光刻膠介紹

光刻膠介紹

光刻膠(又稱光致抗蝕劑)，是指通過(guò)紫外光、準(zhǔn)分子激光、電子束、離子束、x射線等光源的照射或輻射，其溶解度發(fā)生變化的耐蝕刻材料。光刻膠具有光化學(xué)敏感性，其經(jīng)過(guò)曝光、顯影、刻蝕等工藝，可以將設(shè)計(jì)好的微細(xì)圖形從掩膜版轉(zhuǎn)移到待加工基片。將帶有光刻膠層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)置于去膠機(jī)內(nèi)，在射頻電壓的能量的作用下，灰化氣體被解離為等離子體。因此光刻膠微細(xì)加工技術(shù)中的關(guān)鍵性化工材料，被廣泛應(yīng)用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路的加工制作。生產(chǎn)光刻膠的原料包括光引發(fā)劑（包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑）、光刻膠樹脂、單體和其他助劑等。

光刻膠自1959年被發(fā)明以來(lái)一直是半導(dǎo)體核心材料，隨后被改進(jìn)運(yùn)用到PCB板的制造，并于20世紀(jì)90年代運(yùn)用到平板顯示的加工制造。終應(yīng)用領(lǐng)域包括消費(fèi)電子、家用電器、汽車通訊等。

光刻工藝約占整個(gè)芯片制造成本的35%，耗時(shí)占整個(gè)芯片工藝的40%~60%，是半導(dǎo)體制造中核心的工藝。

以半導(dǎo)體光刻膠為例，在光刻工藝中，光刻膠被均勻涂布在襯底上，經(jīng)過(guò)曝光(改變光刻膠溶解度)、顯影(利用顯影液溶解改性后光刻膠的可溶部分)與刻蝕等工藝，將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上，形成與掩膜版完全對(duì)應(yīng)的幾何圖形。

光刻技術(shù)隨著IC集成度的提升而不斷發(fā)展。在前烘過(guò)程中，由于溶劑揮發(fā)，光刻膠厚度也會(huì)減薄，一般減薄的幅度為10％－20％左右。為了滿足集成電路對(duì)密度和集成度水平的更高要求，半導(dǎo)體用光刻膠通過(guò)不斷縮短曝光波長(zhǎng)以極限分辨率，世界芯片工藝水平目前已跨入微納米級(jí)別，光刻膠的波長(zhǎng)由紫外寬譜逐步至g線（436nm）、i線（365nm）、KrF（248nm）、 ArF（193nm）、F2（157nm），以及達(dá)到EUV(<13.5nm)線水平。

目前，半導(dǎo)體市場(chǎng)上主要使用的光刻膠包括 g 線、i 線、KrF、ArF四類光刻膠，其中，g線和i線光刻膠是市場(chǎng)上使用量較大的。KrF和ArF光刻膠核心技術(shù)基本被日本和美國(guó)企業(yè)所壟斷。

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四、前烘（Soft Bake）

完成光刻膠的涂抹之后，需要進(jìn)行軟烘干操作，這一步驟也被稱為前烘。前烘能夠蒸發(fā)光刻膠中的溶劑溶劑、能使涂覆的光刻膠更薄。

在液態(tài)的光刻膠中，溶劑成分占65％－85％。雖然在甩膠之后，液態(tài)的光刻膠已經(jīng)成為固態(tài)的薄膜，但仍有10％－30％的溶劑，容易沾污灰塵。光刻膠的重要性在北京化工大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)聶俊眼里，我國(guó)雖然已成為世界半導(dǎo)體生產(chǎn)大國(guó)，但面板產(chǎn)業(yè)整體產(chǎn)業(yè)鏈仍較為落后。通過(guò)在較高溫度下進(jìn)行烘培，可以使溶劑從光刻膠中揮發(fā)出來(lái)（前烘后溶劑含量降至5％左右），從而降低了灰塵的沾污。同時(shí)，這一步驟還可以減輕因高速旋轉(zhuǎn)形成的薄膜應(yīng)力，從而提高光刻膠 襯底上的附著性。

在前烘過(guò)程中，由于溶劑揮發(fā)，光刻膠厚度也會(huì)減薄，一般減薄的幅度為10％－20％左右。

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5,顯影液

在已經(jīng)曝光的硅襯底膠面噴淋顯影液，或?qū)⑵浣菰陲@影液中，正膠是曝光區(qū)、而負(fù)膠是非曝光區(qū)的膠膜溶入顯影液，膠膜中的潛影顯現(xiàn)出來(lái)，形成三維圖像。