光刻胶
又称光致抗蚀剂,由感光树脂、增感剂(见光谱增感染料)和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照后,在曝光区能很快地发生光固化反应,使得这种材料的物理性能,特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理,溶去可溶性部分,得到所需图像(见图光致抗蚀剂成像制版过程)。
分类
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。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,可以分为三种类型。
光聚合型
采用烯类单体,在光作用下生成自由基,自由基再进一步引发单体聚合,zui后生成聚合物,具有形成正像的特点。
光分解型
采用含有叠氮醌类化合物的材料,经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性,可以制成正性胶。
光交联型
采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开,并使链与链之间发生交联,形成一种不溶性的网状结构,而起到抗蚀作用,这是一种典型的负性。
参数
分辨率
分辨率英文名: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,的分辨率越好。
对比度
对比度(Contrast)指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。
敏感度
敏感度(Sensitivity)上产生一个良好的图形所需一定波长光的zui小能量值(或zui小曝光量)。单位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2。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。
粘滞性/黏度
粘滞性/黏度(Viscosity)是衡量流动特性的参数。粘滞性随着中的溶剂的减少而增加;高的粘滞性会产生厚的;越小的粘滞性,就有越均匀的厚度。的比重(SG,Specific Gravity)是衡量的密度的指标。它与中的固体含量有关。较大的比重意味着中含有更多的固体,粘滞性更高、流动性更差。粘度的单位:泊(poise),一般用厘泊(cps,厘泊为1%泊)来度量。百分泊即厘泊为粘滞率;运动粘滞率定义为:运动粘滞率=粘滞率/比重。 单位:百分斯托克斯。
粘附性
粘附性(Adherence)表征粘着于衬底的强度。的粘附性不足会导致硅片表面的图形变形。的粘附性必须经受住后续工艺(刻蚀、离子注入等)。
抗蚀性
抗蚀性(Anti-etching)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。
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。应该具有比较小的表面张力(Surface Tension),使具有良好的流动性和覆盖。
应用
模拟半导体(Analog Semiconductors)
发光二极管(Light-Emitting Diodes LEDs)
微机电系统(Microelectromechanical Systems MEMS)
太阳能光伏(Solar Photovoltaics PV)
微流道和生物芯片(Microfluidics & Biochips)
光电子器件/光子器件(Optoelectronics/Photonics)
封装(Packaging)
研究方向
① 工艺角度
普通的在成像过程中,由于存在一定的衍射、反射和散射,降低了图形的对比度,从而降低了图形的分辨率。随着曝光加工特征尺寸的缩小,入射光的反射和散射对提高图形分辨率的影响也越来越大。为了提高曝光系统分辨率的性能,人们正在研究在曝光的表面覆盖抗反射涂层的新型技术 。该技术的引入,可明显减小表面对入射光的反射和散射,从而改善的分辨率性能,但由此将引起工艺复杂性和光刻成本的增加。
② 曝光系统
伴随着新一代曝光技术(NGL)的研究与发展,为了更好的满足其所能实现光刻分辨率的同时,也相应发展。*曝光技术对的性能要求也越来越高。
③的铺展
如何使均匀地,按理想厚度铺展在器件表面,实现工业化生产。
④的材料
从的材料考虑进行改善。
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