光刻技术的基本原理范例(3篇)

光刻技术的基本原理范文

关键词：集成电路；光刻；工艺；光刻胶

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.011

1绪论

1.1集成电路

集成电路（IntegratedCircuit，简称IC）是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。

1.2光刻

光刻是利用曝光和光刻胶的选择性化学腐蚀，在半导体晶体表面的掩模层刻制出图形的工艺。自从它在1959年被发明以来，就成为半导体工业最有用的工具。迄今为止，基本上所有的集成电路都是通过它制造的。它决定着芯片的最小特征尺寸，占芯片制造时间的40-50%，并且占制造成本的30%。

2光刻的原理

光刻的原理与印相片相同，涂在硅片上的光刻胶相当于相纸，掩模相当于底片。光学光刻是由投影光学系统和掩模版相结合来产生光刻图形的。曝光方式普遍采用分布重复投影式曝光，即将一组图形重复上百次制作在一大片硅片上。

3光刻工艺的基本流程

光刻工艺可分为涂胶、对准和曝光、显影三个基本流程。

3.1涂胶

涂胶就是在圆片衬底上均匀的涂一层一定厚度的光刻胶，要求光刻胶粘附良好，均匀，薄厚适当。一般采用旋转涂敷的方式，将圆片放置在涂胶机的真空卡盘上，液态光刻胶滴在高速旋转的圆片中心，以离心力向外扩展，均匀涂覆在圆片表面。

不同的光刻胶要求不同的旋转涂胶条件，例如最初慢速旋转（例如500rpm），接下来跃变到最大转速3000rpm或者更高。一些光刻胶应用的重要质量指标是时间、速度、厚度、均匀性、颗粒沾污以及光刻胶缺陷，如针孔。

3.2对准和曝光

掩膜版与涂了胶的硅片上的正确位置对准。硅片表面可以是的硅，但通常在其表面有一层事先确定了的图形。将掩膜版和硅片曝光，把掩膜版图形转移到涂胶的硅片上。光能激活了光刻胶中的光敏成分。对准和曝光的重要质量指标是线宽分辨率、套刻精度、颗粒和缺陷。

3.3显影

显影是在硅片表面光刻胶中产生图形的关键步骤。光刻胶上的可溶解区域被化学显影剂溶解，将可见的岛或者窗口图形留在硅片表面。最通常的显影方法是旋转、喷雾、浸润。

一旦光刻胶在硅片上形成图形，就要进行检查以确定光刻胶图形的质量。检查有两个目的：找出光刻胶有质量问题的硅片，描述光刻胶工艺性能以满足规范要求。如果确定胶有缺陷，通过去胶可以把它们除去，硅片也可以返工。

4光刻胶

光刻胶也称为光致抗蚀剂（Photoresist，P.R.）。

凡是在能量束（光束、电子束、离子束等）的照射下，以降解反应为主的光刻胶称为正性光刻胶，交联反应为主的光刻胶称为负性光刻胶。

4.1光刻胶的特性

（1）灵敏度。单位面积上入射的使光刻胶全部发生反应的最小光能量或最小电荷量（对电子束胶），称为光刻胶的灵敏度。灵敏度太低会影响生产效率，所以通常希望光刻胶有较高的灵敏度。但灵敏度太高会影响分辨率。通常负胶的灵敏度高于正胶。

（2）分辨率。光刻工艺中影响分辨率的因素有：光源、曝光方式和光刻胶本身（包括灵敏度、对比度、颗粒的大小、显影时的溶胀、电子散射等）。通常正胶的分辨率要高于负胶。

（3）对比度。灵敏度表示光刻胶区分掩模上亮区和暗区的能力的大小，即对剂量变化的敏感程度。一般光刻胶的对比度在0.9―2.0之间。对于亚微米图形，要求对比度大于1。

4.2光刻胶的材料

光刻胶通常有三种成分：感光化合物、基体材料和溶剂。在感光化合物中有时还包括增感剂。树脂在曝光过程中改变分子结构，感光化合物控制树脂定相的化学反应速度，溶剂使得胶能在圆片上旋转擦敷并形成薄膜。

4.3正性光刻胶和负性光刻胶的比较

（1）光刻胶在曝光之后，被浸入显影溶液中，在显影过程中，正性光刻胶曝过光的区域溶解得要快得多。理想情况下，未曝光的区域保持不变；负性光刻胶正好相反，在显影剂中未曝光的区域将溶解，正胶光刻后线条不变形。显影液会使负胶膨胀，线条变宽。虽然烘烤后能收缩，但易变形。所以负胶不适合2.0微米以下工艺使用。

