光刻胶的作用

发布网友 发布时间：2022-04-19 09:47

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热心网友 时间：2023-07-08 16:24

光刻胶是一大类具有光敏化学作用(或对电子能量敏感)的高分子聚合物材料，是转移紫外曝光或电子束曝照图案的媒介。光刻胶的英文名为resist，又翻译为抗蚀剂、光阻等。光刻胶的作用就是作为抗刻蚀层保护衬底表面。光刻胶只是一种形象的说法，因为光刻胶从外观上呈现为胶状液体。
光刻胶通常是以薄膜形式均匀覆盖于基材表面。当紫外光或电子束的照射时，光刻胶材料本身的特性会发生改变，经过显影液显影后，曝光的负性光刻胶或未曝光的正性光刻胶将会留在衬底表面，这样就将设计的微纳结构转移到了光刻胶上，而后续的刻蚀、沉积等工艺，就可进一步将此图案转移到光刻胶下面的衬底上，最后再使用除胶剂将光刻胶除去就可以了。
2. 光刻胶应用范围
光刻胶广泛应用于集成电路(IC)，封装(Packaging)，微机电系统(MEMS)，光电子器件光子器件(Optoelectronics/Photonics)，平板显示器(LED,LCD,OLED)，太阳能光伏(Solar PV)等领域。
3.光刻胶分类及类型
光刻胶按其形成图形的极性可以分为：正性光刻胶和负性光刻胶。
正胶指的是聚合物的长链分子因光照而截断成短链分子；负胶指的是聚合物的短链分子因光照而交链长链分子。 短链分子聚合物可以被显影液溶解掉，因此正胶的曝光部分被去掉，而负胶的曝光部分被保留。
①．紫外光刻胶（Photoresist）：
各种工艺：喷涂专用胶，化学放大胶，lift-off胶，图形反转胶，高分辨率胶，LIGA用胶等。
各种波长: 深紫外(Deep UV)、I线(i-line)、G线(g-line)、长波(longwave)曝光用光刻胶。
各种厚度: 光刻胶厚度可从几十纳米到上百微米。
②. 电子束光刻胶（电子束抗蚀剂）（E-beam resist）
电子束正胶：PMMA胶，PMMA/MA聚合物， LIGA用胶等。
电子束负胶：高分辨率电子束负胶，化学放大胶（高灵敏度电子束胶）等。
③. 特殊工艺用光刻胶（Special manufacture/experimental sample）
电子束曝光导电胶，耐酸碱保护胶，全息光刻用胶，聚酰亚胺胶（耐高温保护胶）等特殊工艺用胶。
④．配套试剂（Process chemicals）
显影液、去胶液、稀释剂、增附剂（粘附剂）、定影液等。
4.光刻胶成分
光刻胶一般由4部分组成：树脂型聚合物（resin/polymer），溶剂（solvent），光活性物质（photoactive compound，PAC），添加剂（Additive）。 其中，树脂型聚合物是光刻胶的主体，它使光刻胶具有耐刻蚀性能；溶剂使光刻胶处于液体状态，便于涂覆；光活性物质是控制光刻胶对某一特定波长光/电子束/离子束/X射线等感光，并发生相应的化学反应；添加剂是用以改变光刻胶的某些特性，如控制胶的光吸收率/溶解度等。
5.光刻胶的主要技术参数
5.1．灵敏度（Sensitivity）
灵敏度是衡量光刻胶曝光速度的指标。光刻胶的灵敏度越高，所需的曝光剂量越小。单位：毫焦/平方厘米或mJ/cm2。
5.2．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) 曝光系统的分辨率。
(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、曝光、显影、后烘等工艺都会影响光刻胶的分辨率。
5.3．对比度（Contrast）
对比度指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度。 对比度越好，越容易形成侧壁陡直的图形和较高的宽高比。
5.4．粘滞性/黏度 （Viscosity）
衡量光刻胶流动特性的参数。黏度通常可以使用光刻胶中聚合物的固体含量来控制。同一种光刻胶根据浓度不同可以有不同的黏度，而不同的黏度决定了该胶的不同的涂胶厚度。
5.5．抗蚀性（Anti-etching）
光刻胶必须保持它的粘附性，在后续的刻蚀工序中保护衬底表面。耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力。
5.6．工艺宽容度（Process latitude）
光刻胶的的前后烘温度、曝光工艺、显影液浓度、显影时间等都会对最后的光刻胶图形产生影响。每一套工艺都有相应的最佳的工艺条件，当实际工艺条件偏离最佳值时要求光刻胶的性能变化尽量小，即有较大的工艺宽容度。 这样的光刻胶对工艺条件的控制就有一定的宽容性。
6.特殊光刻胶介绍
6.1. 化学放大光刻胶（CAR，Chemical Amplified Resist）
化学放大胶中含有一种叫做"光酸酵母"（PAG, Photo Acid Generator）的物质。在光刻胶曝光过程中，PAG分解，首先产生少量的光酸。在曝光后与显影前经过适当温度的烘烤，即后烘（PEB, Post Exposure Baking）这些光酸分子又发连锁反应，产生更多的光酸分子。大量的光酸使光刻胶的曝光部分变成可溶（正胶）或不可溶（负胶）。 主要的化学反应是在后烘过程中发生的，只需要较低的曝光能量来产生初始的光酸，因此化学放大胶通常有很高的灵敏度。
6.2.灰度曝光（Grey Scale Lithography）
灰度曝光可以产生曲面的光刻胶剖面，是制作三维浮雕结构的光学曝光技术之一。灰度曝光的关键在于灰度掩膜板的制作、灰度光刻胶工艺与光刻胶浮雕图形向衬底材料的转移。传统掩膜板只有透光区和不透光区，而灰度掩膜板的透光率则是以灰度等级来表示的。实现灰度掩膜板的方法是改变掩膜的透光点密度。

