【摘要】：近年來,隨著光學(xué)精細(xì)加工技術(shù)的迅猛發(fā)展,基于數(shù)字微鏡器件(Digital Micromirror Device,DMD)的無掩膜掃描光刻技術(shù),在提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本方面被認(rèn)為是繼單點(diǎn)激光直寫技術(shù)之后的一種新的無掩膜光刻技術(shù),在未來的光刻工藝領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用遠(yuǎn)景。尤其是隨著DMD驅(qū)動技術(shù)的提高,可以實現(xiàn)2萬以上的高幀頻切換,使得高效、連續(xù)滾動的掃描曝光刻寫方式得以實現(xiàn)。因此,DMD掃描光刻技術(shù)在印刷電路板、芯片制造、微流控加工、生物檢測、藥物傳遞、細(xì)胞載體、組織工程等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。雖然基于DMD的掃描光刻技術(shù)具有刻蝕靈活性強(qiáng)、刻蝕成本低以及刻蝕效率高等優(yōu)點(diǎn),但是光刻系統(tǒng)通常由于元件設(shè)計難度和系統(tǒng)裝調(diào)等問題致使光刻工藝由于光刻系統(tǒng)照明的不均勻性而導(dǎo)致刻寫出的光刻圖形的刻線寬度不一致;同時,DMD掃描光刻在垂直于掃描方向(橫向)的分辨率受限于DMD微鏡尺寸的限制而難以提高,導(dǎo)致掃描方向(縱向)以外其他方向的刻寫線條邊緣鋸齒嚴(yán)重。因此,本文圍繞DMD掃描光刻系統(tǒng)圖案的生成質(zhì)量開展了相應(yīng)的研究,并針對以上所述的問題提出了相應(yīng)的解決方案:(1)本文針對DMD掃描光刻工藝中由于系統(tǒng)照明的非均勻性而導(dǎo)致刻寫出的光刻圖形的刻線寬度不一致的問題,利用DMD的工作特性,通過計算機(jī)軟件模擬、分區(qū)域逐步刻寫和光刻圖形線寬測試相結(jié)合的方法,形成了理想的能量補(bǔ)償電子掩膜版,使全刻寫區(qū)域的曝光能量在滾動曝光過程中累計達(dá)到平衡,實現(xiàn)了全刻寫區(qū)域光刻圖形刻線寬度的一致性。(2)DMD掃描光刻在垂直于掃描方向(橫向)的分辨率由于受限于DMD微鏡尺寸而難以提高,導(dǎo)致掃描方向(縱向)以外其他方向的刻寫線條邊緣鋸齒嚴(yán)重。針對這一問題,采用子圖錯位疊加曝光與掃描平臺運(yùn)動相互配合的方式來提高光刻圖形的分辨率。軟件模擬仿真的結(jié)果表明此種方法可以有效改善刻寫圖形的線條邊緣的流暢性。最后利用實驗室DMD掃描光刻系統(tǒng)進(jìn)行了光刻實驗,驗證了DMD子圖錯位掃描疊加曝光技術(shù)在減小光刻圖形邊緣鋸齒和提高邊緣結(jié)構(gòu)平滑度方面的優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN305.7
【圖文】：

(b) 入射角相等的兩束光圖 1.1 干涉光刻技術(shù)的優(yōu)勢在于它是無掩膜光刻技術(shù)，并不需要制作掩膜版要求也不是很高，而且干涉光刻技術(shù)的光刻分辨率通常的缺陷，例如，難以精確地調(diào)控干涉條紋的光強(qiáng)，同時的疊加，所以最終只能獲得與預(yù)期結(jié)果比較近似的形狀構(gòu)則還是很困難的。刻技術(shù)傳統(tǒng)光刻技術(shù)有所不同,也和電子束、離子束等光刻技術(shù)制器是用來區(qū)別數(shù)字光刻技術(shù)與傳統(tǒng)光刻技術(shù)的主要元，通過計算機(jī)編程軟件控制空間光調(diào)制器進(jìn)而對入射光生虛擬的數(shù)字光圖像，進(jìn)而取代了傳統(tǒng)光刻技術(shù)中的掩把這些虛擬的數(shù)字光圖像投影到放置于工件平臺上的

東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文(PDP）和數(shù)字微反射鏡器件(DMD)是光刻系統(tǒng)常用到的空間光調(diào)制器。其中，DMD種可以大批量生產(chǎn)的純數(shù)字化的空間光調(diào)制器，而且它的應(yīng)用范圍非常廣闊。因此數(shù)的科學(xué)研究人員對數(shù)字光刻技術(shù)的研究通常所使用的空間光調(diào)制器都采用D。[36-38]基于 DMD 的數(shù)字光刻系統(tǒng)通常由照明系統(tǒng)、數(shù)字微鏡器件、投影鏡頭以械平臺等構(gòu)成，如圖 1.2 所示。圖像生成器DMD 控制器

1.3 光刻工藝的流程制作一個完整的光刻工藝產(chǎn)品常常需要經(jīng)歷基片的清潔、基片涂膠、膠膜前烘、基片曝光、膠膜后烘、顯影、堅膜、基片刻蝕以及去膠等步驟。（1）基片的清潔這是光刻流程的第一步，主要是對基片表面進(jìn)行污漬的清潔和水分的干燥。通常是使用沾有丙酮溶液的脫脂棉擦洗光刻基片雙側(cè)的表面，除掉基片表面的有機(jī)或無機(jī)污染物，在有必要的情況下可以在基片表面添加 HMDS 等化學(xué)物質(zhì)來提高光刻膠與晶片之間的粘附性。（2）基片涂膠這是光刻流程的第二步，該步驟的目的就是在基片表面建立一層薄厚均勻的、沒有任何瑕疵的光刻膠膜層。涂膠的方法有旋轉(zhuǎn)涂膠法[45]、噴涂法、刮涂法等。實驗中最常用的方法是旋轉(zhuǎn)涂膠法，如圖 1.3 所示，該方法將涂有光刻膠的襯底進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，在離心及液體表面拉力的作用之下，在基片表面形成薄厚一致的光刻膠膜層。根據(jù)研究的需要，調(diào)控涂膠機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)時間，可以將基片表面的光刻膠厚度控制在一定的范圍內(nèi)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2803482