（2）正胶的针孔密度低，但对衬低的粘附差，通常用六甲基二硅胺（HMDS）作增粘处理。负胶对衬底粘附好，针孔密度较高。

（3）正胶耐化学腐蚀，是良好的掩蔽薄膜。

因此，正胶在IC制造中的应用更为普及。

5光刻工艺的发展

随着社会的进步，各种高新科学技术也在不断的飞速发展中。为了最终能够替代光学光刻的光刻技术，下一代光刻技术正在评估。主要有4种技术以供选择：极紫外（EUV）光刻技术、电子束光刻技术（SCALPEL）、离子束光刻技术和X射线光刻技术。EUV光刻技术用约13nm的紫外光波长获得分辨率为30nm的图形；SCALPEL用已确立的电子束来实现光刻；离子束光刻技术使用离子束进行光刻胶曝光；X射线光刻技术用一个波长为0.1至10nm的X射线投影到一个特殊的掩模上对光刻胶形成图案。

6结论

光刻技术的基本原理范文

关键词报纸资料；数字化管理；光盘存储技术；物理媒介

中图分类号G2文献标识码A文章编号1674-6708（2017）180-0032-02

当前我国已经逐步进入信息化时代，信息量成倍的增长，在信息资料“大爆炸”的背景下，如何科学保存报纸档案，发挥报纸资料本身的作用，是当前相关报社、部门必须思考的问题，其应合理利用蓝光光盘等多种存储技术，建立健全报纸档案数字化归档、存储管理体系。光盘存储方式能够较好地满足人们对于资料保存的要求，具有保密性高、存储与检索方式快捷、投入资本少、维护管理简单等多种优势，因此，在存储报纸档案资料时，应将光盘存储与其他存储方式相统一，确保资料保存管理的有效性。

1光盘存储技术相关概述

光盘存储技术是现代化科技发展的产物，被广泛的应用在报社、证券公司、图书馆等场所，该类场所通常都需要保存大量资料，且保存时间较长。通过运用光盘存储技术，不仅能够较好地满足此要求，且可提升资料保存管理的安全系数。

光盘存储技术主要有以下几种特征：

1）光盘的容量巨大，特别是蓝光光盘，可存储不同的大小的资料，便于工作人员管理。通常而言，DVD盘片的容量约为9.4GB，单面可刻录资料约为4.59GB，BD（蓝光）的容量则更加大，单面单层的BD容量可达25GB，每增加一层，容量增加25GB，最大可达4层。蓝光光盘已经达到27GB[1]，基于双层架构的条件下，可达到45GB，基于四层架构下，可达到90GB，不同容量的光盘被应用在对应的领域中，一般来说，存储报纸档案的光盘是蓝光光盘，其优点有无需占用过多空间、存储时间长、体积小、抗干扰等。与传统光盘技术相比，蓝光光盘以光技术为基础，用于记录或者是读出信息，从记录的角度分析，其介质是可逆的相变结构，可很好地实现记录或者擦除信息，从读与写的角度分析，该技术具有相对的反射率。

2）蓝光光盘兼容性好，光盘属于物理媒介[2]，能够较好的抗干扰，磁场、电、强光等条件不会影响到光盘，能够随身携带，不容易被破坏，属于较为经济的资料保存方式。

3）光盘存储的资料不容易被更改，也不会随意丢失或者损坏，这很好地满足报纸档案资料保存要求。光盘在利用计算机与其他软件的基础上，能够较好地实现档案、数据之间的检索、存储。

2报纸档案数字化中光盘存储技术的实践运用

2.1不损耗报纸档案原件，实现原貌存储

通过光盘阅读或者存储资料时，可有效保障报纸中文字、图片等资料的完整性，在输出或者输入过程中也不会损耗报纸档案原件，与传统的档案袋等存储介质相比，其优势明显。将光盘存储技术应用报纸档案数字化管理工作中，可实现原貌存储，对报纸信息进行完整的复制、存储[3]，确保信息能够更好地被运用。在查询资料时，无需使用资料的原件，只需要查光盘资料即可，进而避免人员对资料的损害，延长报纸档案的使用期限。

2.2保证报纸档案检索的便捷性与安全性

当前报纸不仅有纸质形式，更有数字化电子形式，因此，报纸档案的信息量剧增，传统的资料保存途径与检索途径已经无法很好地满足报社需求，这也从侧面凸显出光盘存储技术的重要性。当前应用得较为广泛的光盘出版体系，以光盘为基础，资料能够随时随地被阅读。工作人员可借助光盘技术，创建单独的报纸档案分类检索软件，通过该软件快速查找到信息，或者根据关键词直接检索。软件本身具备良好的保密性，当用户密码错误时，将无法获取对应的资源，确保资源的合理利用。同时，从资料转化率的角度分析，蓝光光盘能够将报纸档案，以优于DVD的转化速度直接将资料播放到平台上，以确保信息资料的安全性。

