光學(xué)光刻工藝中的光強分布模擬.pdf

1、如今，基于MEMS技術(shù)的產(chǎn)品逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代生活的各個領(lǐng)域。在MEMS制造工藝中，由于其器件結(jié)構(gòu)的特殊性，通常選取SU-8膠作為形成高深寬比結(jié)構(gòu)的主流工藝。以往，為了模擬曝光后SU-8膠內(nèi)部的光強分布，進而預(yù)測SU-8膠顯影后的最終形貌。一般采取的方法是傳統(tǒng)幾何光學(xué)，即標量衍射理論。這一方法在精度要求不高的前提下，能夠給出較為準確的結(jié)果。但隨著MEMS的飛速發(fā)展，其器件尺寸不斷減小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不斷提高，利用傳統(tǒng)幾何光學(xué)對SU-8膠進行建

2、模仿真的結(jié)果與實驗結(jié)果將會產(chǎn)生明顯的偏差。這時，亟需建立一個更為精確的電磁場求解模型，亦即矢量衍射理論。
　　本文所研究的曝光模型，選取基于嚴格電磁場理論的波導(dǎo)法作為其建模的理論依據(jù)。在建模過程中充分考量空氣間隙、入射角度以及襯底反射等工藝參數(shù)對光強分布的影響。并通過數(shù)學(xué)抽象以及具體的編程工作，建立了適合于計算垂直/傾斜光刻的二維/三維光強分布模型，該模型可較為真實地描述光刻膠內(nèi)部的光強分布。在此基礎(chǔ)上，再結(jié)合已有的其他模塊從而形

3、成一套能精確、快速模擬光刻全過程的計算機模擬軟件，該軟件可以對光刻膠內(nèi)部的光強分布以及光刻膠顯影形貌進行模擬。
　　結(jié)合具體的SU-8膠、接近式光刻工藝，本文給出了相應(yīng)的光強分布模擬結(jié)果以及光刻膠顯影后的最終形貌。同時探究了各個工藝參數(shù)對光學(xué)光刻工藝的影響，包括空氣間隙、襯底反射、曝光角度等。就垂直入射和傾斜入射這兩種不同情況，分別進行了SU-8膠相關(guān)光刻實驗，并將此實驗結(jié)果和模擬結(jié)果進行對比、分析。從而驗證了本模型的正確性。