光刻膠的應(yīng)用

光刻膠的應(yīng)用

       1975年，美國的國際半導(dǎo)體設(shè)備與材料協(xié)會首先為微電子工業(yè)配套的超凈高純化學(xué)品制定了國際統(tǒng)一標準——SEMI標準。利用感光與未感光光刻膠對堿性溶劑的不同溶解度，就可以進行掩膜圖形的轉(zhuǎn)移。1978年，德國的伊默克公司也制定了MOS標準。兩種標準對超凈高純化學(xué)品中金屬雜質(zhì)和(塵埃)微粒的要求各有側(cè)重，分別適用于不同級別IC的制作要求。其中，SEMI標準更早取得世界范圍內(nèi)的普遍認可。

負性光刻膠

負性光刻膠

    負性光刻膠分為粘性增強負性光刻膠、加工負性光刻膠、剝離處理用負性光刻膠三種。

    A、粘性增強負性光刻膠

    粘性增強負膠的應(yīng)用是在設(shè)計制造中替代基于聚異戊二烯雙疊氮的負膠。粘性增強負膠的特性是在濕刻和電鍍應(yīng)用時的粘附力；很容易用光膠剝離器去除，厚度范圍是﹤0.1 ～ 120.0 μm，可在i、g以及h-line波長曝光。

    粘性增強負膠對生產(chǎn)量的影響，消除了基于溶液的顯影和基于溶液沖洗過程的步驟。五、曝光在這一步中，將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進行選擇性地照射。優(yōu)于傳統(tǒng)正膠的優(yōu)勢：控制表面形貌的優(yōu)異帶寬、任意甩膠厚度都可得到筆直的側(cè)壁、具有一次旋涂即可獲得100 μm甩膠厚度、厚膠層同樣可得到優(yōu)越的分辨率、150 ℃軟烘烤的應(yīng)用可縮短烘烤時間、優(yōu)異的光速度進而增強曝光通量、更快的顯影，100 μm的光膠顯影僅需6 ～ 8分鐘、光膠曝光時不會出現(xiàn)光膠氣泡、可將一個顯影器同時應(yīng)用于負膠和正膠、不必使用粘度增強劑。

    i線曝光用粘度增強負膠系列：NP9–250P、NP9–1000P、NP9–1500P、NP9–3000P、NP9–6000P、NP9–8000、NP9–8000P、NP9–20000P。

    g和h線曝光用粘度增強負膠系列：NP9G–250P、NP9G–1000P、NP9G–1500P、NP9G–3000P、NP9G–6000P、NP9G–8000。

    B、加工負膠

    加工負膠的應(yīng)用是替代用于RIE加工及離子植入的正膠。加工負膠的特性在RIE加工時優(yōu)異的選擇性以及在離子植入時優(yōu)異的溫度阻抗，厚度范圍是﹤0.1 ～ 120.0 μm，可在i、g以及h-line波長曝光。

    加工負膠優(yōu)于正膠的優(yōu)勢是控制表面形貌的優(yōu)異帶寬、任意甩膠厚度都可得到筆直的側(cè)壁、具有一次旋涂即可獲得100 μm甩膠厚度、厚膠層同樣可得到優(yōu)越的分辨率、150 ℃軟烘烤的應(yīng)用可縮短烘烤時間、優(yōu)異的光速度進而增強曝光通量、更快的顯影，100 μm的光膠顯影僅需6 ～ 8分鐘、光膠曝光時不會出現(xiàn)光膠氣泡、可將一個顯影器同時應(yīng)用于負膠和正膠、優(yōu)異的溫度阻抗直至180 ℃、在反應(yīng)離子束刻蝕或離子減薄時非常容易地增加能量密度，從而提高刻蝕速度和刻蝕通量、非常容易進行高能量離子減薄、不必使用粘度促進劑。據(jù)WSTS和SIA統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016年中國半導(dǎo)體市場規(guī)模為1659。

    用于i線曝光的加工負膠系列：NR71-250P、NR71-350P、NR71-1000P、NR71-1500P、NR71-3000P、NR71-6000P、NR5-8000。

正性光刻膠

正性光刻膠

正性光刻膠也稱為正膠。目前，上游電子化學(xué)品（LCD用光刻膠）幾乎全部依賴進口，必須加快面板產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心材料基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)化進程，才能支撐我國微電子產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展及國際“地位”的確立。正性光刻膠樹脂是一種叫做線性酚醛樹脂的酚醛甲醛，提供光刻膠的粘附性、化學(xué)抗蝕性，當(dāng)沒有溶解存在時，線性酚醛樹脂會溶解在顯影液中，感光劑是光敏化合物，常見的是重氮萘醌（DNQ）。在曝光前，DNQ是一種強烈的溶解，降低樹脂的溶解速度。在紫外曝光后，DNQ在光刻膠中化學(xué)分解，成為溶解度增強劑，大幅提高顯影液中的溶解度因子至100或者更高。這種曝光反應(yīng)會在DNQ中產(chǎn)生羧酸，它在顯影液中溶解度很高。正性光刻膠具有很好的對比度，所以生成的圖形具有良好的分辨率。

光刻膠

按感光樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)，光刻膠可分為光聚合型光刻膠、光分解型光刻膠和光交聯(lián)型光刻膠。在應(yīng)用中，采用不同單體可以形成正、負圖案，并可在光刻過程中改變材料溶解性、抗蝕性等。

光聚合型光刻膠

烯類，在光作用下生成自由基，自由基再進一步引發(fā)單體聚合。

光分解型光刻膠

疊氮醌類化合物，經(jīng)光照后,會發(fā)生光分解反應(yīng)，由油溶性變?yōu)樗苄浴?

光交聯(lián)型光刻膠

聚乙烯醇月桂酸酯，在光的作用下,分子中的雙鍵打開，鏈與鏈之間發(fā)生交聯(lián)，形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從而起到抗蝕作用。

按曝光波長，光刻膠可分為紫外（300~450 nm）光刻膠、深紫外（160~280 nm）光刻膠、極紫外（EUV，13.5 nm）光刻膠、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X 射線光刻膠等。

按應(yīng)用領(lǐng)域，光刻膠可分為PCB 光刻膠、LCD 光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠等。PCB 光刻膠技術(shù)壁壘相對其他兩類較低，而半導(dǎo)體光刻膠代表著光刻膠技術(shù)的水平。