實驗室首先在1995年用二束激光全息光刻技術(shù)制成了場發(fā)射顯示器需要的孔和點陣列［9］，但這種光刻技術(shù)在商品化的過程中都遇到了很大的困難。最近美國全息光刻系統(tǒng)公司開發(fā)了HLS-1000全息光刻機，這種設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面積。此外，藍光比紫外光對操作人員眼和皮膚的損傷較小。為了在整個曝光區(qū)中獲得均勻的圖形尺寸，對激光進行了濾波去掉光干擾，使整個曝光區(qū)光束強度波動最小。系統(tǒng)的步進移動平臺能使象場分步重復在平板上曝光，生產(chǎn)顯示器的最大尺寸達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。