光刻膠

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光刻膠英語photoresist),亦稱為光阻光阻劑,是指通過紫外光、深紫外光、電子束離子束X射線等光照或輻射,其溶解度發生變化的耐蝕刻薄膜材料,是光刻工藝中的關鍵材料,主要應用於集成電路和半導體分立器件的細微圖形加工。

光刻膠的類別[編輯]

光刻膠根據在顯影過程中曝光區域的去除或保留可分為兩種-正性光刻膠(positive photoresist)和負性光刻膠(negative photoresist)。

  • 正性光刻膠之曝光部分發生光化學反應會溶於顯影液,而未曝光部份不溶於顯影液,仍然保留在襯底上,將與掩膜上相同的圖形複製到襯底上。
  • 負性光刻膠之曝光部分因交聯固化而不溶於阻顯影液,而未曝光部分溶於顯影液,將與掩膜上相反的圖形複製到襯底上。

光刻膠組分[編輯]

光刻膠通常使用在紫外光波段或更小的波長(小於400奈米)進行曝光。根據使用的不同波長的曝光光源,如KrF(248nm),ArF(193nm)和EUV(13.5nm),相應的光刻膠組分也會有一定的變化。如248nm光刻膠常用聚對羥基苯乙烯及其衍生物為光刻膠主體材料,193nm光刻膠為聚酯環族丙烯酸酯及其共聚物,EUV光刻膠常用聚酯衍生物和分子玻璃單組分材料等為主體材料。除主體材料外,光刻膠一般還會添加光刻膠溶劑,光致產酸劑,交聯劑或其他添加劑等。

電子束曝光[編輯]

化學放大光刻膠[編輯]

20世紀80年代初,基於化學放大概念的光刻過程大大加快了光刻技術的發展。化學放大是指在紫外光的作用下,通過光致產酸劑(Photoacid generator,PAG)的分解產生強酸,在熱作用下擴散並將光刻膠主體材料中對酸敏感的部分分解為鹼可溶的基團,並在顯影液中根據溶解度的差異將部分主體材料溶解,從而獲得正像或負像圖案。

光致產酸劑[編輯]

光致產酸劑分為離子型和非離子型兩類。離子型PAG常由二芳基碘鎓鹽或三芳基硫鎓鹽組成,非離子型PAG最常見的是硝基苄基酯或磺酸酯類化合物。通常離子型PAG溶解性較非離子型差;非離子型通過在分子結構的特定位置引入合適的位阻基團可以顯著地提高熱穩定性,而其對光敏感性較差,與離子型相比需要更大的光強和更長的曝光時間。

DNQ-Novolac 光刻膠[編輯]

深紫外(DUV)光刻膠[編輯]

248nm 光刻膠[編輯]

193nm 光刻膠[編輯]

193nm 浸沒式光刻膠[編輯]

極紫外(EUV)光刻膠[編輯]

參考文獻[編輯]

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