光刻膠主要用于圖形化工藝

以半導體行業(yè)為例,光刻膠主要用于半導體圖形化工藝。圖形化工藝是半導體制造過程中的核心工藝。圖形化可以簡單理解為將設計的圖像從掩模版轉(zhuǎn)移到晶圓表面合適的位置。

一般來講圖形化主要包括光刻和刻蝕兩大步驟,分別實現(xiàn)了從掩模版到光刻膠以及從光刻膠到晶圓表面層的兩步圖形轉(zhuǎn)移,流程一般分為十步:1.表面準備,2.涂膠,3.軟烘焙,4.對準和曝光,5.顯影,6.硬烘焙,7.顯影檢查,8.刻蝕,9.去除光刻膠,10.終檢查。

具體來說,在光刻前首先對于晶圓表面進行清洗,主要采用相關(guān)的濕化學品,包括氨水等。

晶圓清洗以后用旋涂法在表面涂覆一層光刻膠并烘干以后傳送到光刻機里。在掩模版與晶圓進行精準對準以后,光線透過掩模版把掩模版上的圖形投影在光刻膠上實現(xiàn)曝光,這個過程中主要采用掩模版、光刻膠、光刻膠配套以及相應的氣體和濕化學品。

對曝光以后的光刻膠進行顯影以及再次烘焙并檢查以后,實現(xiàn)了將圖形從掩模版到光刻膠的次圖形轉(zhuǎn)移。在光刻膠的保護下,對于晶圓進行刻蝕以后剝離光刻膠然后進行檢查,實現(xiàn)了將圖形從光刻膠到晶圓的第二次圖形轉(zhuǎn)移。

目前主流的刻蝕辦法是等離子體干法刻蝕,主要用到含氟和含體。

光刻膠的組成

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樹脂( resin/polymer)，光刻膠中不同材料的粘合劑，給與光刻膠的機械與化學性質(zhì)( 如粘附性、膠膜厚度、熱穩(wěn)定性等);感光劑，感光劑對光能發(fā)生光化學反應;溶劑(Solvent),保持光刻膠的液體狀態(tài),使之具有良好的流動性;添加劑( Additive )，用以改變光刻膠的某些特性，如改善光刻膠發(fā)生反射而添加染色劑等。負性光刻膠。樹脂是聚異戊二烯，一-種天然的橡膠;溶劑是;感光劑是一種經(jīng)過曝光后釋放出氮氣的光敏劑，產(chǎn)生的自由基在橡膠分子間形成交聯(lián)。從而變得不溶于顯影液。負性光刻膠在曝光區(qū)由溶劑引起泡漲;曝光時光刻膠容易與氮氣反應而抑制交聯(lián)。

光刻膠分類

1、負性光刻膠

主要有聚酸系(聚酮膠)和環(huán)化橡膠系兩大類，前者以柯達公司的KPR為代表，后者以OMR系列為代表。

2、正性光刻膠

主要以重氮醒為感光化臺物，以酚醛樹脂為基本材料。的有AZ-1350系列。正膠的主要優(yōu)點是分辨率高，缺點是靈敏度、耐刻蝕性和附著性等較差。

3、負性電子束光刻膠

為含有環(huán)氧基、乙烯基或環(huán)硫化物的聚合物。 的是COP膠，典型特性:靈敏度0.3~0.4μC/cm^2 (加速電壓10KV時)、分辨率1.0um、 對比度0.95。限制分辨率

的主要因素是光刻膠在顯影時的溶脹。

4、正性電子束光刻膠

主要為甲酯、烯砜和重氮類這三種聚合物。的是PMMA膠，典型特性:靈敏度40~ 80μC/cm^2 (加速電壓20KV時)、分辨率0.1μm、 對比度2~3。

PMMA膠的主要優(yōu)點是分辨率高。主要缺點是靈敏度低，此外在高溫下易流動，耐干法刻蝕性差。