什么是光刻胶

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聚乙烯醇肉桂酸脂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，它被紫外光曝光后，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。

目的

硅片制造中，光刻胶的目的主要有两个：光刻胶原理，小孔成像！技术源头，古老的相机！

（1）将掩模版图形转移到硅片表面顶层的光刻胶中；

（2）在后续工艺中，保护下面的材料（例如刻蚀或离子注入阻挡层）。

分类

光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。

利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。

光聚合型

采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。

光分解型

采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶。

光交联型

采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。

含硅光刻胶

为了避免光刻胶线条的倒塌，线宽越小的光刻工艺，就要求光刻胶的厚度越薄。

在20nm技术节点，光刻胶的厚度已经减少到了100nm左右。但是薄光刻胶不能有效的阻挡等离子体对衬底的刻蚀[2]。为此，研发了含Si的光刻胶，这种含Si光刻胶被旋涂在一层较厚的聚合物材料（常被称作Underlayer），其对光是不敏感的。曝光显影后，利用氧等离子体刻蚀，把光刻胶上的图形转移到Underlayer上，在氧等离子体刻蚀条件下，含Si的光刻胶刻蚀速率远小于Underlayer，具有较高的刻蚀选择性。

含有Si的光刻胶是使用分子结构中有Si的有机材料合成的，例如硅氧烷，硅烷，含Si的丙烯酸树脂等。

0.1克左右。

首先SEM扫描电镜测试对样品的要求并不高，粉末、液体、固体、薄膜、块体均可测试，块体样品要求长宽小于1cm，厚度小于1cm左右。

粉体样品，常规粉末直接粘到导电胶上测试，如需分散后测试要提前与试验室工作人员说明。

光刻胶

photoresist

又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂（见光谱增

感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液

体。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化

反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合

性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部

分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。

光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制

版等过程。光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学

反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照

后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不

可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这

种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的

电路图形。基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为

三种类型。①光聚合型，采用烯类单体，在光作用下生

成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚

合物，具有形成正像的特点。②光分解型，采用含有叠

氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由

油溶性变为水溶性，可以制成正性胶。③光交联型，采

用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其

分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成

一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典

型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。

感光树脂在用近紫外光辐照成像时，光的波长会限

制分辨率（见感光材料）的提高。为进一步提高分辨率

以满足超大规模集成电路工艺的要求，必须采用波长更

短的辐射作为光源。由此产生电子束、X 射线和深紫外

(＜250nm)刻蚀技术和相应的电子束刻蚀胶，X射线刻蚀

胶和深紫外线刻蚀胶，所刻蚀的线条可细至1□m以下。

http://www.adsonbbs.com/baike_detail.asp?id=68

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最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。

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