MEMS光刻工藝外協(xié)——廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所是廣東省科學(xué)院下屬骨干研究院所之一，主要聚焦半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的應(yīng)用技術(shù)研究，兼顧重大技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)研究，立足于廣東省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要，從事電子信息、半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用基礎(chǔ)性、關(guān)鍵共性技術(shù)研究，以及行業(yè)應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)。

以硅基晶圓為例，重慶半導(dǎo)體光刻加工，半導(dǎo)體晶圓的主要制備步驟有[1]：硅提煉及提純：大多數(shù)晶圓是由從沙子中提取的硅制成的。將沙石原料放入電弧熔爐中，還原成冶金級(jí)硅，再與反應(yīng)，生成，經(jīng)過(guò)蒸餾和化學(xué)還原工藝，得到高純度的多晶硅。單晶硅生長(zhǎng)：將高純度的多晶硅放在石英坩堝中，并用外面圍繞著的石墨加熱器不斷加熱，使多晶硅熔化。然后把一顆籽晶浸入其中，并且由拉制棒帶著籽晶作反方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。這樣就形成了圓柱狀的單晶硅晶棒。晶圓成型：將單晶硅棒經(jīng)過(guò)切段、滾磨、切片、倒角、拋光、激光刻等工序，制成一片片薄薄的半導(dǎo)體襯底，即晶圓。

半導(dǎo)體晶圓的尺寸在這一步驟中確定。晶圓的尺寸一般以“英寸”為單位。在半導(dǎo)體行業(yè)的早期，由于工藝能力的限制，硅棒直徑只有3英寸，半導(dǎo)體光刻加工技術(shù)，約合7.62厘米。此后，隨著技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)效率提高，晶圓尺寸不斷增大。目前，在半導(dǎo)體制造中使用的直徑為12英寸（又稱300毫米）。

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近年來(lái)，“芯片”成了熱詞，而代表芯片層基礎(chǔ)的“芯片制造工藝”也成了全民關(guān)注的焦點(diǎn)，這其中奪目的，莫過(guò)于舞臺(tái)***的“光刻機(jī)”。

“光刻機(jī)”是芯片制造中的關(guān)鍵設(shè)備，并且隨著芯片技術(shù)演進(jìn)，晶體管特征尺寸越來(lái)越小，需要用到的光刻機(jī)就越。因?yàn)楣饪虣C(jī)技術(shù)的差距，以及光刻機(jī)故事的不斷被渲染， “光刻技術(shù)”仿佛成為了半導(dǎo)體技術(shù)的重要技術(shù)。

其實(shí)在芯片制造工藝中，除了光刻工藝外，還有其他多個(gè)重要工藝步驟，這些步驟同樣不可或缺。這些關(guān)鍵步驟與光刻一起，才能共同實(shí)現(xiàn)芯片的“點(diǎn)沙成金”。

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光刻技術(shù)是一種將掩模板（Mask）上的圖形轉(zhuǎn)移到涂有光刻膠的晶圓片上的技術(shù)。光刻技術(shù)可以將半導(dǎo)體表面上特定的區(qū)域去除或者保留，從而構(gòu)建半導(dǎo)體器件。

光刻步驟主要包括：

設(shè)計(jì)電路并制作掩模板。這一步一般是通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件完成的，在完成電路設(shè)計(jì)正確性檢查（LVS）和設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）后，設(shè)計(jì)圖形被轉(zhuǎn)移到掩模板上。掩模板一般是由透明的超純石英玻璃基片制成，在基片上，需要透光的地方保持透明，需要遮光的地方用金屬遮擋。

涂光刻膠：使晶圓對(duì)光敏感。執(zhí)行這一步驟時(shí)，會(huì)在晶圓表面均勻涂抹一層對(duì)光敏感的物質(zhì)，光刻膠。光刻膠對(duì)光敏感，光照射后會(huì)產(chǎn)生化學(xué)變化，于是根據(jù)光照射與否，光刻膠也形成溶解和不可溶解的部分。

***。將光源發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)掩模板照射到晶圓片上時(shí)，掩模板上的圖形也就被轉(zhuǎn)移到了晶圓片上。根據(jù)掩模板上圖形的不同，光刻膠會(huì)溶解形成對(duì)應(yīng)圖形。

顯影與堅(jiān)膜。用化學(xué)顯影液溶解掉光刻膠中可溶解的區(qū)域，使可見(jiàn)的圖形出現(xiàn)在晶圓片上。顯影后再進(jìn)行高溫烘培，使剩余的光刻膠變硬并提高粘附力。

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