光刻膠
光刻膠
又稱光致抗蝕劑,,由感光樹脂,、增感劑(見光譜增感染料)和溶劑三種主要成分組成的對(duì)光敏感的混合液體,。感光樹脂經(jīng)光照后,,在曝光區(qū)能很快地發(fā)生光固化反應(yīng),,使得這種材料的物理性能,,特別是溶解性,、親合性等發(fā)生明顯變化。經(jīng)適當(dāng)?shù)娜軇┨幚?,溶去可溶性部分,,得到所需圖像(見圖光致抗蝕劑成像制版過程)。
分類
光刻膠的技術(shù)復(fù)雜,品種較多,。根據(jù)其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和顯影原理,,可分負(fù)性膠和正性膠兩類。光照后形成不可溶物質(zhì)的是負(fù)性膠,;反之,,對(duì)某些溶劑是不可溶的,經(jīng)光照后變成可溶物質(zhì)的即為正性膠,。利用這種性能,,將光刻膠作涂層,就能在硅片表面刻蝕所需的電路圖形,?;?/span>感光樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu),可以分為三種類型,。
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,,zui后生成聚合物,,具有形成正像的特點(diǎn)。
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?,可以制成正性膠。
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,,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,。
參數(shù)
分辨率
分辨率英文名:resolution。區(qū)別硅片表面相鄰圖形特征的能力,一般用關(guān)鍵尺寸(CD,,Critical Dimension)來衡量分辨率,。形成的關(guān)鍵尺寸越小,的分辨率越好,。
對(duì)比度
對(duì)比度(Contrast)指從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的陡度。對(duì)比度越好,,形成圖形的側(cè)壁越陡峭,,分辨率越好。
敏感度
敏感度(Sensitivity)上產(chǎn)生一個(gè)良好的圖形所需一定波長(zhǎng)光的zui小能量值(或zui小曝光量),。單位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2,。的敏感性對(duì)于波長(zhǎng)更短的深紫外光(DUV)、極深紫外光(EUV)等尤為重要。
粘滯性/黏度
粘滯性/黏度(Viscosity)是衡量流動(dòng)特性的參數(shù),。粘滯性隨著中的溶劑的減少而增加,;高的粘滯性會(huì)產(chǎn)生厚的;越小的粘滯性,,就有越均勻的厚度,。的比重(SG,Specific Gravity)是衡量的密度的指標(biāo),。它與中的固體含量有關(guān),。較大的比重意味著中含有更多的固體,粘滯性更高,、流動(dòng)性更差,。粘度的單位:泊(poise),一般用厘泊(cps,,厘泊為1%泊)來度量,。百分泊即厘泊為粘滯率;運(yùn)動(dòng)粘滯率定義為:運(yùn)動(dòng)粘滯率=粘滯率/比重,。 單位:百分斯托克斯,。
粘附性
粘附性(Adherence)表征粘著于襯底的強(qiáng)度。的粘附性不足會(huì)導(dǎo)致硅片表面的圖形變形,。的粘附性必須經(jīng)受住后續(xù)工藝(刻蝕,、離子注入等)。
抗蝕性
抗蝕性(Anti-etching)必須保持它的粘附性,,在后續(xù)的刻蝕工序中保護(hù)襯底表面,。耐熱穩(wěn)定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力,。
表面張力
液體中將表面分子拉向液體主體內(nèi)的分子間吸引力,。應(yīng)該具有比較小的表面張力(Surface Tension),使具有良好的流動(dòng)性和覆蓋,。
應(yīng)用
模擬半導(dǎo)體(Analog Semiconductors)
發(fā)光二極管(Light-Emitting Diodes LEDs)
微機(jī)電系統(tǒng)(Microelectromechanical Systems MEMS)
太陽能光伏(Solar Photovoltaics PV)
微流道和生物芯片(Microfluidics & Biochips)
光電子器件/光子器件(Optoelectronics/Photonics)
封裝(Packaging)
研究方向
① 工藝角度
普通的在成像過程中,,由于存在一定的衍射、反射和散射,,降低了圖形的對(duì)比度,,從而降低了圖形的分辨率。隨著曝光加工特征尺寸的縮小,,入射光的反射和散射對(duì)提高圖形分辨率的影響也越來越大,。為了提高曝光系統(tǒng)分辨率的性能,人們正在研究在曝光的表面覆蓋抗反射涂層的新型技術(shù) ,。該技術(shù)的引入,,可明顯減小表面對(duì)入射光的反射和散射,,從而改善的分辨率性能,但由此將引起工藝復(fù)雜性和光刻成本的增加,。
② 曝光系統(tǒng)
伴隨著新一代曝光技術(shù)(NGL)的研究與發(fā)展,,為了更好的滿足其所能實(shí)現(xiàn)光刻分辨率的同時(shí),也相應(yīng)發(fā)展,。*曝光技術(shù)對(duì)的性能要求也越來越高,。
③的鋪展
如何使均勻地,按理想厚度鋪展在器件表面,,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),。
④的材料
從的材料考慮進(jìn)行改善。