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光刻膠的分類

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硅片制造中，光刻膠的目的主要有兩個：（1）將掩模版圖形轉移到硅片表面頂層的光刻膠中；（2）在后續工藝中，保護下面的材料（例如刻蝕或離子注入阻擋層）。

分類

光刻膠的技術復雜，品種較多。根據其化學反應機理和顯影原理，可分負性膠和正性膠兩類。光照后形成不可溶物質的是負性膠；反之，對某些溶劑是不可溶的，經光照后變成可溶物質的即為正性膠。圖1是正性膠的顯影工藝與負性膠顯影工藝對比結果示意圖 [2]  。

負性光刻膠原理

又稱光致抗蝕劑，是一種由感光樹脂、增感劑（見光譜增料）和溶劑三種主要成分組成的對光敏感的混合液體。

原理

光刻膠在接受一定波長的光或者射線時,會相應的發生一種光化學反應或者激勵作用。光化學反應中的光吸收是在化學鍵合中起作用的處于原子外層的電子由基態轉入激勵態時引起的。對于有機物，基態與激勵態的能量差為3~6eV，相當于該能量差的光(即波長為0.2~0.4μm的光)被有機物強烈吸收，使在化學鍵合中起作用的電子轉入激勵態。化學鍵合在受到這種激勵時，或者分離或者改變鍵合對象，發生化學變化。電子束、X射線及離子束(即被加速的粒子)注入物質后，因與物質具有的電子相互作用，能量逐漸消失。電子束失去的能量轉移到物質的電子中，因此生成激勵狀態的電子或二次電子或離子。這些電子或離子均可誘發光刻膠的化學反應。

如何選購光刻膠？

光刻加工工藝中為了圖形轉移，輻照必須作用在光刻膠上，通過改變光刻膠材料的性質，使得在完成光刻工藝后，光刻版圖形被在圓片的表面。而加工前，如何選用光刻膠在很大程度上已經決定了光刻的精度。盡管正性膠的分辨力是的，但實際應用中由于加工類型、加工要求、加工成本的考慮，需要對光刻膠進行合理的選擇。

劃分光刻膠的一個基本的類別是它的極性。光刻膠在曝光之后，被浸入顯影溶液中。在顯影過程中，正性光刻膠曝過光的區域溶解得要快得多。理想情況下，未曝光的區域保持不變。負性光刻膠正好相反，在顯影劑中未曝光的區域將溶解，而曝光的區域被保留。正性膠的分辨力往往是的，因此在IC制造中的應用更為普及，但MEMS系統中，由于加工要求相對較低，光刻膠需求量大，負性膠仍有應用市場。

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正性光刻膠的操作工藝

(1)合成醛樹脂。將原料混和甲醛送人不銹鋼釜，加入適量草酸為催化劑，加熱回流反應5～6h，然后減壓蒸餾去除水及未反應的單體酚，得到醛樹脂。(2)合成感光劑。在裝有攪拌器的夾套反應罐中，先將三羥基二苯甲酮和215酰氯加至中攪拌下溶解，待完全溶解后，滴加有機堿溶液做催化劑，控制反應溫度30~35℃，滴加完畢后，繼續反應1h。將反應液沖至水中，感光劑析出，離心分離，干燥。(3)配膠。將合成的樹脂、感光劑與溶劑及添加劑按一定比例混合配膠，然后調整膠的各項指標使之達到要求。后過濾分裝，光刻膠首先經過板框式過濾器粗濾，然后轉入超凈間(100級)進行超凈過濾，濾膜孔徑0.2mm，經超凈過濾的膠液分裝即為成品。