光刻膠

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1959 年被發(fā)明以來就成為半導體工業(yè)核心的工藝材料之一。隨后光刻膠被改進運用到印制電路板的制造工藝,成為 PCB 生產(chǎn)的重要材料。

二十世紀 90 年代,光刻膠又被運用到平板顯示的加工制作,對平板顯示面板的大尺寸化、高精細化、彩色化起到了重要的推動作用。

在半導體制造業(yè)從微米級、亞微米級、深亞微米級進入到納米級水平的過程中,光刻膠也起著舉足輕重的作用。

總結(jié)來說,光刻膠產(chǎn)品種類多、專用性強,需要長期技術(shù)積累,對企業(yè)研發(fā)人員素質(zhì)、行業(yè)經(jīng)驗、技術(shù)儲備等都具有極高要求,企業(yè)需要具備光化學、有機合成、高分子合成、精制提純、微量分析、性能評價等技術(shù),具有極高的技術(shù)壁壘。

光刻膠的生產(chǎn)步驟

1、準備基質(zhì)：在涂布光阻劑之前，硅片一般要進行處理，需要經(jīng)過脫水烘培蒸發(fā)掉硅片表面的水分，并涂上用來增加光刻膠與硅片表面附著能力的化合物以及硅二乙胺。

2、涂布光阻劑（photo resist）：將硅片放在一個平整的金屬托盤上，托盤內(nèi)有小孔與真空管相連，硅片就被吸在托盤上，這樣硅片就可以與托盤一起旋轉(zhuǎn)。

3、軟烘干：也稱前烘。在液態(tài)的光刻膠中，溶劑成分占65％－85％，甩膠之后雖然液態(tài)的光刻膠已經(jīng)成為固態(tài)的薄膜，但仍有10％－30％的溶劑，容易玷污灰塵。通過在較高溫度下進行烘培，可以使溶劑從光刻膠中揮發(fā)出來，從而降低了灰塵的玷污。

4、曝光：曝光過程中，光刻膠中的感光劑發(fā)生光化學反應(yīng)，從而使正膠的感光區(qū)、負膠的非感光區(qū)能夠溶解于顯影液中。正性光刻膠中的感光劑DQ發(fā)生光化學反應(yīng)，變?yōu)橐蚁┩?，進一步水解為茚并羧酸，羧酸對堿性溶劑的溶解度比未感光的感光劑高出約100倍，同時還會促進酚醛樹脂的溶解。于是利用感光與未感光的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(zhuǎn)移。

5、顯影（development） ：經(jīng)顯影，正膠的感光區(qū)、負膠的非感光區(qū)溶解于顯影液中，曝光后在光刻膠層中的潛在圖形，顯影后便顯現(xiàn)出來，在光刻膠上形成三位圖形。為了提高分辨率，幾乎每一種光刻膠都有專門的顯影液，以保證高質(zhì)量的顯影效果。

6、硬烘干：也稱堅膜。顯影后，硅片還要經(jīng)過一個高溫處理過程，主要作用是除去光刻膠中剩余的溶劑，增強光刻膠對硅片表面的附著力，同時提高光刻膠在刻蝕和離子注入過程中的抗蝕性和保護能力。

7、刻（腐）蝕或離子注入

8、去膠：刻蝕或離子注入之后，已經(jīng)不再需要光刻膠作保護層，可以將其除去，稱為去膠，分為濕法去膠和干法去膠，其中濕法去膠又分去膠和無機溶劑去膠。

如何選購光刻膠？

光刻加工工藝中為了圖形轉(zhuǎn)移，輻照必須作用在光刻膠上，通過改變光刻膠材料的性質(zhì)，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(jīng)決定了光刻的精度。盡管正性膠的分辨力是的，但實際應(yīng)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(qū)域溶解得要快得多。理想情況下，未曝光的區(qū)域保持不變。負性光刻膠正好相反，在顯影劑中未曝光的區(qū)域?qū)⑷芙?，而曝光的區(qū)域被保留。正性膠的分辨力往往是的，因此在IC制造中的應(yīng)用更為普及，但MEMS系統(tǒng)中，由于加工要求相對較低，光刻膠需求量大，負性膠仍有應(yīng)用市場。

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