热心网友 时间：2023-07-08 16:24

光刻开始于一种称作光刻胶的感光性液体的应用。图形能被映射到光刻胶上，然后用一个developer就能做出需要的模板图案。光刻胶又称光致抗蚀剂，是以智能管感光材料，在光的照射与溶解度发生变化。
光刻胶成份
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。根据光刻胶按照如何响应紫外光的特性可以分为两类：负性光刻胶和正性光刻胶。
1、负性光刻胶
主要有聚肉桂酸系（聚酯胶）和环化橡胶系两大类，前者以柯达公司的KPR为代表，后者以OMR系列为代表。
2、正性光刻胶
主要以重氮醌为感光化合物，以酚醛树脂为基体材料。最常用的有AZ-1350系列。正胶的主要优点是分辨率高，缺点是灵敏度、耐刻蚀性和附着性等较差。
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光刻胶的特点
1、在光的照射下溶解速率发生变化，利用曝光区与非曝光区的溶解速率差来实现图形的转移；
2、溶解抑制/溶解促进共同作用；
3、作用的机理因光刻胶胶类型不同而不同；
光刻胶的主要技术参数
1、分辨率：区别硅片表面相邻图形特性的能力，一般用关键尺寸来衡量分辨率。形成的关键尺寸越小，光刻胶的分辨率越好。
2、对比度：指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度。对比度越好，形成图形的侧壁越陡峭，分辨率越好。
3、敏感度：光刻胶上产生一个良好的图形所需一定波长的最小能量值（或最小曝光量）。单位：毫焦/平方厘米或mJ/cm2。光刻胶的敏感性对于波长更短的深紫外光（DUV）、极深紫外光（EUV）等尤为重要。
4、粘滞性/黏度：衡量光刻胶流动特性的参数。粘滞性随着光刻胶中的溶剂的减少而增加；高的粘滞性会产生厚的光刻胶；越小的粘滞性，就有越均匀的光刻胶厚度。
5、粘附性：表征光刻胶粘着于衬底的强度。光刻胶的粘附性不足会导致硅片表面的图形变形。
6、抗蚀性：光刻胶必须保持它的粘附性，在后续的刻蚀工序中保护衬底表面。
7、表面张力：液体中将表面分子拉向液体主体内的分子间吸引力。光刻胶应该具有比较小的表面张力，使光刻胶具有良好的流动性和覆盖。
8、存储和传送：能量可以激活光刻胶。应该存储在密闭、低温、不透光的盒中。同时必须规定光刻胶的闲置期限和存贮温度环境。
光刻胶的主要作用
1、将掩膜板上的图形转移到硅片表面的氧化层；
2、在后续工序中，保护下面的材料（刻蚀或离子注入）。

热心网友 时间：2023-07-08 16:25

光刻胶的作用

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。1954 年由明斯克等人首先研究成功的聚乙烯醇肉桂酸脂就是用于印刷工业的，以后才用于电子工业。光刻胶是一种有机化合物，它被紫外光曝光后，在显影溶液中的溶解度会发生变化。硅片制造中所用的光刻胶以液态涂在硅片表面，而后被干燥成胶膜。

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。正性胶的显影工艺与负性胶显影工艺对比结果示意图

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。基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。

热心网友 时间：2023-07-08 16:26

光刻胶作为半导*造过程中必不可少的材料，主要作用是在光的照射下，其中的感光成分发生化学变化，从而实现将掩膜版上的图形转移到硅片等表面上的目的。光刻胶主要组分有成膜树脂、感光成分、微量添加剂和溶剂，其中成膜树脂用于提供机械性能和抗刻蚀能力；感光组分在光照下发生化学变化，引起溶解速率的改变；微量添加剂包括染料、增粘剂等，用以改善光刻胶性能；溶剂用于溶解各组分，使之均匀混合。

光刻胶按照感光波长可分为紫外、深紫外、极紫外、电子束、离子束以及X射线类光刻胶，目前常用的光刻胶有紫外、深紫外光刻胶，极紫外光刻胶将在10nm及以下节点实现应用。

热心网友 时间：2023-07-08 16:26

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。1954 年由明斯克等人首先研究成功的聚乙烯醇肉桂酸脂就是用于印刷工业的，以后才用于电子工业。光刻胶是一种有机化合物，它被紫外光曝光后，在显影溶液中的溶解度会发生变化。硅片制造中所用的光刻胶以液态涂在硅片表面，而后被干燥成胶膜。

光刻胶应用范围
光刻胶广泛应用于集成电路(IC)，封装(Packaging)，微机电系统(MEMS)，光电子器件光子器件(Optoelectronics/Photonics)，平板显示器(LED,LCD,OLED)，太阳能光伏(Solar PV)等领域。

目的
硅片制造中，光刻胶的目的主要有两个：光刻胶原理，小孔成像！技术源头，古老的相机！

（1）将掩模版图形转移到硅片表面顶层的光刻胶中；

（2）在后续工艺中，保护下面的材料（例如刻蚀或离子注入阻挡层）。