圓片上圖案的製作方法及其應用的製作方法
2023-08-10 13:12:01 1
專利名稱：圓片上圖案的製作方法及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及微細加工製造技術領域，特別涉及一種圓片上圖案的製作方法及其應用。
背景技術：
目前，可用於刻錄的光碟是在塑料圓片上塗一層光敏膠製造而成的，將可用於刻錄的光碟放在光碟刻錄機中，在較強雷射束的照射下，記錄介質光敏膠產生變化形成光斑，光斑的有無代表0和1，從而實現對信息的存儲。在光敏膠上形成由光斑構成的信道，實際上是一種顯微斑點圖案，刻錄的光碟也只用於信息的存儲。在現有技術中，一般的集成電路的製作方法主要是光學投影製作方法，其製作步驟包括製作一套不同的掩模圖形板，通過掩模投影在塗有光刻膠層的矽片上形成相應的圖案，把感光過的矽片進行擴散、摻雜等工藝，完成對感光圖形的固定，洗掉原來光刻膠，重新在矽片上塗新的光刻膠，再使用不同的掩模圖形板重複上述步驟，從而製作出一片集成電路；在製作過程中，無中心孔的矽圓片是通過切去其上一部分形成一直邊實現定位的，每個矽片需要10～20個掩模版，掩模版包括幾十甚至上百個工藝流程，如果一個掩模版偏離幾分之一微米，則造成整個矽片報廢，由於前述原因，所以集成電路製作過程複雜，生產效率低，而廢品率很高。集成電路的規模越來越大，對集成電路線寬的要求也越來越小，採用上述方法已經接近物理極限。此外，在現有的集成電路矽片的製造方法中，是先用刀具對圓柱形單晶矽棒進行切割而得到矽晶片，再在研磨機上用磨粒研磨其兩表面，以除去切片工藝中所產生的凹凸不平與損傷並提高其平行度。這種矽片要用腐蝕法除去研磨加工時形成的損傷層，再用化學機械拋光法進行鏡面加工。由於矽材料硬而脆，在切割過程中極易破脆或產生裂紋造成廢品，工藝過程難於控制，生產效率低。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術存在的缺點，提供一種在帶中心孔的圓片上製作圖案的方法；所述圖案可以是集成電路。
本發明的另一目的在於提供一種上述圓片上圖案製作方法的應用。
本發明的目的通過下述技術方案實現本圓片上圖案的製作方法包括下述步驟(1)加工帶中心孔的圓片；(2)在圓片塗上光敏膠製成可刻錄的光碟；(3)用光碟刻錄機在可刻錄的光碟上刻錄出圖案；(4)將刻錄有圖案的光碟顯影。
為了更好地實現本發明，所述步驟(1)中帶中心孔的圓片可採用透光材料製成，且在步驟(4)中將刻錄有圖案的光碟顯影製成掩模版，並將掩模版套對在經表面處理(例如氧化或電鍍工藝)形成薄膜並在所述薄膜上塗上光敏膠的半導體圓片上，用光源對掩模版確定的區域進行照射曝光，再將已曝光的半導體圓片置於顯影液中顯影，然後對半導體圓片進行刻蝕，或擴散摻雜之後再將半導體圓片塗上光敏膠製成可刻錄的半導體光碟；再用光碟刻錄機在可刻錄的半導體光碟上刻錄出圖案；將刻錄有圖案的半導體圓片置於顯影液中顯影，然後對半導體圓片上的薄膜材料進行刻蝕，形成集成電路圖案；上述過程可以進行多次，形成多層集成電路圖案。
為了更好地實現本發明，所述步驟(1)中帶中心孔的圓片採用半導體材料，如矽、鍺、或半導體化合物等製成，且在步驟(4)中將刻錄有圖案的半導體圓片置於顯影液中顯影，然後對半導體圓片進行刻蝕，或擴散摻雜表面處理形成一層薄膜之後再將半導體圓片塗上光敏膠製成可刻錄的光碟，再用光碟刻錄機在可刻錄的光碟上刻錄出圖案，再將刻錄有圖案的半導體圓片置於顯影液中顯影，然後對半導體圓片上的薄膜材料進行刻蝕，形成集成電路圖案；上述過程可以進行多次，形成多層集成電路圖案。
所述用以製造圓片的透光材料可為如玻璃、氧化物陶瓷、透明塑料等，所述圓片的加工方法可採用現有一般的光碟製作方法，即是通過切割圓形棒材製成所述圓片。
