光刻技術(shù)在半導(dǎo)體制成中占據(jù)很大分量,一起溫顧一下光刻的基礎(chǔ)內(nèi)容。
光刻膠分兩種,一種正光刻膠、一種負(fù)光刻膠,出來(lái)的效果圖如上。
①正性光致抗蝕劑:受光照部分發(fā)生降解反應(yīng)而能為顯影液所溶解。留下的非曝光部分的圖形與掩模版一致。正性抗蝕劑具有分辨率高、對(duì)駐波效應(yīng)不敏感、曝光容限大、針孔密度低和無(wú)毒性等優(yōu)點(diǎn),適合于高集成度器件的生產(chǎn)。②負(fù)性光致抗蝕劑:受光照部分產(chǎn)生交鏈反應(yīng)而成為不溶物,非曝光部分被顯影液溶解,獲得的圖形與掩模版圖形互補(bǔ)。負(fù)性抗蝕劑的附著力強(qiáng)、靈敏度高、顯影條件要求不嚴(yán),適于低集成度的器件的生產(chǎn)。
光刻膠的組成:樹(shù)脂(resin/polymer),光刻膠中不同材料的粘合劑,給與光刻膠的機(jī)械與化學(xué)性質(zhì)(如粘附性、膠膜厚度、熱穩(wěn)定性等);感光劑,感光劑對(duì)光能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng);溶劑(Solvent),保持光刻膠的液體狀態(tài),使之具有良好的流動(dòng)性;添加劑(Additive),用以改變光刻膠的某些特性,如改善光刻膠發(fā)生反射而添加染色劑等。
負(fù)性光刻膠。樹(shù)脂是聚異戊二烯,一種天然的橡膠;溶劑是二甲苯;感光劑是一種經(jīng)過(guò)曝光后釋放出氮?dú)獾墓饷魟?,產(chǎn)生的自由基在橡膠分子間形成交聯(lián)。從而變得不溶于顯影液。負(fù)性光刻膠在曝光區(qū)由溶劑引起泡漲;曝光時(shí)光刻膠容易與氮?dú)夥磻?yīng)而抑制交聯(lián)。
正性光刻膠。樹(shù)脂是一種叫做線性酚醛樹(shù)脂的酚醛甲醛,提供光刻膠的粘附性、化學(xué)抗蝕性,當(dāng)沒(méi)有溶解抑制劑存在時(shí),線性酚醛樹(shù)脂會(huì)溶解在顯影液中;感光劑是光敏化合物(PAC,Photo Active Compound),最常見(jiàn)的是重氮萘醌(DNQ),在曝光前,DNQ 是一種強(qiáng)烈的溶解抑制劑,降低樹(shù)脂的溶解速度。在紫外曝光后,DNQ 在光刻膠中化學(xué)分解,成為溶解度增強(qiáng)劑,大幅提高顯影液中的溶解度因子至 100 或者更高。這種曝光反應(yīng)會(huì)在 DNQ 中產(chǎn)生羧酸,它在顯影液中溶解度很高。正性光刻膠具有很好的對(duì)比度,所以生成的圖形具有良好的分辨率。
光刻膠原料中,雖樹(shù)脂質(zhì)量占比不高,但其控制光刻膠主要成本。ArF樹(shù)脂以丙二醇甲醚醋酸酯為主, 質(zhì)量占比僅 5%-10%,但成本占光刻膠原材料總成本的 97% 以上。
半導(dǎo)體工藝中右一種lift-off工藝,很多人也做過(guò)
這種就是一種異常情況,會(huì)出現(xiàn)毛刺黑絲等異常。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:光刻膠的選擇
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