[發(fā)明專利]一種光微加工方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210023662.1
• 申請日: 2012-02-03
• 公開（公告）號: CN103246167A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯浩泉
• 申請（專利權(quán)）人: 湯浩泉
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B6/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是當(dāng)今微電子加工領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，主要應(yīng)用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的光刻工藝。

背景技術(shù)

當(dāng)今美國的光刻工藝水平最高，INTEL、AMD芯片光刻工藝具代表性，日本在此領(lǐng)域也有相當(dāng)水平，如能制作高精度CCD芯片。

說明內(nèi)容

美日在微電子領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先于中國，在光刻技術(shù)上對中國采用嚴格的技術(shù)封鎖，本發(fā)明徹底打破了美日在微電子光刻技術(shù)的技術(shù)壟斷。本發(fā)明在下文中著重光刻技術(shù)上微小光斑的制作形成，然后在具體實施方式中簡要介紹計算機CPU芯片和攝像機CCD芯片的光刻工藝。

光刻技術(shù)上nm級微小光斑的制作形成極為重要，要制作nm級微小光斑，必須制作特殊的光纖(后文稱之為自聚焦光纖)，自聚焦光纖制作之先要制作特殊的光纖預(yù)制棒，這種光纖預(yù)制棒的折射率分布如附圖1，光纖預(yù)制棒芯部中心點的折射率明顯低于芯部邊緣，從預(yù)制棒芯部中心點到芯部邊緣折射率曲線變化(一般是上升)，一定要保證制棒芯部中心區(qū)域?qū)?yīng)的折射率曲線在整體折射率曲線上是一個明顯的凹陷，目前國際上應(yīng)用的MCVD、PCVD、VAD等光纖預(yù)制棒的制作工藝均能制作出這種光纖預(yù)制棒。由這種光纖預(yù)制棒拉制出的光纖就是自聚焦光纖，自聚焦光纖從芯部到邊緣的折射率分布如附圖2。而目前光纖應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的自聚焦透鏡，也是由這種光纖預(yù)制棒拉制而成，只不過自聚焦透鏡的芯部直徑明顯大于自聚焦光纖的芯部直徑，它從芯部到邊緣的折射率分布也如附圖2。自聚焦光纖對在其中傳輸?shù)墓馐忻黠@的收攏作用，光束對在其中傳輸比較復(fù)雜，這里不做詳細介紹，這里僅給出自聚焦透鏡對光束的作用示意圖，如附圖3，對入射到自聚焦透鏡芯部的小角度入射光束，光線走的是曲線且光線是向中心靠攏的，出射端形成小光斑，從而起到自聚焦作用。將從激光光源出射的光束經(jīng)自聚焦透鏡匯入自聚焦光纖，并不能直接制作出極為微小的光斑，還要采用一些措施，如附圖4，將較長的自聚焦光纖在局部一些地方沿不同的立體角方向多做一些轉(zhuǎn)彎(在不影響光的傳輸情況下)，這樣在光纖中傳輸?shù)墓饩€均為旁軸光線，光束在傳輸過程中不停地被壓細壓窄，經(jīng)較長傳輸距離后，在自聚焦光纖的出射端就能得到極為微小的光斑。值得一提的是，在自聚焦光纖在局部地方調(diào)節(jié)光纖的彎曲方向及彎曲度，可以微調(diào)出射的極為微小的光斑相對于光纖的出射端纖芯位置，這對多光纖同時實施光刻極為重要。由于這種極為微小的光斑的應(yīng)用具有極大的靈活性，在后文具體實施方式中將以計算機CPU芯片和攝像機CCD芯片為例介紹這種極為微小的光斑的應(yīng)用。

附圖說明

附圖1表示出制作自聚焦光纖的光纖預(yù)制棒棒芯折射率分布圖，圖中d表棒直徑，d₁表棒芯直徑，n₀表棒芯中心點折射率，n₁表棒芯最大折射率處折射率，n₂表棒包層折射率。

附圖2表示出自聚焦光纖折射率分布圖，d₂表纖芯直徑，n₃表纖芯中心點折射率，n₄表纖芯最大折射率處折射率，n₅表棒包層折射率，c表包層。

附圖3表示出自聚焦透鏡光傳輸示意圖。

附圖4表示出自聚焦光纖在傳輸路徑上的安裝狀態(tài)。

附圖5表示出用于加工計算機CPU?芯片的裸自聚焦光纖排列分布示意圖，圖中1表裸自聚焦光纖。

附圖6表示出經(jīng)光刻加工制作出的CCD芯片底板平面示意圖，圖中2表摻雜半導(dǎo)體單元，3表金屬長條，4表未摻雜半導(dǎo)體區(qū)。

附圖7表示出CCD芯片底板上感光涂層分布示意圖，圖中5表CCD芯片底板，6表二氧化硅層，7表藍色感光涂層，8綠色感光涂層，9表紅色感光涂層。

附圖8表示出CCD?芯片上蓋板平面示意圖，圖中10表金屬長條，11表摻雜半導(dǎo)體單元，12表未摻雜半導(dǎo)體區(qū)。

附圖9表示出用于加工攝像機CPU芯片的裸自聚焦光纖排列分布示意圖，圖中13表表裸自聚焦光纖。

具體實施方式

微小光斑光刻工藝主要應(yīng)用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路上，為打破美國日本在計算機CPU和攝像機CCD芯片上的技術(shù)壟斷，在下文中簡要分別介紹出二者的光刻工藝。