光刻胶简介

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光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一，特别是近年来大规模和超大规模集成电路的发展，更是大大促进了光刻胶的研究开发和应用。印刷工业是光刻胶应用的另一重要领域。1954 年由明斯克等人首先研究成功的就是用于印刷工业的，以后才用于电子工业。 [1]  光刻胶是一种有机化合物，它被紫外光***后，在显影溶液中的溶解度会发生变化。硅片制造中所用的光刻胶以液态涂在硅片表面，而后被干燥成胶膜。

光刻胶的生产步骤　　

1、准备基质：在涂布光阻剂之前，硅片一般要进行处理，需要经过脱水烘培蒸发掉硅片表面的水分，并涂上用来增加光刻胶与硅片表面附着能力的化合物以及硅二乙胺。

2、涂布光阻剂（photo resist）：将硅片放在一个平整的金属托盘上，托盘内有小孔与真空管相连，硅片就被吸在托盘上，这样硅片就可以与托盘一起旋转。

3、软烘干：也称前烘。在液态的光刻胶中，溶剂成分占65％－85％，甩胶之后虽然液态的光刻胶已经成为固态的薄膜，但仍有10％－30％的溶剂，容易玷污灰尘。通过在较高温度下进行烘培，可以使溶剂从光刻胶中挥发出来，从而降低了灰尘的玷污。

4、***：***过程中，光刻胶中的感光剂发生光化学反应，从而使正胶的感光区、负胶的非感光区能够溶解于显影液中。正性光刻胶中的感光剂DQ发生光化学反应，变为乙烯酮，进一步水解为茚并羧酸，羧酸对碱性溶剂的溶解度比未感光的感光剂高出约100倍，同时还会促进酚醛树脂的溶解。于是利用感光与未感光的光刻胶对碱性溶剂的不同溶解度，就可以进行掩膜图形的转移。

5、显影（development） ：经显影，正胶的感光区、负胶的非感光区溶解于显影液中，***后在光刻胶层中的潜在图形，显影后便显现出来，在光刻胶上形成三位图形。为了提高分辨率，几乎每一种光刻胶都有专门的显影液，以保证高质量的显影效果。

6、硬烘干：也称坚膜。显影后，硅片还要经过一个高温处理过程，主要作用是除去光刻胶中剩余的溶剂，增强光刻胶对硅片表面的附着力，同时提高光刻胶在刻蚀和离子注入过程中的抗蚀性和保护能力。

7、刻（腐）蚀或离子注入

8、去胶：刻蚀或离子注入之后，已经不再需要光刻胶作保护层，可以将其除去，称为去胶，分为湿法去胶和干法去胶，其中湿法去胶又分去胶和无机溶剂去胶。

光刻胶应用

光刻胶是一种具有光化学敏***的功能性化学材料，是由光引发剂（包括光增感剂、光致产酸剂）、光刻胶树脂、单体（活性稀释剂）、溶剂和其他助剂组成的对光敏感的混合液体，其中，树脂约占50%，单体约占35%。它能通过光化学反应改变自身在显影液中的溶解性，通过将光刻胶均匀涂布在硅片、玻璃和金属等不同的衬底上，利用它的光化学敏***，通过***、显影、刻蚀等工艺过程，将设计在掩膜版上的图形转移到衬底上。

光刻胶常被称为是精细化工行业技术壁垒的材料，是因为微米级乃至纳米级的图形加工对其专用***的要求极高，不仅化学结构特殊，品质要求也很苛刻，所以生产工艺复杂，需要长期的技术积累。

被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作，是电子制造领域的关键材料之一。下游主要用于集成电路、面板和分立器件的微细加工，同时在LED、光伏、磁头及精密传感器等制作过程中也有广泛应用，是微细加工技术的关键性材料。

正性光刻胶的结构

光学光刻胶通常包含以下三种成分：(1)聚合物材料(也称为树脂)。聚合物材料在光的辐照下不发生化学反应，其主要作用是保证光刻胶薄膜的附着性和抗腐蚀性，同时也决定着光刻胶薄膜的其他一些特性(如光刻胶的膜厚要求、弹性要求和热稳定性要求等)。(2)感光材料。感光材料一般为复合性物质(简称PAC或感光剂)。感光剂在受光辐照之后会发生化学反应。正胶的感光剂在未***区域起***溶解的作用，可以减慢光刻胶在显影液中的溶解速度。以正性胶为例，使用g射线和i射线光刻中的正性胶是由重氮醌(简称为DQ)感光剂和酚树脂构成。(3)溶剂(如丙二醇-，PGME)。溶剂的作用是使光刻胶在涂覆到硅片表面之前保持为液态

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