所述用以製造圓片的半導體材料可為矽、鍺、或半導體化合物等，所述圓片的加工方法可為將液態半導體材料輸送到圓片成形模具中，液體半導體材料凝固之後製成所述圓片。這種製備圓片的方法與切割棒材製成圓片的方法相比，由液態材料直接製成圓片，減少了製作過程的工序，提高了圓片的生產效率和產品質量，廢品率大為降低。
所述光碟刻錄機的光源可以是雷射、藍光、紫外線，也可以用射線或電子束代替刻錄機中的光源。
上述方法可應用於製造集成電路。
本發明的作用原理是本圓片上圖案的製作方法主要是利用雷射(或其它光源)可在帶中心孔的圓片上形成光斑的原理來實現圖案的製作，其定位過程與常規信息記錄的光碟的定位方法相同，雷射照射在光碟上形成的光斑即可以作為對信息的記錄，也可以作為信息記錄的定位標記。當驅動光碟轉動的中心的電機不轉動時，光碟也不轉動，只有絲槓帶動雷射頭在刻錄機中徑向運動時，並且雷射頭連續發光，則在光碟上刻錄出過中心的徑向直線；當絲槓不轉動，雷射頭在刻錄機中徑向位置不變，驅動光碟轉動的中心的電機轉動時，光碟也轉動，並且雷射頭連續發光，則在光碟上刻錄出以光碟中心為圓心的圓；當絲槓帶動雷射頭在刻錄機中徑向運動，同時驅動光碟轉動的中心的電機帶動光碟轉動，而且雷射頭相對於光碟的運動滿足極坐標的直線方程，並且雷射頭連續發光，則可以在光碟任何位置上刻錄出直線。在製作多層圖案時，也採用第一次刻錄的定位信息進行定位，則可保證多層圖案位置對應關係。
本發明相對於現有技術具有如下的優點及效果(1)本發明提供了一種全新的高效可靠的微細加工製造方法，利用本方法可在帶中心孔的圓片上任意製作出所需的圖案。
(2)本發明可將計算機設計的圖形，通過刻錄機直接製造出集成線路圖案，操作過程簡單，非常便於實施。
(3)本發明可將半導體材料製成可刻錄的光碟，再用光碟刻錄機在可刻錄的半導體光碟上刻錄出集成電路圖案，利用了刻錄機可以讀寫信息的功能，既實現了信息的存儲，又實現了圖案刻錄的動態定位，光刻過程效率高，所使用的設備簡易，簡化了集成電路的製作流程，投資少，成本低，適合於大規模的生產應用。
(4)與現有掩模版的集成電路製造方法相比，本發明方法易於製成較複雜圖案和更細小尺寸的集成電路圖案，精度高，質量穩定可靠。
(5)本發明可根據需要製造生產不同形式的集成電路圖案，應用範圍極其廣泛，市場前景較好。
圖1是本發明所用的圓片成形模具的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。
實施例1採用透光良好的玻璃製成有中心孔的圓片，尺寸與120mm的光碟一致，然後將玻璃圓片塗上光敏膠製成可刻錄的光碟；再用光碟刻錄機在玻璃光碟上刻錄出圓片上二氧化矽薄膜需要刻蝕的圖案，光碟刻錄機中的光源為波長為650nm的雷射；再將刻錄有圖案的玻璃光碟顯影製成掩模版；同樣的方法制出金屬鋁布線的掩模版。然後將對應二氧化矽薄膜層刻蝕圖案的玻璃圓片掩模版套對在經氧化塗有光敏膠的矽圓片上，用光源對掩模版確定的區域進行照射曝光，再將矽圓片置於顯影液中顯影；然後對矽圓片進行刻蝕，再去除矽圓片上硬化了的光刻膠；在矽圓片上蒸鍍一層金屬鋁，在矽圓片的金屬鋁上塗上光敏膠，然後將對應金屬鋁布線的掩模版套對在塗有光敏膠和蒸鍍有金屬鋁的矽圓片上，用光源對掩模版確定的區域進行照射曝光，再將矽圓片置於顯影液中顯影，然後對矽圓片上的金屬鋁進行刻蝕形成鋁布線製造出集成電路，再用雷射將集成電路單元分切，最後去除集成電路矽片上硬化了的光敏膠。
