光刻胶知识简介

光刻胶知识简介光刻胶知识介绍：一、光刻胶的定义也叫光致抗蚀剂，是一种光敏混合液，由光敏树脂、感光剂(见光谱感光剂)和溶剂组成。光敏树脂受光照射后，在曝光区域能迅速发生光固化反应，使材料的物理性能，特别是溶解性、亲和性等发生明显变化。经过适当的溶剂处理后，可溶部分被溶解，以获得所需的图像(见光致抗蚀剂成像制版工艺)。二。光刻胶的分类光致抗蚀剂技术复杂，种类繁多。根据其化学反应机理和发展原理，可分为阴胶和阳胶。阴胶在光照后形成不溶物；相反，它不溶于某些溶剂，而且它是正性胶水，在光照后变成可溶物质。利用这一特性，光致抗蚀剂可以用作涂层，以在硅晶片的表面上蚀刻所需的电路图案。根据光敏树脂的化学结构，光刻胶可分为三种类型。光聚合类型烯烃单体在光的作用下产生自由基，自由基进一步引发单体聚合，最终生成聚合物，具有形成正象的特点。光解型含有叠氮醌类化合物的物质在光照后会发生光分解反应，由油溶性变为水溶性，可制成正凝胶。(3)光交联型聚乙烯醇月桂酸酯用作感光材料。在光的作用下，分子中的双键被打开，并在链间交联，形成不溶性网络结构，起到防腐作用。这是典型的负性光刻胶。柯达的KPR口香糖就是这样一种产品。三。光致抗蚀剂的化学性质一种传统的光刻胶：正性光刻胶和负性光刻胶。光致抗蚀剂的组成：树脂/聚合物、光致抗蚀剂中不同材料的粘合剂，以及机械和化学性质(如附着力、膜厚、热稳定性等)。)赋予光致抗蚀剂；光敏剂，光敏剂对光能产生光化学反应；一种保持光致抗蚀剂液态并使其具有良好流动性的溶剂；添加剂用于改变光致抗蚀剂的某些特性，如改善光致抗蚀剂的反射和添加着色剂。负性光刻胶。树脂是聚异戊二烯，一种天然橡胶。溶剂是二甲苯；光敏剂是一种在暴露后释放氮的光敏剂。生成的自由基在橡胶分子之间形成交联。从而变得不溶于显影剂。负光刻胶在曝光区域因溶剂而起泡；在曝光过程中，光致抗蚀剂容易与氮气反应以抑制交联。正性光刻胶。树脂是一种称为线性酚醛树脂的酚醛树脂，它提供光致抗蚀剂的粘附性和耐化学腐蚀性。当没有溶解抑制剂时，线性酚醛树脂会溶解在显影剂中。感光剂是一种感光化合物(PAC，光活性化合物)，最常见的是重氮萘醌(DNQ)，DNQ是一种强溶解抑制剂，曝光前，降低树脂的溶解速度。紫外线曝光后，DNQ在光致抗蚀剂中发生化学分解，成为溶解度增强剂，大大提高了显影剂中的溶解度系数，达到100或更高。这种暴露反应在DNQ产生羧酸，其在显影剂中具有高溶解度。正性光刻胶具有良好的对比度，因此生成的图案具有良好的分辨率。B.化学放大抗蚀剂。树脂是具有化学基团保护的聚乙烯。带有保护基团的树脂不溶于水；光敏剂是一种光酸发生剂。光致抗蚀剂曝光后，曝光区域中PAG的光化学反应将产生酸。当酸在曝光后被热烘焙(PEB，曝光后烘焙)时，它充当化学催化剂以去除树脂上的保护基团，从而将曝光区域中的光致抗蚀剂从不溶于水变为高度溶于含有水作为主要成分的显影剂。化学放大光刻胶的曝光速度非常快，约为DNQ线性酚醛树脂光刻胶的10倍。对短波长光源具有良好的光学灵敏度；提供高对比度的陡峭侧壁；它具有0.25m及以下的高分辨率。四.光硅的技术参数A.分辨硅晶片表面相邻图形特征的能力。分辨率通常用临界尺寸来衡量。