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光刻胶是什么材料

光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一，特别是近年来大规模和超大规模集成电路的发展，更是大大促进了光刻胶的研究开发和应用。印刷工业是光刻胶应用的另一重要领域。

1、光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶。反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。

2、普通的光刻胶在成像过程中，由于存在一定的衍射、反射和散射，降低了光刻胶图形的对比度，从而降低了图形的分辨率。随着***加工特征尺寸的缩小，入射光的反射和散射对提高图形分辨率的影响也越来越大。为了提高***系统分辨率的性能，人们正在研究在***光刻胶的表面覆盖抗反射涂层的新型光刻胶技术。该技术的引入，可明显减小光刻胶表面对入射光的反射和散射，从而改善光刻胶的分辨率性能，但由此将引起工艺复杂性和光刻成本的增加。

负性光刻胶原理

又称光致抗蚀剂，是一种由感光树脂、增感剂（见光谱增料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。

原理

光刻胶在接受一定波长的光或者射线时,会相应的发生一种光化学反应或者激励作用。光化学反应中的光吸收是在化学键合中起作用的处于原子外层的电子由基态转入激励态时引起的。对于有机物，基态与激励态的能量差为3~6eV，相当于该能量差的光(即波长为0.2~0.4μm的光)被有机物强烈吸收，使在化学键合中起作用的电子转入激励态。化学键合在受到这种激励时，或者分离或者改变键合对象，发生化学变化。电子束、X射线及离子束(即被加速的粒子)注入物质后，因与物质具有的电子相互作用，能量逐渐消失。电子束失去的能量转移到物质的电子中，因此生成激励状态的电子或二次电子或离子。这些电子或离子均可诱发光刻胶的化学反应。

光刻胶主要用于图形化工艺

以半导体行业为例,光刻胶主要用于半导体图形化工艺。图形化工艺是半导体制造过程中的核心工艺。图形化可以简单理解为将设计的图像从掩模版转移到晶圆表面合适的位置。

一般来讲图形化主要包括光刻和刻蚀两大步骤,分别实现了从掩模版到光刻胶以及从光刻胶到晶圆表面层的两步图形转移,流程一般分为十步:1.表面准备,2.涂胶,3.软烘焙,4.对准和***,5.显影,6.硬烘焙,7.显影检查,8.刻蚀,9.去除光刻胶,10.终检查。

具体来说,在光刻前首先对于晶圆表面进行清洗,主要采用相关的湿***,包括氨水等。

晶圆清洗以后用旋涂法在表面涂覆一层光刻胶并烘干以后传送到光刻机里。在掩模版与晶圆进行精准对准以后,光线透过掩模版把掩模版上的图形投影在光刻胶上实现***,这个过程中主要采用掩模版、光刻胶、光刻胶配套以及相应的气体和湿***。

对***以后的光刻胶进行显影以及再次烘焙并检查以后,实现了将图形从掩模版到光刻胶的次图形转移。在光刻胶的保护下,对于晶圆进行刻蚀以后剥离光刻胶然后进行检查,实现了将图形从光刻胶到晶圆的第二次图形转移。

目前主流的刻蚀办法是等离子体干法刻蚀,主要用到含氟和含体。

   光刻胶的主要技术参数

1．灵敏度（Sensitivity）

灵敏度是衡量光刻胶***速度的指标。光刻胶的灵敏度越高，所需的***剂量越小。单位：毫焦/平方厘米或mJ/cm2。

2．分辨率（resolution）

区别硅片表面相邻图形特征的能力。一般用关键尺寸（CD，Critical Dimension）来衡量分辨率。形成的关键尺寸越小，光刻胶的分辨率越好。

光刻胶的分辨率是一个综合指标，影响该指标的因素通常有如下3个方面：

(1) ***系统的分辨率。

(2) 光刻胶的对比度、胶厚、相对分子质量等。一般薄胶容易得到高分辨率图形。

(3) 前烘、***、显影、后烘等工艺都会影响光刻胶的分辨率。  

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