光刻膠介紹

光刻膠介紹

光刻膠是一種對光線、溫度、濕度十分敏感的材料，可以在光照后發(fā)生化學(xué)性質(zhì)的改變，這是整個工藝的基礎(chǔ)。

光刻膠有不同的類型，PMMA（PMGI）以及DNQ（酚醛樹脂）等材料都可以做光刻膠。

 目前光刻膠市場上的參與者多是來自于美國、日本、韓國等國家，包括 FUTURREX、陶氏化學(xué)、杜邦、富士膠片、信越化學(xué)、住友化學(xué)、LG化學(xué)等等，中國公司在光刻膠領(lǐng)域也缺少核心技術(shù)。

光刻膠去除

半導(dǎo)體器件制造技術(shù)中，通常利用光刻工藝將掩膜板上的掩膜圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面的光刻膠層中。通常光刻的基本工藝包括涂膠、曝光和顯影等步驟。

在現(xiàn)有技術(shù)中，去除光刻膠層的方法是利用等離子體干法去膠。將帶有光刻膠層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)置于去膠機內(nèi)，在射頻電壓的能量的作用下，灰化氣體被解離為等離子體。所述等離子體和光刻膠發(fā)生反應(yīng)，從而將光刻膠層去除。

而在一些半導(dǎo)體器件設(shè)計時，考慮到器件性能要求，需要對特定區(qū)域進(jìn)行離子注入，使其滿足各種器件不同功能的要求。雖然使用更薄的膠層厚度可以改善負(fù)性膠的分辨率，但是薄負(fù)性膠會影響孔。一部分閃存產(chǎn)品前段器件形成時，需要利用前面存儲單元cell區(qū)域的層多晶硅與光刻膠共同定義摻雜的區(qū)域，由于光刻膠是作為高濃度金屬摻雜時的阻擋層，在摻雜的過程中，光刻膠的外層吸附了一定濃度的金屬離子，這使得光刻膠外面形成一層堅硬的外殼。

這層堅硬的外殼可以采取兩種現(xiàn)有方法去除:方法一，采用濕法刻蝕，但這種工藝容易產(chǎn)生光刻膠殘留；方法二，先通過干法刻蝕去除硬光刻膠外殼，再采用傳統(tǒng)的干法刻蝕去光刻膠的方法去除剩余的光刻膠的方法，但是這種方式增加了一步工藝流程，浪費能源，而且降低了生產(chǎn)效率；同時，傳統(tǒng)的光刻膠干法刻蝕去除光刻膠時，光刻膠外面的外殼阻擋了光刻膠內(nèi)部的熱量的散發(fā)，光刻膠內(nèi)部膨脹應(yīng)力增大，導(dǎo)致層多晶硅倒塌的現(xiàn)象。依照化學(xué)反應(yīng)和顯影原理分類，光刻膠可以分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。

NR9-3000PYNR9 3000P光刻膠廠家

五、曝光

在這一步中，將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進(jìn)行選擇性地照射。在前烘過程中，由于溶劑揮發(fā)，光刻膠厚度也會減薄，一般減薄的幅度為10％－20％左右。光刻膠中的感光劑會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而使正光刻膠被照射區(qū)域（感光區(qū)域）、負(fù)光刻膠未被照射的區(qū)域（非感光區(qū)）化學(xué)成分發(fā)生變化。這些化學(xué)成分發(fā)生變化的區(qū)域，在下一步的能夠溶解于特定的顯影液中。

在接受光照后，正性光刻膠中的感光劑DQ會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，變?yōu)橐蚁┩?，并進(jìn)一步水解為茚并羧酸（Indene-Carboxylic-Acid, CA），羧酸在堿性溶劑中的溶解度比未感光部分的光刻膠高出約100倍，產(chǎn)生的羧酸同時還會促進(jìn)酚醛樹脂的溶解。硅片脫水烘焙能去除圓片表面的潮氣、增強光刻膠與表面的黏附性、通常大約100°C。利用感光與未感光光刻膠對堿性溶劑的不同溶解度，就可以進(jìn)行掩膜圖形的轉(zhuǎn)移。

曝光方法：

a、接觸式曝光（Contact Printing）掩膜板直接與光刻膠層接觸。

b、接近式曝光（Proximity Printing）掩膜板與光刻膠層的略微分開，大約為10～50μm。

c、投影式曝光（Projection Printing）。在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實現(xiàn)曝光。

d、步進(jìn)式曝光(Stepper)