2.3实现报纸档案的信息共享

报纸档案收录的资料包含不同行业每天发生的信息，整个信息量庞大，为实现信息最大价值，应重视信息的共享性[4]，报纸信息阅读的受众越多，其价值也就越大，将报纸档案资料存储在光盘中，通过网络等途径传播，进而最大程度上发挥信息资料的作用。同时，当前人们大多通过网络平台阅读新闻，实现报纸档案的信息化管理，及时通过光盘技术传输新闻，可有效扩大报社的影响力，促进报社的持续发展。需要注意的是，为确保蓝光光盘存储数据的安排行，应选择恰当的光盘刻录软件与刻录倍速，在实现档案信息共享的同时，确保信息成功转化。

2.4满足报纸档案的多元化存储需要

报纸档案数字化管理工作的要求会根据不同类型的信息而发生变化，在实际应用过程中，相关工作人员可借助专业软件，对信息资料进行管理。如处理报纸资料的过程中，分为以下三种方式：一是原数据版、二是图片版、三是纯文字版，而光盘技术都能很好地满足这些要求，保障资料的有效存储。

3光盘存储技术用于报纸档案数字化保存管理的未来展望

与传统存储技术相比，光盘存储技术有着多方面的优势，该技术已经被广泛应用于报纸档案数字化管理、图书馆数据库管理等工作中，可有效简化存储工作程序。在未来，光盘存储技术将主要被运用在报纸等资料的数据管理过程中，实现资料的随机检索，借助网络平台进行交流[5]，且存储的信息总量将会成倍的扩大，实现对数据资料进行科学地管理。光盘这一存储介质，特别是蓝光光盘，具有模拟和数字两种记录优点，能够收录报纸中的图片，保障资料的原貌保存。同时，不管是何种形式的报纸档案，光盘技术都能进行一体化管理，进而科学节省存储资料管理工作的人力与物力。

4结论

综上所述，将光盘存储技术用于报纸档案数字化保存管理过程中，不仅能够有效确保资料的完整性，还可提升资料检索速度。随着科学技术的不断发展，光盘存储技术也日趋成熟，相关行业应加大对该技术的重视程度，不断改进存储的物理介质，促使报纸档案资料的保存管理走向自动化与信息化，简化保存管理程序，真正做到省钱省力又高效。

参考文献

[1]林浇浇.浅析广播电视自动播出系统存储技术和维护管理策略[J].计算机光盘软件与应用，2014，21（18）：162-163.

[2]聂慧.基于新环境构成下的图书馆资料存储中光盘媒介研究[J].读写算（教育教学研究），2014，22（28）：461-462.

[3]陈涛.云存储技术在图书馆随书光盘管理工作中的应用[J].科技情报开发与经济，2012，22（5）：59-60，128.

光刻技术的基本原理范文篇3

【关键词】寿山石；“薄意”；雕刻心得

寿山石雕是自然与人工艺术的结合，是极具审美价值的民间艺术品。寿山石雕始于元朝时期，经过明清两朝的发展到现在已经有1500年的历史了，在表现技法上越来越丰富多彩，其表现技法与所表现的内容与形式的关系越来越紧密。其雕刻手法不仅包括圆雕、透雕、镶嵌等手法，还包括浮雕、印钮、微雕以及薄意等手法。相对于这几种雕刻手法来说，在寿山石雕的技艺中，“薄意”技法最为独特，在雕刻领域起着先锋带头的作用。

1“薄意”的始源

寿山石的雕刻要求很高，因为寿山石数量稀少，因此石头本身非常贵重，它的计价方式往往就是石头自身的重量，所以为了减少石头价值的损耗，在雕刻时，不应使用过多的切割手段，应尽量维持石头的原貌。寿山石本身大都具有一定的瑕疵，雕刻者在对寿山石进行雕刻时应尽量消除或回避这些瑕疵，尽可能的保持石头的原状进行雕刻，“平薄”的薄意雕刻技法就是在此基础上产生的。

薄意雕刻技法最早指的是明朝后期出现的寿山石雕“阴刻”技法。这种技法在很长的一段时间里无太多的变化，粗糙，布局呆板是其主要的特征体现，这也是它不被人们重视的原因。薄意技艺趋于成熟是在清朝末年，在此方面石雕艺人林清卿起了重要的推动作用，他把中国画的艺术养分融入雕刻艺术中。

