专利名称：圆片上图案的制作方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及微细加工制造技术领域，特别涉及一种圆片上图案的制作方法及其应用。
背景技术：
目前，可用于刻录的光盘是在塑料圆片上涂一层光敏胶制造而成的，将可用于刻录的光盘放在光盘刻录机中，在较强激光束的照射下，记录介质光敏胶产生变化形成光斑，光斑的有无代表0和1，从而实现对信息的存储。在光敏胶上形成由光斑构成的信道，实际上是一种显微斑点图案，刻录的光盘也只用于信息的存储。在现有技术中，一般的集成电路的制作方法主要是光学投影制作方法，其制作步骤包括制作一套不同的掩模图形板，通过掩模投影在涂有光刻胶层的硅片上形成相应的图案，把感光过的硅片进行扩散、掺杂等工艺，完成对感光图形的固定，洗掉原来光刻胶，重新在硅片上涂新的光刻胶，再使用不同的掩模图形板重复上述步骤，从而制作出一片集成电路；在制作过程中，无中心孔的硅圆片是通过切去其上一部分形成一直边实现定位的，每个硅片需要10～20个掩模版，掩模版包括几十甚至上百个工艺流程，如果一个掩模版偏离几分之一微米，则造成整个硅片报废，由于前述原因，所以集成电路制作过程复杂，生产效率低，而废品率很高。集成电路的规模越来越大，对集成电路线宽的要求也越来越小，采用上述方法已经接近物理极限。此外，在现有的集成电路硅片的制造方法中，是先用刀具对圆柱形单晶硅棒进行切割而得到硅晶片，再在研磨机上用磨粒研磨其两表面，以除去切片工艺中所产生的凹凸不平与损伤并提高其平行度。这种硅片要用腐蚀法除去研磨加工时形成的损伤层，再用化学机械抛光法进行镜面加工。由于硅材料硬而脆，在切割过程中极易破脆或产生裂纹造成废品，工艺过程难于控制，生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种在带中心孔的圆片上制作图案的方法；所述图案可以是集成电路。
本发明的另一目的在于提供一种上述圆片上图案制作方法的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现本圆片上图案的制作方法包括下述步骤(1)加工带中心孔的圆片；(2)在圆片涂上光敏胶制成可刻录的光盘；(3)用光盘刻录机在可刻录的光盘上刻录出图案；(4)将刻录有图案的光盘显影。
为了更好地实现本发明，所述步骤(1)中带中心孔的圆片可采用透光材料制成，且在步骤(4)中将刻录有图案的光盘显影制成掩模版，并将掩模版套对在经表面处理(例如氧化或电镀工艺)形成薄膜并在所述薄膜上涂上光敏胶的半导体圆片上，用光源对掩模版确定的区域进行照射曝光，再将已曝光的半导体圆片置于显影液中显影，然后对半导体圆片进行刻蚀，或扩散掺杂之后再将半导体圆片涂上光敏胶制成可刻录的半导体光盘；再用光盘刻录机在可刻录的半导体光盘上刻录出图案；将刻录有图案的半导体圆片置于显影液中显影，然后对半导体圆片上的薄膜材料进行刻蚀，形成集成电路图案；上述过程可以进行多次，形成多层集成电路图案。
为了更好地实现本发明，所述步骤(1)中带中心孔的圆片采用半导体材料，如硅、锗、或半导体化合物等制成，且在步骤(4)中将刻录有图案的半导体圆片置于显影液中显影，然后对半导体圆片进行刻蚀，或扩散掺杂表面处理形成一层薄膜之后再将半导体圆片涂上光敏胶制成可刻录的光盘，再用光盘刻录机在可刻录的光盘上刻录出图案，再将刻录有图案的半导体圆片置于显影液中显影，然后对半导体圆片上的薄膜材料进行刻蚀，形成集成电路图案；上述过程可以进行多次，形成多层集成电路图案。
所述用以制造圆片的透光材料可为如玻璃、氧化物陶瓷、透明塑料等，所述圆片的加工方法可采用现有一般的光盘制作方法，即是通过切割圆形棒材制成所述圆片。
