光刻膠的應用

光刻膠的應用

       1975年，美國的國際半導體設備與材料協會首先為微電子工業配套的超凈高純化學品制定了國際統一標準——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品中金屬雜質和(塵埃)微粒的要求各有側重，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

    粘性增強負膠的應用是在設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。優于傳統正膠的優勢：控制表面形貌的優異帶寬、任意甩膠厚度都可得到筆直的側壁、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越的分辨率、150 ℃軟烘烤的應用可縮短烘烤時間、優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光膠氣泡、可將一個顯影器同時應用于負膠和正膠、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加工時優異的選擇性以及在離子植入時優異的溫度阻抗，厚度范圍是﹤0.1 ～ 120.0 μm，可在i、g以及h-line波長曝光。

    加工負膠優于正膠的優勢是控制表面形貌的優異帶寬、任意甩膠厚度都可得到筆直的側壁、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越的分辨率、150 ℃軟烘烤的應用可縮短烘烤時間、優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光膠氣泡、可將一個顯影器同時應用于負膠和正膠、優異的溫度阻抗直至180 ℃、在反應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WSTS和SIA統計數據，2016年中國半導體市場規模為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，上游電子化學品（LCD用光刻膠）幾乎全部依賴進口，必須加快面板產業關鍵核心材料基礎研究與產業化進程，才能支撐我國微電子產業未來發展及國際“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、化學抗蝕性，當沒有溶解存在時，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。這種曝光反應會在DNQ中產生羧酸，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

按感光樹脂的化學結構，光刻膠可分為光聚合型光刻膠、光分解型光刻膠和光交聯型光刻膠。在應用中，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單體聚合。

光分解型光刻膠

疊氮醌類化合物，經光照后,會發生光分解反應，由油溶性變為水溶性。

光交聯型光刻膠

聚乙烯醇月桂酸酯，在光的作用下,分子中的雙鍵打開，鏈與鏈之間發生交聯，形成一種不溶性的網狀結構從而起到抗蝕作用。

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。

按應用領域，光刻膠可分為PCB 光刻膠、LCD 光刻膠、半導體光刻膠等。PCB 光刻膠技術壁壘相對其他兩類較低，而半導體光刻膠代表著光刻膠技術的水平。