光刻膠工藝

主要用于半導(dǎo)體圖形化工藝，是半導(dǎo)體制造過程中的重要步驟。光刻工藝利用化學(xué)反應(yīng)原理把事先制備在掩模上的圖形轉(zhuǎn)印到晶圓，完成工藝的設(shè)備光刻機和光刻膠都是占半導(dǎo)體芯片工廠資產(chǎn)的大頭。

在目前比較主流的半導(dǎo)體制造工藝中，一般需要40 步以上獨立的光刻步驟，貫穿了半導(dǎo)體制造的整個流程，光刻工藝的先進程度決定了半導(dǎo)體制造工藝的先進程度。光刻過程中所用到的光刻機是半導(dǎo)體制造中的核心設(shè)備。目前，ASML 的NXE3400B售價在一億歐元以上，媲美一架F35 戰(zhàn)斗機。

按曝光波長，光刻膠可分為紫外（300~450 nm）光刻膠、深紫外（160~280 nm）光刻膠、極紫外（EUV，13.5 nm）光刻膠、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同，光刻膠又可以分為印刷電路板（PCB）用光刻膠、液晶顯示（LCD）用光刻膠、半導(dǎo)體用光刻膠和其他用途光刻膠。PCB光刻膠技術(shù)壁壘相對其他兩類較低，而半導(dǎo)體光刻膠代表著光刻膠技術(shù)先進水平。

正性光刻膠的結(jié)構(gòu)

光學(xué)光刻膠通常包含以下三種成分：(1)聚合物材料(也稱為樹脂)。聚合物材料在光的輻照下不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其主要作用是保證光刻膠薄膜的附著性和抗腐蝕性，同時也決定著光刻膠薄膜的其他一些特性(如光刻膠的膜厚要求、彈性要求和熱穩(wěn)定性要求等)。(2)感光材料。感光材料一般為復(fù)合性物質(zhì)(簡稱PAC或感光劑)。感光劑在受光輻照之后會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。正膠的感光劑在未曝光區(qū)域起抑制溶解的作用，可以減慢光刻膠在顯影液中的溶解速度。以正性膠為例，使用g射線和i射線光刻中的正性膠是由重氮醌(簡稱為DQ)感光劑和酚樹脂構(gòu)成。(3)溶劑(如丙二醇-，PGME)。溶劑的作用是使光刻膠在涂覆到硅片表面之前保持為液態(tài)

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光刻膠

在曝光過程中，正性膠通過感光化學(xué)反應(yīng)，切斷樹脂聚合體主鏈和從鏈之間的聯(lián)系，達到削弱聚合體的目的，所以曝光后的光刻膠在隨后顯影處理中溶解度升高。曝光后的光刻膠溶解速度幾乎是未曝光的光刻膠溶解速度的10倍。而負性膠，在感光反應(yīng)過程中主鏈的隨機十字鏈接更為緊密，并且從鏈下墜物增長，所以聚合體的溶解度降低。見正性膠在曝光區(qū)間顯影，負性膠則相反。負性膠由于曝光區(qū)間得到保留，漫射形成的輪廓使顯影后的圖像為上寬下窄的圖像，而正性膠相反，為下寬上窄的圖像。

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