含硅光刻膠

為了避免光刻膠線條的倒塌，線寬越小的光刻工藝，就要求光刻膠的厚度越薄。在20nm技術(shù)節(jié)點，光刻膠的厚度已經(jīng)減少到了100nm左右。但是薄光刻膠不能有效的阻擋等離子體對襯底的刻蝕 [2]  。為此，研發(fā)了含Si的光刻膠，這種含Si光刻膠被旋涂在一層較厚的聚合物材料（常被稱作Underlayer），其對光是不敏感的。曝光顯影后，利用氧等離子體刻蝕，把光刻膠上的圖形轉(zhuǎn)移到Underlayer上，在氧等離子體刻蝕條件下，含Si的光刻膠刻蝕速率遠小于Underlayer，具有較高的刻蝕選擇性 [2]  。含有Si的光刻膠是使用分子結(jié)構(gòu)中有Si的有機材料合成的，例如硅氧烷，，含Si的樹脂等

光刻膠

① 工藝角度普通的光刻膠在成像過程中，由于存在一定的衍射、反射和散射，降低了光刻膠圖形的對比度，從而降低了圖形的分辨率。隨著曝光加工特征尺寸的縮小，入射光的反射和散射對提高圖形分辨率的影響也越來越大。為了提高曝光系統(tǒng)分辨率的性能，人們正在研究在曝光光刻膠的表面覆蓋抗反射涂層的新型光刻膠技術(shù)。該技術(shù)的引入，可明顯減小光刻膠表面對入射光的反射和散射，從而改善光刻膠的分辨率性能，但由此將引起工藝復(fù)雜性和光刻成本的增加。② 曝光系統(tǒng)伴隨著新一代曝光技術(shù)（NGL）的研究與發(fā)展，為了更好的滿足其所能實現(xiàn)光刻分辨率的同時，光刻膠也相應(yīng)發(fā)展。先進曝光技術(shù)對光刻膠的性能要求也越來越高。③光刻膠的鋪展如何使光刻膠均勻地，按理想厚度鋪展在器件表面，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。④光刻膠的材料從光刻膠的材料考慮進行改善。

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光刻膠工藝

主要用于半導(dǎo)體圖形化工藝，是半導(dǎo)體制造過程中的重要步驟。光刻工藝?yán)没瘜W(xué)反應(yīng)原理把事先制備在掩模上的圖形轉(zhuǎn)印到晶圓，完成工藝的設(shè)備光刻機和光刻膠都是占半導(dǎo)體芯片工廠資產(chǎn)的大頭。

在目前比較主流的半導(dǎo)體制造工藝中，一般需要40 步以上獨立的光刻步驟，貫穿了半導(dǎo)體制造的整個流程，光刻工藝的先進程度決定了半導(dǎo)體制造工藝的先進程度。光刻過程中所用到的光刻機是半導(dǎo)體制造中的核心設(shè)備。目前，ASML 的NXE3400B售價在一億歐元以上，媲美一架F35 戰(zhàn)斗機。

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。按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同，光刻膠又可以分為印刷電路板（PCB）用光刻膠、液晶顯示（LCD）用光刻膠、半導(dǎo)體用光刻膠和其他用途光刻膠。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)先進水平。

光刻膠的主要技術(shù)參數(shù)

1、分辨率:區(qū)別硅片表面相鄰圖形特性的能力，一般用關(guān)鍵尺寸來衡量 分辨率。形成的關(guān)鍵尺寸越小，光刻膠的分辨率越好。

2、對比度:指光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的陡度。對比度越好，形成圖形的側(cè)壁越陡峭，分辨率越好。

3、敏感度:光刻膠上產(chǎn)生一 個良好的圖形所需一 定波長的小能量值(或小曝光量)。單位:焦/平方厘米或mJ/cm2.光刻膠

的敏感性對于波長更短的深紫外光(DUV)、極深紫外光(EUV)等尤為重要。

4、粘滯性/黏度:衡量光刻膠流動特性的參數(shù)。粘滯性隨著光刻膠中的溶劑的減少而增加;高的粘滯性會產(chǎn)生厚的光刻膠;越小的

粘滯性，就有越均勻的光刻膠厚度。

5、粘附性:表征光刻膠粘著于襯底的強度。光刻膠的粘附性不足會導(dǎo)致硅片表面的圖形變形。

6、抗蝕性:光刻膠必須保持它的粘附性，在后續(xù)的刻蝕I序中保護襯底表面。

7、表面張力:液體中將表面分子拉向液體主體內(nèi)的分子間吸引力。光刻膠應(yīng)該具有比較小的表面張力，使光刻膠具有良好的流動性和覆蓋。

8、存儲和傳送:能量可以啟動光刻膠。應(yīng)該存儲在密閉、低溫、不透光的盒中。 同時必須規(guī)定光刻膠的閑置期限和存貯溫度環(huán)境。

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