含硅光刻膠

為了避免光刻膠線條的倒塌，線寬越小的光刻工藝，就要求光刻膠的厚度越薄。在20nm技術(shù)節(jié)點，光刻膠的厚度已經(jīng)減少到了100nm左右。但是薄光刻膠不能有效的阻擋等離子體對襯底的刻蝕 [2]  。為此，研發(fā)了含Si的光刻膠，這種含Si光刻膠被旋涂在一層較厚的聚合物材料（常被稱作Underlayer），其對光是不敏感的。曝光顯影后，利用氧等離子體刻蝕，把光刻膠上的圖形轉(zhuǎn)移到Underlayer上，在氧等離子體刻蝕條件下，含Si的光刻膠刻蝕速率遠(yuǎn)小于Underlayer，具有較高的刻蝕選擇性 [2]  。含有Si的光刻膠是使用分子結(jié)構(gòu)中有Si的有機(jī)材料合成的，例如硅氧烷，，含Si的樹脂等

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。因為光刻膠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，因為光刻膠從外觀上呈現(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，光刻膠材料本身的特性會發(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留在襯底表面，這樣就將設(shè)計的微納結(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斷成短鏈分子；負(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。

光刻膠分類

1、負(fù)性光刻膠

主要有聚酸系(聚酮膠)和環(huán)化橡膠系兩大類，前者以柯達(dá)公司的KPR為代表，后者以O(shè)MR系列為代表。

2、正性光刻膠

主要以重氮醒為感光化臺物，以酚醛樹脂為基本材料。的有AZ-1350系列。正膠的主要優(yōu)點是分辨率高，缺點是靈敏度、耐刻蝕性和附著性等較差。

3、負(fù)性電子束光刻膠

為含有環(huán)氧基、乙烯基或環(huán)硫化物的聚合物。 的是COP膠，典型特性:靈敏度0.3~0.4μC/cm^2 (加速電壓10KV時)、分辨率1.0um、 對比度0.95。限制分辨率

的主要因素是光刻膠在顯影時的溶脹。

4、正性電子束光刻膠

主要為甲酯、烯砜和重氮類這三種聚合物。的是PMMA膠，典型特性:靈敏度40~ 80μC/cm^2 (加速電壓20KV時)、分辨率0.1μm、 對比度2~3。

PMMA膠的主要優(yōu)點是分辨率高。主要缺點是靈敏度低，此外在高溫下易流動，耐干法刻蝕性差。