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發(fā)布時(shí)間：2020-11-11 06:53
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光刻膠的概述
光刻膠也稱為光致抗蝕劑，是一種光敏材料，它受到光照后特性會(huì)發(fā)生改變。光刻膠主要用來將光刻掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓片上。
光刻膠有正膠和負(fù)膠之分。正膠經(jīng)過曝光后，受到光照的部分變得容易溶解，經(jīng)過顯影后被溶解，只留下未受光照的部分形成圖形；而負(fù)膠卻恰恰相反，經(jīng)過曝光后，受到光照的部分會(huì)變得不易溶解，經(jīng)過顯影后，留下光照部分形成圖形。
負(fù)膠在光刻工藝上應(yīng)用早，其工藝成本低、產(chǎn)量高，但由于它吸收顯影液后會(huì)膨脹，導(dǎo)致其分辨率（即光刻工藝中所能形成圖形）不如正膠，因此對于亞微米甚至更小尺寸的加工技術(shù)，主要使用正膠作為光刻膠。
光刻膠定義
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光刻膠是一大類具有光敏化學(xué)作用(或?qū)﹄娮幽芰棵舾?的高分子聚合物材料，是轉(zhuǎn)移紫外曝光或電子束曝照圖案的媒介。光刻膠的英文名為resist，又翻譯為抗蝕劑、光阻等。因?yàn)楣饪棠z的作用就是作為抗刻蝕層保護(hù)襯底表面。光刻膠只是一種形象的說法，因?yàn)楣饪棠z從外觀上呈現(xiàn)為膠狀液體。
光刻膠通常是以薄膜形式均勻覆蓋于基材表面。當(dāng)紫外光或電子束的照射時(shí)，光刻膠材料本身的特性會(huì)發(fā)生改變，經(jīng)過顯影液顯影后，曝光的負(fù)性光刻膠或未曝光的正性光刻膠將會(huì)留在襯底表面，這樣就將設(shè)計(jì)的微納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到了光刻膠上，而后續(xù)的刻蝕、沉積等工藝，就可進(jìn)一步將此圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠下面的襯底上，后再使用除膠劑將光刻膠除去就可以了。
光刻膠按其形成圖形的極性可以分為：正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。正膠指的是聚合物的長鏈分子因光照而截?cái)喑啥替湻肿樱回?fù)膠指的是聚合物的短鏈分子因光照而交鏈長鏈分子。 短鏈分子聚合物可以被顯影液溶解掉，因此正膠的曝光部分被去掉，而負(fù)膠的曝光部分被保留。
光刻膠一般由4部分組成：樹脂型聚合物（resin/polymer），溶劑（solvent），光活性物質(zhì)（photoactive compound，PAC），添加劑（Additive）。 其中，樹脂型聚合物是光刻膠的主體，它使光刻膠具有耐刻蝕性能；溶劑使光刻膠處于液體狀態(tài)，便于涂覆；光活性物質(zhì)是控制光刻膠對某一特定波長光/電子束/離子束/X射線等感光，并發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)；添加劑是用以改變光刻膠的某些特性，如控制膠的光吸收率/溶解度等。
光刻是整個(gè)集成電路制造過程中耗時(shí)長、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。光刻膠是光刻過程重要的耗材，光刻膠的質(zhì)量對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)過刻蝕過程，實(shí)現(xiàn)電路圖形由光刻膠轉(zhuǎn)移到硅片上。在刻蝕過程中，光刻膠起防腐蝕的保護(hù)作用。
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光刻膠的組成
光刻膠一般由4種成分組成:樹脂型聚合物、光活性物質(zhì)、溶劑和添加劑。樹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，對光刻膠的感光度、分辨率等其決定性作用。
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