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负性光刻胶原理

又称光致抗蚀剂，是一种由感光树脂、增感剂（见光谱增料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。

原理

光刻胶在接受一定波长的光或者射线时,会相应的发生一种光化学反应或者激励作用。光化学反应中的光吸收是在化学键合中起作用的处于原子外层的电子由基态转入激励态时引起的。对于有机物，基态与激励态的能量差为3~6eV，相当于该能量差的光(即波长为0.2~0.4μm的光)被有机物强烈吸收，使在化学键合中起作用的电子转入激励态。化学键合在受到这种激励时，或者分离或者改变键合对象，发生化学变化。电子束、X射线及离子束(即被加速的粒子)注入物质后，因与物质具有的电子相互作用，能量逐渐消失。电子束失去的能量转移到物质的电子中，因此生成激励状态的电子或二次电子或离子。这些电子或离子均可诱发光刻胶的化学反应。

光刻胶概况

以下内容由赛米莱德为您提供，今天我们来分享光刻胶的相关内容，希望对同行业的朋友有所帮助！

光刻胶又称光致抗蚀剂,是光刻工艺的关键化学品,主要利用光化学反应将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上,被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作,下游主要用于集成电路、面板和分立器件的微细加工,同时在 LED、光伏、磁头及精密传感器等制作过程中也有广泛应用,是微细加工技术的关键性材料。光刻胶的主要成分为树脂、单体、光引发剂及添加助剂四类。其中,树脂约占 50%,单体约占35%,光引发剂及添加助剂约占15%。

光刻胶主要用于图形化工艺

以半导体行业为例,光刻胶主要用于半导体图形化工艺。图形化工艺是半导体制造过程中的核心工艺。图形化可以简单理解为将设计的图像从掩模版转移到晶圆表面合适的位置。

一般来讲图形化主要包括光刻和刻蚀两大步骤,分别实现了从掩模版到光刻胶以及从光刻胶到晶圆表面层的两步图形转移,流程一般分为十步:1.表面准备,2.涂胶,3.软烘焙,4.对准和曝光,5.显影,6.硬烘焙,7.显影检查,8.刻蚀,9.去除光刻胶,10.终检查。

具体来说,在光刻前首先对于晶圆表面进行清洗,主要采用相关的湿化学品,包括氨水等。

晶圆清洗以后用旋涂法在表面涂覆一层光刻胶并烘干以后传送到光刻机里。在掩模版与晶圆进行精准对准以后,光线透过掩模版把掩模版上的图形投影在光刻胶上实现曝光,这个过程中主要采用掩模版、光刻胶、光刻胶配套以及相应的气体和湿化学品。

对曝光以后的光刻胶进行显影以及再次烘焙并检查以后,实现了将图形从掩模版到光刻胶的次图形转移。在光刻胶的保护下,对于晶圆进行刻蚀以后剥离光刻胶然后进行检查,实现了将图形从光刻胶到晶圆的第二次图形转移。

目前主流的刻蚀办法是等离子体干法刻蚀,主要用到含氟和含体。

光刻胶工艺

主要用于半导体图形化工艺，是半导体制造过程中的重要步骤。光刻工艺利用化学反应原理把事先制备在掩模上的图形转印到晶圆，完成工艺的设备光刻机和光刻胶都是占半导体芯片工厂资产的大头。

在目前比较主流的半导体制造工艺中，一般需要40 步以上独立的光刻步骤，贯穿了半导体制造的整个流程，光刻工艺的程度决定了半导体制造工艺的程度。光刻过程中所用到的光刻机是半导体制造中的核心设备。目前，ASML 的NXE3400B售价在一亿欧元以上，媲美一架F35 战斗机。

按曝光波长，光刻胶可分为紫外（300~450 nm）光刻胶、深紫外（160~280 nm）光刻胶、极紫外（EUV，13.5 nm）光刻胶、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。按照应用领域的不同，光刻胶又可以分为印刷电路板（PCB）用光刻胶、液晶显示（LCD）用光刻胶、半导体用光刻胶和其他用途光刻胶。PCB光刻胶技术壁垒相对其他两类较低，而半导体光刻胶代表着光刻胶技术水平。

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