负性光刻胶原理

又称光致抗蚀剂，是一种由感光树脂、增感剂（见光谱增料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。

原理

光刻胶在接受一定波长的光或者射线时,会相应的发生一种光化学反应或者激励作用。光化学反应中的光吸收是在化学键合中起作用的处于原子外层的电子由基态转入激励态时引起的。对于有机物，基态与激励态的能量差为3~6eV，相当于该能量差的光(即波长为0.2~0.4μm的光)被有机物强烈吸收，使在化学键合中起作用的电子转入激励态。化学键合在受到这种激励时，或者分离或者改变键合对象，发生化学变化。电子束、X射线及离子束(即被加速的粒子)注入物质后，因与物质具有的电子相互作用，能量逐渐消失。电子束失去的能量转移到物质的电子中，因此生成激励状态的电子或二次电子或离子。这些电子或离子均可诱发光刻胶的化学反应。

光刻胶工艺

主要用于半导体图形化工艺，是半导体制造过程中的重要步骤。光刻工艺利用化学反应原理把事先制备在掩模上的图形转印到晶圆，完成工艺的设备光刻机和光刻胶都是占半导体芯片工厂资产的大头。

在目前比较主流的半导体制造工艺中，一般需要40 步以上***的光刻步骤，贯穿了半导体制造的整个流程，光刻工艺的***程度决定了半导体制造工艺的***程度。光刻过程中所用到的光刻机是半导体制造中的核心设备。目前，A***L 的NXE3400B售价在一亿欧元以上，媲美一架F35 战斗机。

按***波长，光刻胶可分为紫外（300~450 nm）光刻胶、深紫外（160~280 nm）光刻胶、极紫外（EUV，13.5 nm）光刻胶、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。按照应用领域的不同，光刻胶又可以分为印刷电路板（PCB）用光刻胶、液晶显示（LCD）用光刻胶、半导体用光刻胶和其他用途光刻胶。PCB光刻胶技术壁垒相对其他两类较低，而半导体光刻胶代表着光刻胶技术***水平。

光刻胶的相关内容

光刻胶必须满足几个硬性指标要求：高灵敏度，高对比度，好的蚀刻阻抗性，高分辨力，易于处理，高纯度，长寿命周期，低溶解度，低成本和比较高的玻璃化转换温度（Tg）。主要的两个性能是灵敏度和分辨力。

感光胶的主要成分是树脂或基体材料、感光化合物以及可控制光刻胶机械性能并使其保持液体状态的溶剂。树脂在***过程中改变分子结构。感光化合物控制树脂定相的化学反应速度。溶剂使得胶能在圆片上旋转擦敷并形成薄瞙。没有感光化合物的光刻胶称为单成分胶或单成分系统，有一种感光剂的情形下，称为二成分系统。因为溶剂和其他添加物不与胶的感光反应发生直接关系，它们不计入胶的成分。

在***过程中，正性胶通过感光化学反应，切断树脂聚合体主链和从链之间的联系，达到削弱聚合体的目的，所以***后的光刻胶在随后显影处理中溶解度升高。***后的光刻胶溶解速度几乎是未***的光刻胶溶解速度的10倍。而负性胶，在感光反应过程中主链的随机十字链接更为紧密，并且从链下坠物增长，所以聚合体的溶解度降低。见正性胶在***区间显影，负性胶则相反。负性胶由于***区间得到保留，漫射形成的轮廓使显影后的图像为上宽下窄的图像，而正性胶相反，为下宽上窄的图像。

光刻胶相关知识

光刻开始于一种称作光刻胶的感光性液体的应用。图形能被映射到光刻胶上，然后用一个developer就能做出需要的模板图案。光刻胶溶液通常被旋转式滴入wafer。如图2.5所示，wafer被装到一个每分钟能转几千转的转盘上。几滴光刻胶溶液就被滴到旋转中的wafer的中心，离心力把溶液甩到表面的所有地方。光刻胶溶液黏着在wafer上形成一层均匀的薄膜。多余的溶液从旋转中的wafer上被甩掉。薄膜在几秒钟之内就缩到它后期的厚度，溶剂很快就蒸发掉了，wafer上就留下了一薄层光刻胶。然后通过烘焙去掉后面剩下的溶剂并使光刻胶变硬以便后续处理。镀过膜的wafer对特定波成的光线很敏感，特别是紫外（UV）线。相对来说他们仍旧对其他波长的，包括红，橙和黄光不太敏感。所以大多数光刻车间有特殊的黄光系统。

想要了解更多光刻胶的相关内容，请及时关注赛米莱德网站。