[发明专利]一种利用单面曝光机实现双面对准光刻的方法

说明书

技术领域

本发明属于光电技术及微纳加工技术领域，涉及一种利用单面曝光机实现双面对准光刻的方法。

背景技术

双面光刻技术是一种应用十分广泛的制作半导体器件及光学器件的微纳加工技术。诸如压力传感器、石英晶体振荡器、微电子机械加工、混合电路、功率半导体器体、体声波器件、放电二极管等器件的制造,都需要利用双面光刻技术对基片正反两面进行精密地对准曝光。目前双面光刻工艺大多利用双面曝光机来完成，根据其对准原理的不同大致可分为两种：一种是利用红外显微镜透过基片与另一面的掩模进行对准，这种方法对于不透红外光的基片无能为力，且需要专门的红外成像装置来实现，且精度较低；另一种是利用两组物镜对基片上下表面及掩模进行同时观察和对准，这种方法是目前被采用较多的一种方法。但是这两种方法都依赖于结构复杂且价格昂贵的装置设备来完成，工艺成本较高，对于一些无力购买或研制双面曝光机的小型实验室或生产车间，便无法利用双面光刻工艺进行科学研究或生产。因此，找到一种可以利用普通单面曝光机进行双面光刻的简单低成本的方法具有很高的现实意义。

发明内容

为了降低双面光刻工艺成本，解决利用普通的单面曝光机来无法实现双面光刻的问题，提出一种借助透明衬底完成双面对准光刻的简单方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种利用单面曝光机实现双面对准光刻的方法。

由以下步骤组成：

一、制作第一掩模板和第二掩模板，第一掩模板具有中心对称的内层对准标记和外层对准标记，分别位于基片图形内和基片图形外，第二掩模板具有与第一掩模板一致的外层对准标记；

二、第一掩模板在基片上表面进行光刻和刻蚀，制作图形；

三、第一掩模板在透明衬底表面进行光刻和刻蚀，制作图形；

四、通过内层对准标记，将制作有图形的透明衬底表面和基片上表面3-1进行对准和粘片；

五、使透明衬底外层对准标记与第二掩模板外层对准标记重合，利用第二掩模板在基片下表面进行光刻和刻蚀，制作需要的图形结构；

六、将基片与透明衬底分离，得到具有双面对准图形的基片。

本发明的有益效果是：

本发明的简单新型双面对准光刻工艺方法，借助透明衬底（如玻璃等）完成双面对准，不依赖于昂贵复杂的双面曝光机，解决了利用普通的单面曝光机来实现双面光刻的问题，降低了双面光刻工艺成本。

附图说明

图1是第一掩模板1的示意图；

图2是第二掩模板2的示意图；

图3是利用第一掩模板制作的透明衬底4的示意图；

图4是利用第一掩模板1在基片上表面3-1上进行光刻的示意图；

图5是利用第一掩模板1在透明衬底表面进行光刻的示意图；

图6是在显微镜下将透明衬底已制作图形的表面和基片上表面3-1进行对准和粘片的示意图；

图7是利用第二掩模板2在基片下表面3-2进行光刻的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本方法做进一步详细描述：

如图1-2所示，设计第一掩模板1和第二掩模板2，分别对应基片的上表面3-1和下表面3-2所需图形，在第一掩模板1上设计中心对称的内层对准标记1-1和外层对准标记1-2，内层对准标记1-1在基片3尺寸范围内，外层对准标记1-2设计在基片3尺寸范围外，小于透明衬底4的尺寸，通过内层对准标记1-1和透明衬底4的内层对准标记4-3，将制作有图形的透明衬底表面4-1和基片上表面3-1进行对准和粘片，而外层对准标记1-2是用于对基片下表面3-2进行光刻时，第二掩模板2与透明衬底4制作有图形的透明衬底表面4-1的对准。第二掩模板2上则设计与第一掩模板1相同的外层对准标记2-1。考虑到透明衬底4与基片上表面3-1的图形都是通过第一掩模板1制作的，而在粘片时衬底有图形的表面4-1与基片表面3-1是面对面的，二者的图形是镜像关系，因此掩模板的对准标记必须设计成中心对称的，才能保证在镜像条件下对准标记仍然可以起到对准作用。

如图3-4所示，首先利用第一掩模板1在基片的上表面3-1进行光刻，制作需要的图形结构，并通过湿法或者干法刻蚀将图形从光刻胶转移到基片上表面3-1上，接下来利用第一掩模板1在透明衬底4表面进行光刻，并通过刻蚀将图形转移到透明衬底表面，制作后的图形与基片上表面3-1的图形呈镜像关系，但对准标记是一致的。