光刻胶主要用于图形化工艺
以半导体行业为例,光刻胶主要用于半导体图形化工艺。图形化工艺是半导体制造过程中的核心工艺。图形化可以简单理解为将设计的图像从掩模版转移到晶圆表面合适的位置。
一般来讲图形化主要包括光刻和刻蚀两大步骤,分别实现了从掩模版到光刻胶以及从光刻胶到晶圆表面层的两步图形转移,流程一般分为十步:1.表面准备,2.涂胶,3.软烘焙,4.对准和***,5.显影,6.硬烘焙,7.显影检查,8.刻蚀,9.去除光刻胶,10.终检查。
具体来说,在光刻前首先对于晶圆表面进行清洗,主要采用相关的湿***,包括氨水等。
晶圆清洗以后用旋涂法在表面涂覆一层光刻胶并烘干以后传送到光刻机里。在掩模版与晶圆进行精准对准以后,光线透过掩模版把掩模版上的图形投影在光刻胶上实现***,这个过程中主要采用掩模版、光刻胶、光刻胶配套以及相应的气体和湿***。
对***以后的光刻胶进行显影以及再次烘焙并检查以后,实现了将图形从掩模版到光刻胶的次图形转移。在光刻胶的保护下,对于晶圆进行刻蚀以后剥离光刻胶然后进行检查,实现了将图形从光刻胶到晶圆的第二次图形转移。
目前主流的刻蚀办法是等离子体干法刻蚀,主要用到含氟和含体。
正性光刻胶的操作工艺
(1)合成醛树脂。将原料混和甲醛送人不锈钢釜，加入适量草酸为催化剂，加热回流反应5～6h，然后减压蒸馏去除水及未反应的单体酚，得到醛树脂。(2)合成感光剂。在装有搅拌器的夹套反应罐中，先将三羟基二苯甲酮和215酰氯加至中搅拌下溶解，待完全溶解后，滴加有机碱溶液做催化剂，控制反应温度30~35℃，滴加完毕后，继续反应1h。将反应液冲至水中，感光剂析出，离心分离，干燥。(3)配胶。将合成的树脂、感光剂与溶剂及添加剂按一定比例混合配胶，然后调整胶的各项指标使之达到要求。后过滤分装，光刻胶首先经过板框式过滤器粗滤，然后转入超净间(100级)进行超净过滤，滤膜孔径0.2mm，经超净过滤的胶液分装即为成品。
光刻胶的未来市场
光刻胶市场需求逐年增加，2018年***半导体光刻胶销售额12.97亿美元，而国内光刻胶需求量方面，2011年光刻胶需求量为3.51万吨，到2017年需求量为7.99万吨，年复合增长率达14.69%。
国内光刻胶需求量远大于本土产量，且差额逐年扩大。由于中国大陆光刻胶市场起步晚，目前技术水平相对落后，生产产能主要集中在PCB光刻胶、TN/STN-LCD光刻胶等中低端产品，TFT-LCD、半导体光刻胶等高技术壁垒产品产能很少。
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选择光刻胶需要注意什么
光刻加工工艺中为了图形转移，辐照必须作用在光刻胶上，通过改变光刻胶材料的性质，使得在完成光刻工艺后，光刻版图形被拷贝在圆片的表面。而加工前，如何选用光刻胶在很大程度上已经决定了光刻的精度。尽管正性胶的分辨力是较好的，但实际应用中由于加工类型、加工要求、加工成本的考虑，需要对光刻胶进行合理的选择。
