一种光微加工方法技术

一种光微加工方法，其特征在于通过自聚焦透镜和自聚焦光纤制作出极小之光斑，通过一定数量的自聚焦光纤组合对大规模和超大规模集成电路待加工芯片进行光刻加工。在本发明专利技术具体实施方式中介绍了计算机CPU、摄像机CCD芯片的光刻工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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，本专利技术彻底打破了美日在微电子光刻技术的技术垄断。本专利技术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，Cl1表棒芯直径，Iitl表棒芯中心点折射率，II1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表不出自聚焦透镜光传输不意图。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I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表掺杂半导体单兀，3表金属长条,4表未掺杂半导体区。附图7表示出C⑶芯片底板上感光涂层分布示意图，图中5表C⑶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表不出(XD芯片上盖板平面不意图，图中10表金属长条，11表掺杂半导体单兀，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。 具体实施例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CXD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。对计算机CPU芯片上的光刻工艺而言，当今计算机CPU芯片上一般都有几亿个晶体管元器件，由于一根自聚焦光纤只能提供一个微小光斑，仅用一根自聚焦光纤对计算机(PU待光刻芯片进行光刻，自然时间过长而不现实，要想在几平方厘米芯片上光刻出几亿个晶体管元器件，自然需要由大量一模一样的多根自聚焦光纤形成组合，需将多根光纤的各自尾纤剥成裸纤，极为严格整整齐齐地合并成为一个光纤出射组且使各光纤出射端严格位于同一平面上，如附图5，一个光纤出射组一般有上万根光纤，各光纤均有明确分工，每一根光纤只负责横纵向光纤裸纤直径级区域，在各光纤的入射端配有计算机控制的电光开关且配有单独的计算机控制程序(电光开关控制是否有光线入射)，一个专门的工程师只需负责若干根光纤光刻的电路，由一群工程师相互配合完成整个芯片的光刻工艺，整个光纤组是整体作微小进动的，它的微小进动要融合当今机械钟表技术与螺旋测微器技术的微小进动制动机构实施。对摄像机CXD芯片上的光刻工艺而言，CXD芯片的特点是各个感光单元基本一致，这对光纤组的整齐要求更高，C⑶芯片的制作一般有如下几个流程:(I)制作C⑶芯片忖低，先在C⑶芯片底板光刻制作出均匀分布的平行金属条(金属条之间的间隔即为正方形感光点的边长)整体上面敷一层二氧化硅，再在其上敷一层半导体，经过光刻工艺使各正方形感光点下方成为掺杂点，此即为正方形感光点对应的感光电容的一极，平面图如附图6。(2)在CXD芯片忖底上敷上一层二氧化硅，再在其上依次涂上蓝、绿、红三色涂层，如附图7。(3)制作CXD芯片上盖，它也是先在底板上制作铺上极窄的金属条，再敷上二氧化硅层，再在其上敷上半导体层(此层半导体透光)，同样通过光刻工艺各感光点对应的半导体掺杂点，此即正方形感光点对应感光电容的另一极，如附图8。(注意扫描某一个感光点时上盖要给相邻两根金属长条通电而忖底上只需一根金属长条通电。)(4)将上盖借助高倍显微镜对准盖上并沾合固定。综上所述，不可能像制作计算机CPU芯片那样采用较大规模的光纤组，由于制作CCD芯片光刻线路简单，在制作CCD芯片光刻过程中，可长时间将自聚焦光纤出射端直线平移连续工作，故光纤的平移不需用复杂的计算机程序控制，这样可以将多根自聚焦光纤裸尾纤出射端如附图9严格整齐错位排开，并利用高倍显微镜进行综合定位。整个自聚焦光纤出射组大的移动方向为附图9中箭头所示方向，而与之垂直方向仅能作微小进动，这样这种光纤组就能制作高精度CCD芯片。至于军用卫星所用CXD芯片，因为都是采用单色感光，它只是需要比普通CXD芯片更为严 格的光刻工艺。权利要求1.一种自聚焦透镜，其特征在于:由光纤预制棒拉制而成，芯部中心折射率低于芯部边缘折射率，从芯部中心到芯部边缘折射率曲线变化如附图2。2.一种自聚焦光纤，其特征在于:光纤芯部中心折射率低于芯部边缘折射率，从芯部中心到芯部边缘折射率曲线变化如附图2。3.一种微小光斑的制作方法，其特征在于:将入射光经自聚焦透镜汇入自聚焦光纤，将自聚焦光纤局部地方沿不同方向多作转弯以压缩光束以致在自聚焦光纤出射端得到微小光斑。4.一种光刻方法，其特征在于:将多根自聚焦光纤出射端裸纤整齐排列，将各根光纤的入射端由单独的计算机程序控制的电光开关控制入射光的进入以使各根光纤进行各自的光刻，整组光纤进行整个电路芯片进行光刻。5.一种光刻方法，其特征在于:将多根自聚焦光纤光纤尾部裸纤出射端整齐错位排列如附图9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自聚焦透镜，其特征在于：由光纤预制棒拉制而成，芯部中心折射率低于芯部边缘折射率，从芯部中心到芯部边缘折射率曲线变化如附图2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤浩泉，
申请(专利权)人：汤浩泉，
类型：发明
国别省市：