實施例2首先採用圖1所示模具來成形所需的矽圓片。如圖1所示，陽模1和陽模2置於陰模3中，給加熱元件4通電對模具預熱，熱電偶5可以採集到陰模3上的溫度，達到設定溫度之後將陽模1從陰模3中向上退出，陽模2留在陰模3中的底部位置，向陰模3中澆入液態矽，液態矽過熱的溫度為1500℃，澆入陰模3中不會立即凝固，然後陽模1壓在液體矽上。根據溫度採集傳感器採集的溫度，判斷是否給冷卻管6中通水冷卻陰模3或給加熱元件4通電對陰模3加熱，保證模腔中的液態矽不會向陰模3的模壁上結晶。陽模2是用單晶矽材料製造的，對其內孔通水冷卻，由於陽模2的溫度最低，在模腔中的液態矽中形成由上向下的熱流場，液態矽向陽模2的表面結晶並形成單晶片。然後陽模1退出陰模3，陽模2將矽單晶片卸出陰模3，由於陽模1和陽模2與矽材料接觸的工作端面拋光成鏡面，獲得的矽單晶片表面平面度高，再加工出光碟具有的中心孔，然後進行化學拋光之後獲得可製造集成電路的矽圓片。再將矽圓片氧化生成絕緣層，然後將矽圓片塗上光敏膠製成可刻錄的光碟；再用光碟刻錄機在矽圓片上刻錄出定位信息之後再刻錄出二氧化矽需要刻蝕的線條圖案；再將刻錄有圖案的矽圓片顯影，顯影時保留定位信息；然後對半導體圓片進行刻蝕，再去除矽圓片上硬化了的光刻膠。然後在矽圓片上蒸鍍一層金屬鋁，在矽圓片的金屬鋁上塗上光敏膠，再用光碟刻錄機在矽圓片上刻錄出金屬鋁布線需要刻蝕的線條圖案，並根據保留的定位信息實現鋁布線刻蝕的定位，再將矽圓片置於顯影液中顯影，然後對矽圓片上的金屬鋁進行刻蝕形成鋁布線製造出集成電路，再用雷射將集成電路單元分切，最後去除集成電路矽片上硬化了的光敏膠。
權利要求
1.一種圓片上圖案的製作方法，其特徵在於包括下述步驟(1)加工帶中心孔的圓片；(2)在圓片塗上光敏膠製成可刻錄的光碟；(3)用光碟刻錄機在可刻錄的光碟上刻錄出圖案；(4)將刻錄有圖案的光碟顯影。
2.根據權利要求1所述的圓片上圖案的製作方法，其特徵在於步驟(4)中將刻錄有圖案的光碟顯影製成掩模版，並將掩模版套對在經表面處理形成薄膜並在所述薄膜上塗上光敏膠的半導體圓片上，用光源對掩模版確定的區域進行照射曝光，再將已曝光的半導體圓片置於顯影液中顯影，然後對半導體圓片進行刻蝕，或擴散摻雜之後再將半導體圓片塗上光敏膠製成可刻錄的半導體光碟；再用光碟刻錄機在可刻錄的半導體光碟上刻錄出圖案；將刻錄有圖案的半導體圓片置於顯影液中顯影，然後對半導體圓片上的薄膜材料進行刻蝕，形成集成電路圖案。
3.根據權利要求1所述的圓片上圖案的製作方法，其特徵在於步驟(4)中將刻錄有圖案的半導體圓片置於顯影液中顯影，然後對半導體圓片進行刻蝕，或擴散摻雜表面處理形成一層薄膜之後再將半導體圓片塗上光敏膠製成可刻錄的光碟，再用光碟刻錄機在可刻錄的光碟上刻錄出圖案，再將刻錄有圖案的半導體圓片置於顯影液中顯影，然後對半導體圓片上的薄膜材料進行刻蝕，形成集成電路圖案。
4.根據權利要求2或3所述的圓片上圖案的製作方法，其特徵在於所述操作過程進行多次，形成多層集成電路圖案。
5.根據權利要求1所述的圓片上圖案的製作方法，其特徵在於所述圓片的材料為透光的玻璃、氧化物陶瓷、透明塑料或半導體材料。
6.根據權利要求5所述的圓片上圖案的製作方法，其特徵在於所述圓片的加工方法是將液態半導體材料輸送到圓片成形模具中，液體半導體材料凝固之後製成所述圓片。
7.根據權利要求1任一項所述的圓片上圖案的製作方法，其特徵在於所述光碟刻錄機的光源是雷射、藍光、紫外線。
8.一種圓片上圖案的製作方法，其特徵在於包括下述步驟(1)加工帶中心孔的圓片；(2)在圓片塗上光敏膠製成可刻錄的光碟；(3)用射線或電子束在可刻錄的光碟上刻錄出圖案；(4)將刻錄有圖案的光碟顯影。
9.權利要求1～8任一項所述的圓片上圖案的製作方法的應用，其特徵在於用於製造集成電路。
全文摘要
本發明提供一種圓片上圖案的製作方法，包括下述步驟(1)加工帶中心孔的圓片；(2)在圓片塗上光敏膠製成可刻錄的光碟；(3)用光碟刻錄機在可刻錄的光碟上刻錄出圖案；(4)將刻錄有圖案的光碟顯影。利用本發明方法可在帶中心孔的圓片上任意製作出所需的圖案，可用於成形形狀較複雜、尺寸更細小的集成電路圖案，精度高，質量穩定可靠；操作過程簡單，非常便於實施；應用範圍極其廣泛，市場前景較好。
文檔編號G11B7/26GK1527300SQ0314685
公開日2004年9月8日 申請日期2003年9月18日 優先權日2003年9月18日
發明者周照耀 申請人:周照耀