所述用以制造圆片的半导体材料可为硅、锗、或半导体化合物等，所述圆片的加工方法可为将液态半导体材料输送到圆片成形模具中，液体半导体材料凝固之后制成所述圆片。这种制备圆片的方法与切割棒材制成圆片的方法相比，由液态材料直接制成圆片，减少了制作过程的工序，提高了圆片的生产效率和产品质量，废品率大为降低。
所述光盘刻录机的光源可以是激光、蓝光、紫外线，也可以用射线或电子束代替刻录机中的光源。
上述方法可应用于制造集成电路。
本发明的作用原理是本圆片上图案的制作方法主要是利用激光(或其它光源)可在带中心孔的圆片上形成光斑的原理来实现图案的制作，其定位过程与常规信息记录的光盘的定位方法相同，激光照射在光盘上形成的光斑即可以作为对信息的记录，也可以作为信息记录的定位标记。当驱动光盘转动的中心的电机不转动时，光盘也不转动，只有丝杠带动激光头在刻录机中径向运动时，并且激光头连续发光，则在光盘上刻录出过中心的径向直线；当丝杠不转动，激光头在刻录机中径向位置不变，驱动光盘转动的中心的电机转动时，光盘也转动，并且激光头连续发光，则在光盘上刻录出以光盘中心为圆心的圆；当丝杠带动激光头在刻录机中径向运动，同时驱动光盘转动的中心的电机带动光盘转动，而且激光头相对于光盘的运动满足极坐标的直线方程，并且激光头连续发光，则可以在光盘任何位置上刻录出直线。在制作多层图案时，也采用第一次刻录的定位信息进行定位，则可保证多层图案位置对应关系。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果(1)本发明提供了一种全新的高效可靠的微细加工制造方法，利用本方法可在带中心孔的圆片上任意制作出所需的图案。
(2)本发明可将计算机设计的图形，通过刻录机直接制造出集成线路图案，操作过程简单，非常便于实施。
(3)本发明可将半导体材料制成可刻录的光盘，再用光盘刻录机在可刻录的半导体光盘上刻录出集成电路图案，利用了刻录机可以读写信息的功能，既实现了信息的存储，又实现了图案刻录的动态定位，光刻过程效率高，所使用的设备简易，简化了集成电路的制作流程，投资少，成本低，适合于大规模的生产应用。
(4)与现有掩模版的集成电路制造方法相比，本发明方法易于制成较复杂图案和更细小尺寸的集成电路图案，精度高，质量稳定可靠。
(5)本发明可根据需要制造生产不同形式的集成电路图案，应用范围极其广泛，市场前景较好。
图1是本发明所用的圆片成形模具的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1采用透光良好的玻璃制成有中心孔的圆片，尺寸与120mm的光盘一致，然后将玻璃圆片涂上光敏胶制成可刻录的光盘；再用光盘刻录机在玻璃光盘上刻录出圆片上二氧化硅薄膜需要刻蚀的图案，光盘刻录机中的光源为波长为650nm的激光；再将刻录有图案的玻璃光盘显影制成掩模版；同样的方法制出金属铝布线的掩模版。然后将对应二氧化硅薄膜层刻蚀图案的玻璃圆片掩模版套对在经氧化涂有光敏胶的硅圆片上，用光源对掩模版确定的区域进行照射曝光，再将硅圆片置于显影液中显影；然后对硅圆片进行刻蚀，再去除硅圆片上硬化了的光刻胶；在硅圆片上蒸镀一层金属铝，在硅圆片的金属铝上涂上光敏胶，然后将对应金属铝布线的掩模版套对在涂有光敏胶和蒸镀有金属铝的硅圆片上，用光源对掩模版确定的区域进行照射曝光，再将硅圆片置于显影液中显影，然后对硅圆片上的金属铝进行刻蚀形成铝布线制造出集成电路，再用激光将集成电路单元分切，最后去除集成电路硅片上硬化了的光敏胶。