形成的关键尺寸越小，光刻胶的分辨率越好。B.对比。指光刻胶从曝光区域向非曝光区域过渡的陡度。对比度越好，形成图案的侧壁越陡，分辨率越好。C.敏感性。在光致抗蚀剂上产生良好图案所需的特定波长光的最小能量值(或最小曝光量)。单位：mJ/cm2或mj/cm2。光致抗蚀剂的灵敏度对于波长较短的深紫外光(DUV)和远紫外光(EUV)尤其重要。D.粘度。测量光刻胶流动特性的参数。随着光刻胶中溶剂的减少，粘度增加。高粘度会产生厚的光刻胶；粘度越小，光刻胶厚度越均匀。光刻胶的比重是衡量光刻胶密度的一个指标。它与光刻胶中的固体含量有关。更高的比重意味着光致抗蚀剂包含更多的固体、更高的粘度和更差的流动性。粘度的单位是泊。光致抗蚀剂通常以厘泊(cps，厘泊为1%泊)测量。百分比泊是绝对粘度。运动粘度率定义为：运动粘度率=绝对粘度率/比重。单位：斯托克斯百分比(CS)=CPS/SG。E.附着力。表征粘附到衬底上的光刻胶的强度。光刻胶附着力不足会导致硅片表面图案变形。光致抗蚀剂的粘附性必须经受住后续工艺(蚀刻、离子注入等)。)。F.防腐蚀。光致抗蚀剂必须保持其粘附性，并在随后的蚀刻过程中保护衬底表面。热稳定性、抗蚀刻性和抗离子轰击性。G.表面张力。将表面分子拉入液体中的分子间吸引力。光致抗蚀剂应该具有相对较小的表面张力，以便光致抗蚀剂具有良好的流动性和覆盖度。H.存储和传输。能量(光和热)可以激活光刻胶。它应该储存在密封、低温、不透明的盒子里。同时，必须规定光刻胶的闲置期和存储温度环境。一旦超过储存时间或更高的温度范围，负极胶将交联，正极胶将遭受光敏延迟。V.光刻胶的应用领域模拟半导体发光二极管微机电系统太阳能光伏微流体生物芯片光电子学/光子学包装六.光刻胶的发展趋势中国微电子和平板显示产业的快速发展，带动了相关产业链配套企业的建立和发展，如光刻胶材料和高纯试剂供应商。尤其是2009年发光二极管的快速发展更有效地促进了光刻胶行业的发展。中国的光致抗蚀剂行业市场在原有的分立器件、集成电路和液晶显示器(液晶屏)的基础上增加了发光二极管，加上潜在的光伏市场。到2010年，中国的光刻胶市场将超过20亿元，占国际光刻胶市场的10%以上。从中国相关行业对光刻胶的需求来看，目前紫外光胶的消费量仍然是主要的。中小型(5m以上技术)、大型集成电路(5m、23m、0.81.2m技术)和分立器件制造企业对紫外负性光刻胶的总需求量将分别达到100 150吨/年。集成电路、液晶显示器的紫外正性光刻胶和发光二极管的紫外正性和负性光刻胶的总需求量在700吨/年和800吨/年之间。然而，随着英特尔大连等几条大尺寸生产线的建立，对超大规模集成电路(VLSI)深紫外248纳米(0.18-0.13微米技术)和193纳米(90纳米、65纳米和45纳米技术)光刻胶的需求正在增加。七.光刻胶的研究方向(1)从技术角度考虑。在普通光刻胶成像过程中，由于一定的衍射、反射和散射，光刻胶图形的对比度降低，从而降低了图形的分辨率。随着曝光处理中特征尺寸的减小，入射光的反射和散射对图案分辨率的提高有越来越大的影响。为了提高曝光系统的分辨率性能，人们正在研究一种新的光致抗蚀剂技术，该技术用抗反射涂层11覆盖曝光的光致抗蚀剂的表面