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發(fā)布時(shí)間:2020-11-01 13:12  





光刻是整個(gè)集成電路制造過(guò)程中耗時(shí)長(zhǎng)、難度大的工藝,耗時(shí)占IC制造50%左右,成本約占IC生產(chǎn)成本的1/3。光刻膠是光刻過(guò)程重要的耗材,光刻膠的質(zhì)量對(duì)光刻工藝有著重要影響。
光刻是將圖形由掩膜版上轉(zhuǎn)移到硅片上,為后續(xù)的刻蝕步驟作準(zhǔn)備。在光刻過(guò)程中,需在硅片上涂一層光刻膠,經(jīng)紫外線曝光后,光刻膠的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,在通過(guò)顯影后,被曝光的光刻膠將被去除,從而實(shí)現(xiàn)將電路圖形由掩膜版轉(zhuǎn)移到光刻膠上。再經(jīng)過(guò)刻蝕過(guò)程,實(shí)現(xiàn)電路圖形由光刻膠轉(zhuǎn)移到硅片上。在刻蝕過(guò)程中,光刻膠起防腐蝕的保護(hù)作用。
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光刻膠的組成部分
光刻膠一般由4種成分組成:樹(shù)脂型聚合物、光活性物質(zhì)、溶劑和添加劑。樹(shù)脂是光刻膠中占比較大的組分,構(gòu)成光刻膠的基本骨架,主要決定曝光后光刻膠的基本性能,包括硬度、柔韌性、附著力、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性等。光活性物質(zhì)是光刻膠的關(guān)鍵組分,對(duì)光刻膠的感光度、分辨率等其決定性作用。
分辨率、對(duì)比度和敏感度是光刻膠的核心技術(shù)參數(shù)。隨著集成電路的發(fā)展,芯片制造特征尺寸越來(lái)越小,對(duì)光刻膠的要求也越來(lái)越高。光刻膠的核心技術(shù)參數(shù)包括分辨率、對(duì)比度和敏感度等。為了滿足集成電路發(fā)展的需要,光刻膠朝著高分辨率、高對(duì)比度以及高敏感度等方向發(fā)展。
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光刻膠
在曝光過(guò)程中,正性膠通過(guò)感光化學(xué)反應(yīng),切斷樹(shù)脂聚合體主鏈和從鏈之間的聯(lián)系,達(dá)到削弱聚合體的目的,所以曝光后的光刻膠在隨后顯影處理中溶解度升高。曝光后的光刻膠溶解速度幾乎是未曝光的光刻膠溶解速度的10倍。而負(fù)性膠,在感光反應(yīng)過(guò)程中主鏈的隨機(jī)十字鏈接更為緊密,并且從鏈下墜物增長(zhǎng),所以聚合體的溶解度降低。見(jiàn)正性膠在曝光區(qū)間顯影,負(fù)性膠則相反。負(fù)性膠由于曝光區(qū)間得到保留,漫射形成的輪廓使顯影后的圖像為上寬下窄的圖像,而正性膠相反,為下寬上窄的圖像。
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光刻膠分類概述
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基于感光樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu),光刻膠可以分為三種類型。
①光聚合型,采用烯類單體,在光作用下生成自由基,自由基再進(jìn)一步引發(fā)單體聚合,然后生成聚合物,具有形成正像的特點(diǎn)。
②光分解型,采用含有疊氮醌類化合物的材料,經(jīng)光照后,會(huì)發(fā)生光分解反應(yīng),由油溶性變?yōu)樗苄裕梢灾瞥烧阅z。
③光交聯(lián)型,采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,其分子中的雙鍵被打開(kāi),并使鏈與鏈之間發(fā)生交聯(lián),形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而起到抗蝕作用,這是一種典型的負(fù)性光刻膠。