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)機理和顯影原理,可分負性膠和正性膠兩類。光照后形成不可溶物質(zhì)的是負性膠;反之,對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。基于感光樹脂的化學(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。
光分解型
采用含有疊氮醌類化合物的材料,經(jīng)光照后,會發(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。
對比度
對比度(Contrast)指從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的陡度。對比度越好,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)生一個良好的圖形所需一定波長光的zui小能量值(或zui小曝光量)。單位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2。的敏感性對于波長更短的深紫外光(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;運動粘滯率定義為:運動粘滯率=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度。的粘附性不足會導(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現(xiàn)光刻分辨率的同時,也相應(yīng)發(fā)展。*曝光技術(shù)對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,實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
④的材料
從的材料考慮進行改善。