制作壓力傳感器中用到的簡易雙面光刻對準(zhǔn)技術(shù)

在壓力傳感器的微細(xì)加工技術(shù)中要求在樣品背面的掩膜上光刻出壓力腔窗口的圖形而且與正面圖形嚴(yán)格對準(zhǔn)。待別是在設(shè)計(jì)時必須將力敏電阻安排在膜內(nèi)；有時離開膜邊的距離僅為30P”。正反圖形錯開時，力敏電阻條對壓力靈敏度響應(yīng)便不對稱，甚至有時有可能移到膜外，對壓力便無響應(yīng)。這種錯位既可以有平移錯動，也可以有角度錯開。一般要求對形誤差小于20。30”M．角度偏差約在30以內(nèi)。

國外目前有成套的大型雙面光刻裝置．正反面對準(zhǔn)同時曝光，操作十分方便。國內(nèi)也進(jìn)口了這種雙面光刻機(jī)，但價格昂貴。因此國內(nèi)許多研究傳感器工作者提出了簡易的雙面光刻對準(zhǔn)技術(shù)。對現(xiàn)有朗單面光刻機(jī)不作或只作很小的改動，且只需單光源．因而價廉、操作簡便。光刻圖形質(zhì)量和精度都能滿足要求。

1．單版式雙面光刻技術(shù)

把硅片切出特定的線形輪廓．因壓力傳感器多般使用(oot]硅片．因而比較方便的是沿：(1io)和(110)面切出相互垂直的兩道。(170)是硅片—k切出的原有參考面，只需再切出與傳感器相垂直的一道。(1肋)p型硅M片的兩個垂直參考面出廠時已制備好了，可以直接加以利用

在制作光刻掩膜版時，除作好中央部位(例如芯片問的劃片道上)的對版標(biāo)記圖形外．應(yīng)在正版的邊緣制作與硅片的外輪廓一致的相互垂直的兩道的對準(zhǔn)標(biāo)記。取另一未做圖形的光刻版，使其膠面與正版的圖形面緊貼，曝光后再經(jīng)顯影定形，即得正版的反版。此時反版上既有對版標(biāo)記圖形，也有與硅的外輪廓一致的相互垂直的兩道對腔標(biāo)記，

在普通的光刻機(jī)上放置正版與硅片，將硅片直角邊緣與正版上的直角標(biāo)記吻合并曝光，取下正版裝上反版，并把硅片翻轉(zhuǎn)，同樣利用硅片的直角邊緣與反版上的垂直標(biāo)記對準(zhǔn)曝光。取下硅片經(jīng)顯影、定影、腐蝕去膠．即可在硅片正反面獲得對腔酌對版標(biāo)記圖形。以后的光刻在硅片的正反面獨(dú)立進(jìn)行，與常規(guī)光刻工藝完全相同。由于光刻時每次只需一塊版，故稱為單版式雙面光刻技術(shù)，據(jù)報導(dǎo)，對準(zhǔn)誤差小于15y”。

對壓力傳感器來說，反面光刻實(shí)際是一次，因此只要一塊反面光刻版，版上是硅杯口圖形，一次便可以光刻出該圖形。以后反面便不再二次光刻對版。這樣雙面光刻對準(zhǔn)過程還可以簡化，不必制作僅用于對版與對準(zhǔn)而無實(shí)際掩膜有效圖形的正反兩塊“空”版。第一次正版光刻時，可將圖形邊緣和硅片輪廓的兩條直角邊重合。光刻上圖形以及對版標(biāo)記圖形。當(dāng)進(jìn)行反面光刻時，只需將邊上兩排圖形的邊緣和硅片外輪廓的直角邊重合。這樣正反版圖形就對準(zhǔn)了。當(dāng)然正反版的圖形本身應(yīng)是對準(zhǔn)的。

2．雙版式雙面光刻技術(shù)

制作兩塊僅有對版標(biāo)記圖形的光刻掩膜版稱為上、下版，其中上版是下版的反版。上下版的膠面相對放置，硅片置于其問硅片正反面都徐上光刻膠并用石蠟固定在下版的適當(dāng)位置。利用x—Y微調(diào)將兩塊版上位于硅片輪廓之外的對版標(biāo)記圖形被套準(zhǔn)后，用一套雙面光刻夾具把它們夾緊。一面曝光后，翻轉(zhuǎn)18Do，再進(jìn)行反面的曝光。以后經(jīng)顯影、定影、腐蝕去膠，即可使硅片兩面刻蝕出已經(jīng)對難了的對版標(biāo)記圖形。以后正、反面的光刻只要準(zhǔn)對版標(biāo)記圖形便可以獨(dú)立進(jìn)行。這種對準(zhǔn)技術(shù)精度高，正反面對準(zhǔn)誤差小于3PM。因?yàn)樯?、下版同時使用，雙面對準(zhǔn)一次完成，故稱為“雙版雙面光刻技術(shù)”，適合于工廠規(guī)模生產(chǎn)。