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光刻胶介绍

光刻胶自1959年被发明以来一直是半导体核心材料，随后被改进运用到PCB板的制造，并于20世纪90年代运用到平板显示的加工制造。终应用领域包括消费电子、家用电器、汽车通讯等。

光刻工艺约占整个芯片制造成本的35%，耗时占整个芯片工艺的40%~60%，是半导体制造中核心的工艺。

以半导体光刻胶为例，在光刻工艺中，光刻胶被均匀涂布在衬底上，经过***(改变光刻胶溶解度)、显影(利用显影液溶解改性后光刻胶的可溶部分)与刻蚀等工艺，将掩膜版上的图形转移到衬底上，形成与掩膜版完全对应的几何图形。

光刻技术随着IC集成度的提升而不断发展。为了满足集成电路对密度和集成度水平的更高要求，半导体用光刻胶通过不断缩短***波长以极限分辨率，世界芯片工艺水平目前已跨入微纳米级别，光刻胶的波长由紫外宽谱逐步至g线（436nm）、i线（365nm）、KrF（248nm）、 ArF（193nm）、F2（157nm），以及达到EUV(<13.5nm)线水平。随着12寸***技术节点生产线的兴建和多次***工艺的大量应用，193nm及其它***光刻胶的需求量将快速增加。

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。KrF和ArF光刻胶核心技术基本被日本和美国企业所垄断。

光刻胶：用化学反应进行图像转移的媒介

光刻胶具有光化学敏***，其经过***、显影、刻蚀等工艺，可以将设计好的微细图形从掩膜版转移到待加工基片。

光刻胶和集成电路制造产业链的前端的即为光刻胶专用***，生产而得的不同类型的光刻胶被应用于消费电子、家用电器、信息通讯、汽车电子、航空航天等在内的各个下游终端领域，需求较为分散。

光刻胶基于应用领域不同一般可以分为半导体集成电路（IC）光刻胶、 PCB光刻胶以及LCD光刻胶三个大类。其中， PCB光刻胶占***市场24.5%，半导体IC光刻胶占***市场24.1%，LCD光刻胶占***市场26.6%。

光刻胶去除

半导体器件制造技术中，通常利用光刻工艺将掩膜板上的掩膜图形转移到半导体结构表面的光刻胶层中。通常光刻的基本工艺包括涂胶、***和显影等步骤。

在现有技术中，去除光刻胶层的方法是利用等离子体干法去胶。将带有光刻胶层的半导体结构置于去胶机内，在射频电压的能量的作用下，灰化气体被解离为等离子体。所述等离子体和光刻胶发生反应，从而将光刻胶层去除。

而在一些半导体器件设计时，考虑到器件性能要求，需要对特定区域进行离子注入，使其满足各种器件不同功能的要求。一部分闪存产品前段器件形成时，需要利用前面存储单元cell区域的层多晶硅与光刻胶共同定义掺杂的区域，由于光刻胶是作为高浓度金属掺杂时的阻挡层，在掺杂的过程中，光刻胶的外层吸附了一定浓度的金属离子，这使得光刻胶外面形成一层坚硬的外壳。光刻胶基于应用领域不同一般可以分为半导体集成电路（IC）光刻胶、PCB光刻胶以及LCD光刻胶三个大类。

这层坚硬的外壳可以采取两种现有方法去除:方法一，采用湿法刻蚀，但这种工艺容易产生光刻胶残留；方法二，先通过干法刻蚀去除硬光刻胶外壳，再采用传统的干法刻蚀去光刻胶的方法去除剩余的光刻胶的方法，但是这种方式增加了一步工艺流程，浪费能源，而且降低了生产效率；正胶的图像与掩模板的图像是一致的，故此叫正胶，利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。同时，传统的光刻胶干法刻蚀去除光刻胶时，光刻胶外面的外壳阻挡了光刻胶内部的热量的散发，光刻胶内部膨胀应力增大，导致层多晶硅倒塌的现象。

光刻胶

按感光树脂的化学结构，光刻胶可分为光聚合型光刻胶、光分解型光刻胶和光交联型光刻胶。在应用中，采用不同单体可以形成正、负图案，并可在光刻过程中改变材料溶解性、抗蚀性等。

光聚合型光刻胶

烯类，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合。

光分解型光刻胶

叠氮醌类化合物，经光照后,会发生光分解反应，由油溶性变为水溶性。

光交联型光刻胶

聚乙烯醇月桂酸酯，在光的作用下,分子中的双键打开，链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构从而起到抗蚀作用。

按***波长，光刻胶可分为紫外（300~450 nm）光刻胶、深紫外（160~280 nm）光刻胶、极紫外（EUV，13.5 nm）光刻胶、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X 射线光刻胶等。

按应用领域，光刻胶可分为PCB 光刻胶、LCD 光刻胶、半导体光刻胶等。PCB 光刻胶技术壁垒相对其他两类较低，而半导体光刻胶代表着光刻胶技术的水平。