光刻胶的作用

1. 光刻胶的作用

光刻胶是一大类具有光敏化学作用(或对电子能量敏感)的高分子聚合物材料，是转移紫外曝光或电子束曝照图案的媒介。光刻胶的英文名为resist，又翻译为抗蚀剂、光阻等。光刻胶的作用就是作为抗刻蚀层保护衬底表面。光刻胶只是一种形象的说法，因为光刻胶从外观上呈现为胶状液体。
光刻胶通常是以薄膜形式均匀覆盖于基材表面。当紫外光或电子束的照射时，光刻胶材料本身的特性会发生改变，经过显影液显影后，曝光的负性光刻胶或未曝光的正性光刻胶将会留在衬底表面，这样就将设计的微纳结构转移到了光刻胶上，而后续的刻蚀、沉积等工艺，就可进一步将此图案转移到光刻胶下面的衬底上，最后再使用除胶剂将光刻胶除去就可以了。
2. 光刻胶应用范围
光刻胶广泛应用于集成电路(IC)，封装(Packaging)，微机电系统(MEMS)，光电子器件光子器件(Optoelectronics/Photonics)，平板显示器(LED,LCD,OLED)，太阳能光伏(Solar PV)等领域。
3.光刻胶分类及类型
光刻胶按其形成图形的极性可以分为：正性光刻胶和负性光刻胶。
正胶指的是聚合物的长链分子因光照而截断成短链分子；负胶指的是聚合物的短链分子因光照而交链长链分子。 短链分子聚合物可以被显影液溶解掉，因此正胶的曝光部分被去掉，而负胶的曝光部分被保留。
①．紫外光刻胶（Photoresist）：
各种工艺：喷涂专用胶，化学放大胶，lift-off胶，图形反转胶，高分辨率胶，LIGA用胶等。
各种波长: 深紫外(Deep UV)、I线(i-line)、G线(g-line)、长波(longwave)曝光用光刻胶。
各种厚度: 光刻胶厚度可从几十纳米到上百微米。
②. 电子束光刻胶（电子束抗蚀剂）（E-beam resist）
电子束正胶：PMMA胶，PMMA/MA聚合物， LIGA用胶等。
电子束负胶：高分辨率电子束负胶，化学放大胶（高灵敏度电子束胶）等。
③. 特殊工艺用光刻胶（Special manufacture/experimental sample）
电子束曝光导电胶，耐酸碱保护胶，全息光刻用胶，聚酰亚胺胶（耐高温保护胶）等特殊工艺用胶。
④．配套试剂（Process chemicals）
显影液、去胶液、稀释剂、增附剂（粘附剂）、定影液等。
4.光刻胶成分
光刻胶一般由4部分组成：树脂型聚合物（resin/polymer），溶剂（solvent），光活性物质（photoactive compound，PAC），添加剂（Additive）。 其中，树脂型聚合物是光刻胶的主体，它使光刻胶具有耐刻蚀性能；溶剂使光刻胶处于液体状态，便于涂覆；光活性物质是控制光刻胶对某一特定波长光/电子束/离子束/X射线等感光，并发生相应的化学反应；添加剂是用以改变光刻胶的某些特性，如控制胶的光吸收率/溶解度等。
5.光刻胶的主要技术参数
5.1．灵敏度（Sensitivity）
灵敏度是衡量光刻胶曝光速度的指标。光刻胶的灵敏度越高，所需的曝光剂量越小。单位：毫焦/平方厘米或mJ/cm2。
5.2．分辨率（resolution）
区别硅片表面相邻图形特征的能力。一般用关键尺寸（CD，Critical Dimension）来衡量分辨率。形成的关键尺寸越小，光刻胶的分辨率越好。
光刻胶的分辨率是一个综合指标，影响该指标的因素通常有如下3个方面：
(1) 曝光系统的分辨率。
(2) 光刻胶的对比度、胶厚、相对分子质量等。一般薄胶容易得到高分辨率图形。
(3) 前烘、曝光、显影、后烘等工艺都会影响光刻胶的分辨率。
5.3．对比度（Contrast）
对比度指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度。 对比度越好，越容易形成侧壁陡直的图形和较高的宽高比。
5.4．粘滞性/黏度 （Viscosity）
衡量光刻胶流动特性的参数。黏度通常可以使用光刻胶中聚合物的固体含量来控制。同一种光刻胶根据浓度不同可以有不同的黏度，而不同的黏度决定了该胶的不同的涂胶厚度。
5.5．抗蚀性（Anti-etching）
光刻胶必须保持它的粘附性，在后续的刻蚀工序中保护衬底表面。耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力。
5.6．工艺宽容度（Process latitude）
光刻胶的的前后烘温度、曝光工艺、显影液浓度、显影时间等都会对最后的光刻胶图形产生影响。每一套工艺都有相应的最佳的工艺条件，当实际工艺条件偏离最佳值时要求光刻胶的性能变化尽量小，即有较大的工艺宽容度。 这样的光刻胶对工艺条件的控制就有一定的宽容性。
6.特殊光刻胶介绍
6.1. 化学放大光刻胶（CAR，Chemical Amplified Resist）
化学放大胶中含有一种叫做"光酸酵母"（PAG, Photo Acid Generator）的物质。在光刻胶曝光过程中，PAG分解，首先产生少量的光酸。在曝光后与显影前经过适当温度的烘烤，即后烘（PEB, Post Exposure Baking）这些光酸分子又发连锁反应，产生更多的光酸分子。大量的光酸使光刻胶的曝光部分变成可溶（正胶）或不可溶（负胶）。 主要的化学反应是在后烘过程中发生的，只需要较低的曝光能量来产生初始的光酸，因此化学放大胶通常有很高的灵敏度。
6.2.灰度曝光（Grey Scale Lithography）
灰度曝光可以产生曲面的光刻胶剖面，是制作三维浮雕结构的光学曝光技术之一。灰度曝光的关键在于灰度掩膜板的制作、灰度光刻胶工艺与光刻胶浮雕图形向衬底材料的转移。传统掩膜板只有透光区和不透光区，而灰度掩膜板的透光率则是以灰度等级来表示的。实现灰度掩膜板的方法是改变掩膜的透光点密度。

