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光刻技术简介及其应用举例 光刻的原理概述 光刻胶 光致抗蚀剂 光刻的一般流程 光刻技术应用举例 讲解内容 光刻技术简介 利用光致抗蚀剂 或称光刻胶 感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点 将掩模板上的图形刻制到被加工表面上 利用照相复制与化学腐蚀相结合的技术 在工件表面制取精密 微细和复杂薄层图形的化学加工方法 多用于半导体器件与集成电路的制作 光刻 原理 光刻的原理简介 光刻胶 光刻胶 也称为光致抗蚀剂 它是由感光树脂 增感剂和溶剂三部分组成的对光敏感的混合液体 光刻胶主要用来将光刻掩模板上的图形转移到元件上 根据光刻胶的化学反应机理和显影原理 可将其分为正性胶和负性胶 光刻胶 负胶在光刻工艺上应用最早 其工艺成本低 产量高 但由于它吸收显影液后会膨胀 导致其分辨率不如正胶 因此对于亚微米甚至更小尺寸加工技术 主要使用正胶作为光刻胶 光刻的一般流程 1底膜处理2涂胶3前烘4曝光 5显影6坚模7刻蚀8去胶 底膜处理 底膜处理是光刻工艺的第一步 其主要目的是对底膜表面进行处理 以增强其与光刻胶之间的粘附性 步骤 1清洗2烘干3增粘处理 涂胶 进行底模处理后 便可进行涂胶 即在底模上涂一层粘附良好厚度适当 均匀的光刻胶 一般采用旋转法进行涂胶 其原理是利用底模转动时产生的离心力 将滴于模上的胶液甩开 在光刻胶表面张力和旋转离心力的共同作用下 最终形成光刻胶膜 前烘 前烘 又称软烘 就是在一定的温度下 使光刻胶膜里面的溶剂缓慢的 充分的逸出来 使光刻胶膜干燥 曝光 曝光就是对涂有光刻胶的基片进行选择性的光化学反应 使接受到光照的光刻胶的光学特性发生改变 曝光光源选择 光源的波长对光刻胶的感光性有很大影响 每种光刻胶都有自己的吸收峰和吸收范围 它只对波长在吸收范围内的光才比较敏感 因此选择的曝光光源必须要满足光刻胶的感光特性 显影与坚膜 显影就是用显影液溶解掉不需要的光刻胶 将光刻掩模板上的图形转移到光刻胶上 显影液的选择原则是 对需要去除的那部分光刻胶膜溶解的快 溶解度大 对需要保留的那部分光刻胶膜溶解度极小 坚膜也是一个热处理步骤 坚膜的目的就是使残留的光刻胶溶剂全部挥发 提高光刻胶与衬底之间的粘附性以及光刻胶的抗腐蚀能力 刻蚀 刻蚀就是将涂胶前所沉积的薄膜中没有被光刻胶覆盖和保护的那部分去除掉 达到将光刻胶上的图形转移到其下层材料上的目的 刻蚀 刻蚀 湿法刻蚀 湿法刻蚀是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术 特点 1 具有优良的选择性 2 各向同性腐蚀 刻蚀 干法刻蚀 干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术 特点 分辨率高 各向异性强 干法刻蚀又分为物理性刻蚀 溅射刻蚀 化学性刻蚀和物理化学性刻蚀 例如 反应离子刻蚀 RIE 去胶 去胶 当刻蚀完成后 光刻胶膜已经不再有用 需要将其彻底去除 完成这一过程的工序就是去胶 此外刻蚀过程中残留的各种试剂也要清除掉 去胶结束 整个光刻流程也就结束了 光刻技术在PVDF压电薄膜电极制作中的应用 聚偏二氟乙烯 PVDF 是一种高结晶度的含氟聚合物 属于一种坚韧的热塑性工程材料 PVDF压电薄膜是经过高压电场极化从而具有压电效应的薄膜 PVDF压电薄膜的优点 压电电压常数高 声阻抗小 频率响应宽 介电常数小 耐冲击性强 可以加工成任意形状等 1 PVDF压电薄膜两侧的电极层的尺寸大小和形状与薄膜不匹配 2 未经过处理的压电薄膜在电极两侧加上电压时 会产生放电现象 光刻技术在PVDF压电薄膜电极制作中的应用 传统方法制作电极的缺陷 PVDF压电薄膜被广泛的应用于超声领域 本例中选择了厚度为9微米的PVDF压电薄膜作为超声敏感元件 光刻技术在PVDF压电薄膜电极制作中的应用 设计要制作的电极的形状与尺寸 第一步 光刻技术在PVDF压电薄膜电极制作中的应用 对PVDF压电薄膜进行清洗处理 采用有机溶剂丙酮 第二步 第三步 涂胶 选用正性光刻胶 采用手工操作涂到需要保护的电极层上 第三步 前烘与曝光 第四步 腐蚀 采用湿法刻蚀方法 选取碘和碘化钾的水溶液 质量比为1 4 40 作为金的腐蚀溶剂 体积分数为40 的氢氟酸作为铬层的腐蚀溶剂 第五步 去胶 需要将起保护作用的正性胶去掉 采用乙醇做