光刻膠的使用過(guò)程與原理

文章來(lái)源：半導(dǎo)體與物理

原文作者：易哲鎧

本文介紹了光刻膠的使用過(guò)程與原理。

光刻膠，這個(gè)在芯片制造中扮演著至關(guān)重要角色，讓我們深入探討它的作用以及制造過(guò)程。

首先，讓我們從光刻膠的基本概念開(kāi)始。光刻膠是一種特殊的材料，它在芯片制造過(guò)程中扮演著類(lèi)似于照相底片的角色。它的功能相當(dāng)于一種蒙版，用于傳輸微小的圖案或圖像到硅晶圓上。這是制造芯片的關(guān)鍵步驟之一。

制造芯片的第一步是在硅晶圓表面涂覆一層光刻膠。這一層光刻膠的質(zhì)量和均勻性對(duì)最終的芯片性能至關(guān)重要。光刻膠是一種特殊的化學(xué)物質(zhì)，它可以在受到光照射后發(fā)生變化。然后，通過(guò)使用激光光源，將圖案從掩模板傳輸?shù)焦饪棠z表面。掩模板是一個(gè)精確制作的模板，上面有芯片的所需圖案。

在光照射后，光刻膠的某些部分會(huì)發(fā)生融化或變軟，這是正性光刻膠。正性光刻膠中包含感光劑，這些感光劑可以吸收特定波長(zhǎng)的光并觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)。感光劑的選擇和性質(zhì)對(duì)于制備高分辨率的芯片圖案至關(guān)重要。

隨后，顯影液用來(lái)去除已融化的光刻膠，留下未受影響的部分，這些未受影響的部分與掩模板上的圖案一致?？涛g與沉積則用于精確地勾勒出或者覆蓋除晶圓未被光刻膠覆蓋的部分，從而創(chuàng)建所需的芯片結(jié)構(gòu)。這個(gè)過(guò)程類(lèi)似于繪畫(huà)，但在非常微小尺度上進(jìn)行。

正如前面提到的，如果光源照射到光刻膠上，但光刻膠沒(méi)有軟化，反而更加堅(jiān)硬，那么這就是負(fù)性光刻膠。負(fù)性光刻膠的性質(zhì)使得它在制造芯片時(shí)表現(xiàn)出強(qiáng)大的穩(wěn)定性和耐用性。

光刻膠的配方是一個(gè)復(fù)雜的謎題。不同制造商采用不同的配方，但通常包括樹(shù)脂感光劑、溶劑和其他添加劑。感光劑是光刻膠的核心，因?yàn)樗鼈兾仗囟úㄩL(zhǎng)的光并引發(fā)化學(xué)反應(yīng)。

光刻膠的制備涉及到復(fù)雜的工藝和技術(shù)，例如杜波效應(yīng)。這個(gè)效應(yīng)是由于光源照射光刻膠時(shí)，必須穿透光刻膠才能引發(fā)一系列反應(yīng)。然而，光刻膠底部是硅晶圓，它會(huì)反射光線(xiàn)，導(dǎo)致光線(xiàn)的疊加，從而形成所謂的助波效應(yīng)。這會(huì)導(dǎo)致光強(qiáng)在光刻膠中的分布不均勻，特別是在深紫外光下，這個(gè)效應(yīng)尤為明顯。解決這些問(wèn)題需要制造商對(duì)光刻膠的配方進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，以確保最終的圖案質(zhì)量。