2. 光刻胶的作用

1、光刻胶是一大类具有光敏化学作用(或对电子能量敏感)的高分子聚合物材料，是转移紫外曝光或电子束曝照图案的媒介。光刻胶的英文名为resist，又翻译为抗蚀剂、光阻等。光刻胶的作用就是作为抗刻蚀层保护衬底表面。光刻胶只是一种形象的说法，因为光刻胶从外观上呈现为胶状液体。
  
 2、光刻胶通常是以薄膜形式均匀覆盖于基材表面。当紫外光或电子束的照射时，光刻胶材料本身的特性会发生改变，经过显影液显影后，曝光的负性光刻胶或未曝光的正性光刻胶将会留在衬底表面，这样就将设计的微纳结构转移到了光刻胶上，而后续的刻蚀、沉积等工艺，就可进一步将此图案转移到光刻胶下面的衬底上，最后再使用除胶剂将光刻胶除去就可以了。

3. 光刻胶的应用

光刻胶

4. 光学胶和光刻胶的区别？

光学胶和光刻胶的区别：状态不同。光学胶属于永久性主材，光刻胶属于制程用辅材，光学胶原材料呈固态状态，光刻胶原材料呈液态状态。光学胶是用于胶结透明光学元件的特种胶粘剂，要求具有无色透明，光透过率在90%以上，胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点，在配制时通常要加入一些处理剂，以改进其光学性能或降低固化收缩率。【摘要】
光学胶和光刻胶的区别？【提问】
光学胶和光刻胶的区别：状态不同。光学胶属于永久性主材，光刻胶属于制程用辅材，光学胶原材料呈固态状态，光刻胶原材料呈液态状态。光学胶是用于胶结透明光学元件的特种胶粘剂，要求具有无色透明，光透过率在90%以上，胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点，在配制时通常要加入一些处理剂，以改进其光学性能或降低固化收缩率。【回答】

5. 负性光刻胶的原理

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。

6. 光刻胶是什么材料 起什么作用

材料：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。
作用：在光刻工艺过程中，用作抗腐蚀涂层材料。
光刻胶（Photoresist）又称光致抗蚀剂，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。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，可在表面上得到所需的图像。光刻胶按其形成的图像分类有正性、负性两大类。

光刻胶
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。光刻胶主要应用于显示面板、集成电路和半导体分立器件等细微图形加工作业。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。
以上内容参考：百度百科——光刻胶

7. 光刻胶是什么材料起什么作用

光刻胶是一种具有光敏化学作用(或对电子能量敏感)的高分子聚合物材料，是转移紫外曝光或电子束曝光图形的介质。光刻胶的英文名是resist，也翻译成resist、photoresist等。光致抗蚀剂的功能是作为抗蚀刻层保护衬底表面。光致抗蚀剂只是一种图像，因为它在外观上是以胶状液体出现的。
光致抗蚀剂通常以薄膜的形式均匀地涂覆在衬底的表面上。当受到紫外光或电子束照射时，光致抗蚀剂材料本身的特性会发生变化。用显影剂显影后，曝光的负性光刻胶或未曝光的正性光刻胶会残留在基底表面，从而将设计好的微纳结构转移到光刻胶上。后续的刻蚀、沉积等工艺可以进一步将这种图案转移到光刻胶下面的衬底上，最后用光刻胶去除剂去除光刻胶。

8. 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。