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光刻工艺主要性一

光刻胶不仅具有纯度要求高、工艺复杂等特征，还需要相应光刻机与之配对调试。一般情况下，一个芯片在制造过程中需要进行10~50道光刻过程，由于基板不同、分辨率要求不同、蚀刻方式不同等，不同的光刻过程对光刻胶的具体要求也不一样，即使类似的光刻过程，不同的厂商也会有不同的要求。现代刻划技术可以追溯到190年以前，1822年法国人Nicephoreniepce在各种材料光照实验以后，开始试图复一种刻蚀在油纸上的印痕（图案)，他将油纸放在一块玻璃片上，玻片上涂有溶解在植物油中的沥青。

针对不同应用需求，光刻胶的品种非常多，这些差异主要通过调整光刻胶的配方来实现。因此，通过调整光刻胶的配方，满足差异化的应用需求，是光刻胶制造商核心的技术。

此外，由于光刻加工分辨率直接关系到芯片特征尺寸大小，而光刻胶的性能关系到光刻分辨率的大小。限制光刻分辨率的是光的干涉和衍射效应。光刻分辨率与***波长、数值孔径和工艺系数相关。

芯片光刻的流程详解（一）

在集成电路的制造过程中，有一个重要的环节——光刻，正因为有了它，我们才能在微小的芯片上实现功能。现代刻划技术可以追溯到190年以前，1822年法国人Nicephore niepce在各种材料光照实验以后，开始试图复一种刻蚀在油纸上的印痕（图案)，他将油纸放在一块玻璃片上，玻片上涂有溶解在植物油中的沥青。经过2、3小时的日晒，透光部分的沥青明显变硬，而不透光部分沥青依然软并可被松香和植物油的混合液洗掉。光刻的工序下面我们来详细介绍一下光刻的工序：一、清洗硅片（WaferClean）清洗硅片的目的是去除污染物去除颗粒、减少其它缺陷，提高光刻胶黏附性基本步骤：化学清洗——漂洗——烘干。通过用强酸刻蚀玻璃板，Niepce在1827年制作了一个d’Amboise主教的雕板相的产品。

Niepce的发明100多年后，即第二次***期间才应用于制作印刷电路板，即在塑料板上制作铜线路。到1961年光刻法被用于在Si上制作大量的微小晶体管，当时分辨率5um，如今除可见光光刻之外，更出现了X-ray和荷电粒子刻划等更高分辨率方法。过去由于我国在开始规划发展集成电路产业上，布局不合理、不完整，特别是生产加工环节的***，而忽视了重要的基础材料、装备与应用研究。

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三、光刻胶涂覆（Photoresist Coating）

光刻胶涂覆通常的步骤是在涂光刻胶之前，先在900-1100度湿氧化。氧化层可以作为湿法刻蚀或B注入的膜版。作为光刻工艺自身的首先过程，一薄层的对紫外光敏感的有机高分子化合物，即通常所说的光刻胶，要涂在样品表面(SiO2)。目前，半导体市场上主要使用的光刻胶包括g线、i线、KrF、ArF四类光刻胶，其中，g线和i线光刻胶是市场上使用量较大的。首先光刻胶被从容器中取出滴布到置于涂胶机中的样品表面，(由真空负压将样品固定在样品台上)，样品然后高速旋转，转速由胶粘度和希望胶厚度确定。在这样的高速下，胶在离心力的作用下向边缘流动。

涂胶工序是图形转换工艺中初的也是重要的步骤。涂胶的质量直接影响到所加工器件的缺陷密度。为了保证线宽的重复性和接下去的显影时间，同一个样品的胶厚均匀性和不同样品间的胶厚一致性不应超过±5nm(对于1.5um胶厚为±0.3%)。

光刻胶的目标厚度的确定主要考虑胶自身的化学特性以及所要图形中线条的及间隙的微细程度。太厚胶会导致边缘覆盖或连通、小丘或田亘状胶貌、使成品率下降。在MEMS中、胶厚(烤后)在0.5-2um之间，而对于特殊微结构制造，胶厚度有时希望1cm量级。当显影后NR9-3000PY显示出负的侧壁角度，是lift-off工艺中比较简易的光刻胶。在后者，旋转涂胶将被铸胶或等离子体胶聚合等方法取代。常规光刻胶涂布工序的优化需要考虑滴胶速度、滴胶量、转速、环境温度和湿度等，这些因素的稳定性很重要。

在工艺发展的早期，负胶一直在光刻工艺中占主导地位，随着VLSI IC和2～5微米图形尺寸的出现，负胶已不能满足要求。随后出现了正胶，但正胶的缺点是粘结能力差。

用正胶需要改变掩膜版的极性，这并不是简单的图形翻转。因为用掩膜版和两种不同光刻胶结合，在晶园表面光刻得到的尺寸是不一样的，由于光在图形周围的衍射效应，使得用负胶和亮场掩膜版组合在光刻胶层上得到的图形尺寸要比掩膜版上的图形尺寸小。事实上，工艺技术水平与国外企业有着很大的差距，尤其是材料及设备都仍依赖进口。用正胶和暗场掩膜版组合会使光刻胶层上的图形尺寸变大。

光刻胶

光刻胶组分及功能

光引发剂

光引发剂吸收光能（辐射能）后经激发生成活性中间体，并进一步引发聚合反应或其他化学反应，是光刻胶的关键组分，对光刻胶的感光度、分辨率等起决定性作用。

树脂

光刻胶的基本骨架，是其中占比较大的组分，主要决定***后光刻胶的基本性能，包括硬度、柔韧性、附着力、***前后对溶剂溶解度的变化程度、光学性能、耐老化性、耐蚀刻性、热稳定性等。

溶剂

溶解各组分，是后续聚合反应的介质，另外可调节成膜。

单体

含有可聚合官能团的小分子，也称之为活性稀释剂，一般参加光固化反应，可降低光固化体系粘度并调节光固化材料的各种性能。