[发明专利]一种光微加工方法

说明书

技术领域

本发明是当今微电子加工领域的技术瓶颈，主要应用于大规模和超大规模集成电路的光刻工艺。

背景技术

当今美国的光刻工艺水平最高，INTEL、AMD芯片光刻工艺具代表性，日本在此领域也有相当水平，如能制作高精度CCD芯片。

说明内容

美日在微电子领域遥遥领先于中国，在光刻技术上对中国采用严格的技术封锁，本发明彻底打破了美日在微电子光刻技术的技术垄断。本发明在下文中着重光刻技术上微小光斑的制作形成，然后在具体实施方式中简要介绍计算机CPU芯片和摄像机CCD芯片的光刻工艺。

光刻技术上nm级微小光斑的制作形成极为重要，要制作nm级微小光斑，必须制作特殊的光纤(后文称之为自聚焦光纤)，自聚焦光纤制作之先要制作特殊的光纤预制棒，这种光纤预制棒的折射率分布如附图1，光纤预制棒芯部中心点的折射率明显低于芯部边缘，从预制棒芯部中心点到芯部边缘折射率曲线变化(一般是上升)，一定要保证制棒芯部中心区域对应的折射率曲线在整体折射率曲线上是一个明显的凹陷，目前国际上应用的MCVD、PCVD、VAD等光纤预制棒的制作工艺均能制作出这种光纤预制棒。由这种光纤预制棒拉制出的光纤就是自聚焦光纤，自聚焦光纤从芯部到边缘的折射率分布如附图2。而目前光纤应用领域广泛应用的自聚焦透镜，也是由这种光纤预制棒拉制而成，只不过自聚焦透镜的芯部直径明显大于自聚焦光纤的芯部直径，它从芯部到边缘的折射率分布也如附图2。自聚焦光纤对在其中传输的光束有明显的收拢作用，光束对在其中传输比较复杂，这里不做详细介绍，这里仅给出自聚焦透镜对光束的作用示意图，如附图3，对入射到自聚焦透镜芯部的小角度入射光束，光线走的是曲线且光线是向中心靠拢的，出射端形成小光斑，从而起到自聚焦作用。将从激光光源出射的光束经自聚焦透镜汇入自聚焦光纤，并不能直接制作出极为微小的光斑，还要采用一些措施，如附图4，将较长的自聚焦光纤在局部一些地方沿不同的立体角方向多做一些转弯(在不影响光的传输情况下)，这样在光纤中传输的光线均为旁轴光线，光束在传输过程中不停地被压细压窄，经较长传输距离后，在自聚焦光纤的出射端就能得到极为微小的光斑。值得一提的是，在自聚焦光纤在局部地方调节光纤的弯曲方向及弯曲度，可以微调出射的极为微小的光斑相对于光纤的出射端纤芯位置，这对多光纤同时实施光刻极为重要。由于这种极为微小的光斑的应用具有极大的灵活性，在后文具体实施方式中将以计算机CPU芯片和摄像机CCD芯片为例介绍这种极为微小的光斑的应用。

附图说明

附图1表示出制作自聚焦光纤的光纤预制棒棒芯折射率分布图，图中d表棒直径，d₁表棒芯直径，n₀表棒芯中心点折射率，n₁表棒芯最大折射率处折射率，n₂表棒包层折射率。

附图2表示出自聚焦光纤折射率分布图，d₂表纤芯直径，n₃表纤芯中心点折射率，n₄表纤芯最大折射率处折射率，n₅表棒包层折射率，c表包层。

附图3表示出自聚焦透镜光传输示意图。

附图4表示出自聚焦光纤在传输路径上的安装状态。

附图5表示出用于加工计算机CPU 芯片的裸自聚焦光纤排列分布示意图，图中1表裸自聚焦光纤。

附图6表示出经光刻加工制作出的CCD芯片底板平面示意图，图中2表掺杂半导体单元，3表金属长条，4表未掺杂半导体区。

附图7表示出CCD芯片底板上感光涂层分布示意图，图中5表CCD芯片底板，6表二氧化硅层，7表蓝色感光涂层，8绿色感光涂层，9表红色感光涂层。

附图8表示出CCD 芯片上盖板平面示意图，图中10表金属长条，11表掺杂半导体单元，12表未掺杂半导体区。

附图9表示出用于加工摄像机CPU芯片的裸自聚焦光纤排列分布示意图，图中13表表裸自聚焦光纤。

具体实施方式

微小光斑光刻工艺主要应用于大规模和超大规模集成电路上，为打破美国日本在计算机CPU和摄像机CCD芯片上的技术垄断，在下文中简要分别介绍出二者的光刻工艺。