微细光刻加工是集成电路制作工艺中的关键技术，它是图像复印与化学腐蚀相结合的表面微细加工技术。光刻加工用照相感光来确定工件表面要蚀除的图形、线条，因此可以加工出非常精细的文字图案，目前已在工艺美术、机械工业和电子工业中获得了应用。

1.光刻加工的原理

光刻加工原理是利用光致抗蚀剂（或称光刻胶）感光后因光化学反应，将掩膜板上的图形刻制到被加工表面上。光刻胶也称为光致抗蚀剂，它是由感光树脂、增感剂和溶剂三部分组成的对光敏感的混合液体。光刻胶主要用来将光刻掩膜板上的图形转移到元件上。根据光刻胶的化学反应机理和显影原理，可将其分为正性胶和负性胶。

正性光刻胶感光机理是受光照后，光刻胶发生光分解反应，退化为可溶性的物质，因原来光刻胶不能被溶解，显影后感光部分能被适当的溶剂溶除，未感光部分留下，所得的图形与掩膜图形相同。

负性光刻胶感光机理是受光照后，光刻胶发生光聚合反应，硬化成不可溶的物质，因原来的光刻胶能被溶解，显影后未感光部分被适当的溶剂溶除，而感光部分留下，所得的图形与掩膜图形相反。负性光刻胶在光刻工艺上应用最早，成本低，产量高，但由于它吸收显影液后会膨胀，导致其分辨率不如正性光刻胶，因此对于亚微米小尺寸加工技术，主要使用正性光刻胶作为光刻胶。

2.光刻加工工艺

光刻加工工艺流程如图10-6所示，其步骤如下：

·图10-6 光刻加工工艺流程

（1）底膜处理 底膜处理是光刻工艺的第一步，其主要目的是对底膜表面进行处理，以增强其与光刻胶之间的粘附性。(www.daowen.com)

（2）涂胶 底膜处理后，便可进行涂胶，即在底膜上涂一层黏附良好、厚度适当、均匀的光刻胶。一般采用旋转法进行涂胶，其原理是利用底膜转动时产生的离心力，将滴于膜上的胶液甩开。在光刻胶表面张力和旋转离心力的共同作用下，最终形成光刻胶膜。

（3）前烘 前烘又称软烘，就是在一定的温度下，使光刻胶膜里面的溶剂缓慢、充分地逸出来，使光刻胶膜干燥。

（4）曝光 曝光就是对涂有光刻胶的基片进行选择性的光化学反应，使接受到光照的光刻胶的光学特性发生改变。光刻对准曝光系统（光刻机）的发展经历了三个阶段，早期使用的是接触式曝光，后来发展为接近式曝光，目前的主流是投射式曝光。

（5）显影与坚膜 显影就是用显影液溶解掉不需要的光刻胶，将光刻掩膜板上的图形转移到光刻胶上。显影液的选择原则是：对需要去除的那部分光刻胶膜溶解得快，溶解度大；对需要保留的那部分光刻胶膜溶解度极小。

（6）坚膜 坚膜也是一个热处理步骤。坚膜的目的就是使残留的光刻胶溶剂全部挥发，提高光刻胶与衬底之间的黏附性以及光刻胶的耐蚀能力。

（7）刻蚀 刻蚀就是将涂胶前所沉积的薄膜中没有被光刻胶覆盖和保护的那部分去除掉，达到将光刻胶上的图形转移到其下层材料上的目的。

（8）去胶 当刻蚀完成后，光刻胶膜已经不再有用，需要将其彻底去除，完成这一过程的工序就是去胶。此外刻蚀过程中残留的各种试剂也要清除掉。去胶结束，整个光刻流程也就结束了。主要去胶方法有：溶剂去胶、氧化去胶和等离子去胶。

3.先进的光刻技术

由于光刻技术已经发展到极限，用于替代光学光刻的下一代光刻技术（NGL）也处在大力的研发阶段，有的已经取得了重大突破。下一代光刻技术主要有紫外线光刻（EUVL）、X射线光刻（XRL）、电子束光刻（EBL）、离子束光刻（IBL）等。纳米压印技术是加工聚合物结构最常用的方法，它采用高分辨率电子束等方法将结构复杂的纳米结构图案制在印章上，然后用预先图案化的印章使聚合物材料变形而在聚合物上形成结构团。纳米科技现在已成为备受人们关注，最为活跃的前沿学科领域，其发展将带来一场工业革命。纳米光刻技术可用于纳米材料制作，纳米器件加工，纳米长度测量，纳米物质的物理特性研究等方面，适于复杂器件的制造。