2“薄意”的基本程序

下面我们来了解一下现今薄意雕刻的基本程序。它的制作步骤虽然独特，有专门的规范，但是总的方面类似于其他寿山石雕刻技法：

首先是选材整石：石材的选拔多以名贵石种为主，例如荔枝石、芙蓉以及田黄等。名贵石料无论是它的形状还是色泽都非常珍贵，所以在雕刻过程中尽量保持石料的原貌，对此施以薄意，即在雕刻过程中尽量保持这些宝贵石料的行、色，在保留石材原貌的基础上进行精美的雕刻。这样既有精美的雕刻艺术又能保留石材的原来形状。

第二步是相石墨绘：“相石”就是雕刻者对要雕刻的石材进行构思设计，在构思时除了要比对研究选定石材的外形、纹理以及它的俏色外，还应该尽量避开石材本身的瑕疵与疤痕，所以“相石”又被称之为“审石”。

第三步是开纹雕饰：“以薄取胜，以简见长”是薄意雕刻的主要特征，它最讲究的是刀法的使用，用刀要做到灵活洗练，下刀要做到肯定准确，这也是薄意雕刻的关键所在。在雕刻过程中对于刀型、刀法的选择都有特殊的要求，要精心雕饰一些凸起的画面，不但要使雕饰效果具体形象，还要有立体感。

第四步是磨光：雕刻作品的效果的体现以及它的成功与否，磨光是关键。相对于一般的圆雕，浮雕的磨光来说，薄意的磨光要求更高一些，为了体现石材的优美品质，雕刻者往往要用几种磨光材料进行精心打磨。

薄意的雕刻手法尤其注重意境和气韵，对构图布局进行了尽心设计，典雅和精致是其所强调的重点。寿山石薄意艺术来自于民间，是一种带有浓厚的人文气息的独特艺术，在石头的雕刻过程中融入了中国画的作画原理，在方寸间展示人间现象，它的独到之处除了体现在山石的皴法上，还体现在对树叶的钩点以及人物衣褶的描法等方面。

3“薄意”的造型元素

在造型艺术中石材及石材的使用方式，在很大程度上影响着实现造型元素的种类。严格来说寿山石的色彩、线条、形态、布局构图等构成了它的薄意雕刻的造型元素。

色彩：色泽丰富是寿山石的主要色彩特征，甚至在同一块石头上就可以找到几种不同的颜色。雕刻者通过相石确定作品造型，通过另一种雕刻技巧“巧色”，保持寿山石自然色泽被充分利用，体现它的天然之美，这也是雕刻的重点。对比手法是薄意雕刻“巧色”的常用手法，也就是说雕刻的界线是石色，在不同色彩的部分刻划不同的景物。

线条：要想表达抽象概括物体在形状方面的起伏转折，要体现作品明暗层次的变化，这些都要依靠线条的作用。“薄意”线条的边缘具有明晰的轮廓，不仅有立体感，而且结构感觉微妙细腻，这是运刀垂直切入的效果，不失整体性而独立线条的又具欣赏性，形体在大胆夸张的同时又具有高度概括性。

形态：物体的形状、质地以及它的内部的结构等组成物体的形态特征。石头的形状构成包括石面和石头轮廓的线形，而“薄意”特色的形态造型元素既包括石头的形状还包括石头的肌理。在传统雕刻技艺有一定的传统特征，这在形态和形式方面都有体现。山光水影，人鱼鸟兽，花草树木都是“薄意”的形态和形式在内容方面的体现。“薄意”的另一个主要特征是，浮雕的雕刻虽然浅显，但是其图形背景可以随着光线的变化而相互转换。

布局结构：为了更好地体现作品中各形式因素的位置关系，创作者需要对作品进行布局结构的分析。与传统的中国绘画一样，“薄意”布局构图要遵循的审美原则不仅包括构图的比例平衡、色彩的协调对比，还应注意节奏，既保证审美的多样，还要保证审美的统一。

“薄意”布局构图要考虑到石质、石色、石形、石纹，在石材自身的特征上进行发挥，因此它具有“有限性”。每件雕刻作品的呈现都是雕工经过巧妙的思量，对石材的形色以及石材自身的瑕疵进行仔细推敲，反复构图而成的。所以在欣赏“薄意”雕刻作品时，不仅要欣赏它的布局构图之美，还要站在不同的角度欣赏作品。如图3所示作品《十二生肖》等都是在充分在考虑石材基础上进行的创作。