光刻胶(Photoresist)又称光致刻蚀剂,是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等的照射或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料。

1.光刻胶是什么材料

 

光刻胶是一种有机化合物,被紫外光曝光后在显影溶液中的溶解度会发生变化。在光刻工艺过程中,用作抗腐蚀涂层材料。半导体材料在表面加工时,若采用适当的有选择性的光刻胶,可在表面上的到所需的图像。光刻胶按其形成的图像分类有正性、负性两大类。在光刻胶工艺过程中,涂层曝光、显影后,曝光部分被溶解,未曝光部分留下来,该涂层材料为正性光刻胶。如果曝光部分被保留下来,而未曝光被溶解,该涂层材料为负性光刻胶。按曝光光源和辐射源的不同,又分为紫外光刻胶(包括紫外正、负性光刻胶)、深紫外光刻胶、X-射线胶、电子束胶、离子束胶等。光刻胶生产技术较为复杂,品种规格较多,在电子工业集成电路的制造中,对所使用光刻胶有严格的要求。

光刻胶是什么材料

(图片来源于互联网)

2.光刻胶成分

 

光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂3种主要成分组成的对光敏感的混合液体。

(1)感光树脂指利用某些聚合物具有光分解的特性,或某些单体具有光聚合或光交联的特性而产生图像的非银感光材料。

(2)增感剂一般指光敏引发剂,光敏引发剂(Photoinitiator,简写PI)是一种能吸收辐射能,经激发发生光化学变化,产生具有引发聚合能力的活性中间体(自由基或阳离子)的物质。

(3)溶剂是一种可以溶化固体,液体或气体溶质的液体(气体、或固体)(溶剂、溶质都可以为固体、液体、气体),继而成为溶液。

光刻胶成分

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3.光刻胶的用途

 

光刻胶的应用领域:模拟半导体(Analog Semiconductors)、发光二极管(Light-Emitting Diodes LEDs)、微机电系统(Microelectromechanical Systems MEMS)、太阳能光伏(Solar Photovoltaics PV)、微流道和生物芯片(Microfluidics & Biochips)、光电子器件/光子器件(Optoelectronics/Photonics)、封装(Packaging)。

 

硅片制造中,光刻胶的目的主要有两个: 

(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)。

 

操作步骤:首先在硅片基材上氧化或沉淀一层SiO2,并在其表面涂一层光刻胶。烘干后在上面贴上一块绘有电路图案的掩膜(相当于照相的底片),然后将其置于一定波长和能量的光或射线下进行照射,使光刻胶发生化学反应。被曝光的部分发生发生聚合或交联(负胶)变得不溶,或发生分解(正胶)变得可溶。用溶剂把可溶解的部分溶掉,即在硅片上留下了光刻的图案。用氢氟酸将裸露的二氧化硅部分腐蚀掉,再用另一种溶剂把已聚合的或未分解的光刻胶除去,就能在硅片上得到同掩膜完全一致的图案。在一块大规模集成电路一般要经过30~40道工序。

光刻胶的用途

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