光刻胶中光敏材料吸收光能或其他辐射能的感光作用。曝光是光刻工艺中最重要的工序之一,早期曝光是专指光学曝光的意思,随着光刻技术的发展,曝光光源的波长越来越短,甚至采用电子束和离子束等高能量辐照使光刻胶变性达到纳米尺度图形制造的目的,虽然这些高能粒子源或者辐射源不是光源,由于是原来光学光刻技术的延伸,所以现在仍然延用“光源”、“曝光”、“曝光量”和“光刻”等技术术语。
以接触式曝光为例。曝光光源为汞灯或LED,发出紫外光,经过光路调节整形,形成一定面积的近似平行光,照射在掩模版上。紫外光透过掩模版上透光的部分,照射到光刻胶薄膜上,该处的光刻胶发生光敏反应。
曝光中最关键的参数是曝光剂量,曝光剂量=曝光光强*时间。
汞灯光源用于光刻时,经常使用的g、h、i线,其它波长被过滤掉,因此在计算曝光光强时,应将测得的单波长的光强乘以2.5~3倍。而LED光源为单色光,目前常见的为365nm的i线光源,其单色性对光刻胶的形貌和工艺控制有非常大的好处。
在计算曝光时间时,应充分了解设备属性,以免出错。例如,光刻胶需求100mJ/cm2的曝光剂量,而测得汞灯光源在365nm的光强为10mW/cm2,此时需要的曝光时间为(100mj/cm2六10mW/cm2)+2.5=4s.
接触式曝光有不同的曝光方式,用于不同的应用场合:
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