实施例2首先采用图1所示模具来成形所需的硅圆片。如图1所示，阳模1和阳模2置于阴模3中，给加热元件4通电对模具预热，热电偶5可以采集到阴模3上的温度，达到设定温度之后将阳模1从阴模3中向上退出，阳模2留在阴模3中的底部位置，向阴模3中浇入液态硅，液态硅过热的温度为1500℃，浇入阴模3中不会立即凝固，然后阳模1压在液体硅上。根据温度采集传感器采集的温度，判断是否给冷却管6中通水冷却阴模3或给加热元件4通电对阴模3加热，保证模腔中的液态硅不会向阴模3的模壁上结晶。阳模2是用单晶硅材料制造的，对其内孔通水冷却，由于阳模2的温度最低，在模腔中的液态硅中形成由上向下的热流场，液态硅向阳模2的表面结晶并形成单晶片。然后阳模1退出阴模3，阳模2将硅单晶片卸出阴模3，由于阳模1和阳模2与硅材料接触的工作端面抛光成镜面，获得的硅单晶片表面平面度高，再加工出光盘具有的中心孔，然后进行化学抛光之后获得可制造集成电路的硅圆片。再将硅圆片氧化生成绝缘层，然后将硅圆片涂上光敏胶制成可刻录的光盘；再用光盘刻录机在硅圆片上刻录出定位信息之后再刻录出二氧化硅需要刻蚀的线条图案；再将刻录有图案的硅圆片显影，显影时保留定位信息；然后对半导体圆片进行刻蚀，再去除硅圆片上硬化了的光刻胶。然后在硅圆片上蒸镀一层金属铝，在硅圆片的金属铝上涂上光敏胶，再用光盘刻录机在硅圆片上刻录出金属铝布线需要刻蚀的线条图案，并根据保留的定位信息实现铝布线刻蚀的定位，再将硅圆片置于显影液中显影，然后对硅圆片上的金属铝进行刻蚀形成铝布线制造出集成电路，再用激光将集成电路单元分切，最后去除集成电路硅片上硬化了的光敏胶。
权利要求
1.一种圆片上图案的制作方法，其特征在于包括下述步骤(1)加工带中心孔的圆片；(2)在圆片涂上光敏胶制成可刻录的光盘；(3)用光盘刻录机在可刻录的光盘上刻录出图案；(4)将刻录有图案的光盘显影。
2.根据权利要求1所述的圆片上图案的制作方法，其特征在于步骤(4)中将刻录有图案的光盘显影制成掩模版，并将掩模版套对在经表面处理形成薄膜并在所述薄膜上涂上光敏胶的半导体圆片上，用光源对掩模版确定的区域进行照射曝光，再将已曝光的半导体圆片置于显影液中显影，然后对半导体圆片进行刻蚀，或扩散掺杂之后再将半导体圆片涂上光敏胶制成可刻录的半导体光盘；再用光盘刻录机在可刻录的半导体光盘上刻录出图案；将刻录有图案的半导体圆片置于显影液中显影，然后对半导体圆片上的薄膜材料进行刻蚀，形成集成电路图案。
3.根据权利要求1所述的圆片上图案的制作方法，其特征在于步骤(4)中将刻录有图案的半导体圆片置于显影液中显影，然后对半导体圆片进行刻蚀，或扩散掺杂表面处理形成一层薄膜之后再将半导体圆片涂上光敏胶制成可刻录的光盘，再用光盘刻录机在可刻录的光盘上刻录出图案，再将刻录有图案的半导体圆片置于显影液中显影，然后对半导体圆片上的薄膜材料进行刻蚀，形成集成电路图案。
4.根据权利要求2或3所述的圆片上图案的制作方法，其特征在于所述操作过程进行多次，形成多层集成电路图案。
5.根据权利要求1所述的圆片上图案的制作方法，其特征在于所述圆片的材料为透光的玻璃、氧化物陶瓷、透明塑料或半导体材料。
6.根据权利要求5所述的圆片上图案的制作方法，其特征在于所述圆片的加工方法是将液态半导体材料输送到圆片成形模具中，液体半导体材料凝固之后制成所述圆片。
7.根据权利要求1任一项所述的圆片上图案的制作方法，其特征在于所述光盘刻录机的光源是激光、蓝光、紫外线。
8.一种圆片上图案的制作方法，其特征在于包括下述步骤(1)加工带中心孔的圆片；(2)在圆片涂上光敏胶制成可刻录的光盘；(3)用射线或电子束在可刻录的光盘上刻录出图案；(4)将刻录有图案的光盘显影。
9.权利要求1～8任一项所述的圆片上图案的制作方法的应用，其特征在于用于制造集成电路。
全文摘要
本发明提供一种圆片上图案的制作方法，包括下述步骤(1)加工带中心孔的圆片；(2)在圆片涂上光敏胶制成可刻录的光盘；(3)用光盘刻录机在可刻录的光盘上刻录出图案；(4)将刻录有图案的光盘显影。利用本发明方法可在带中心孔的圆片上任意制作出所需的图案，可用于成形形状较复杂、尺寸更细小的集成电路图案，精度高，质量稳定可靠；操作过程简单，非常便于实施；应用范围极其广泛，市场前景较好。
文档编号G11B7/26GK1527300SQ0314685
公开日2004年9月8日 申请日期2003年9月18日 优先权日2003年9月18日
发明者周照耀 申请人:周照耀