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。***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 [2] 。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，，含Si的树脂等
光刻胶
① 工艺角度普通的光刻胶在成像过程中，由于存在一定的衍射、反射和散射，降低了光刻胶图形的对比度，从而降低了图形的分辨率。随着***加工特征尺寸的缩小，入射光的反射和散射对提高图形分辨率的影响也越来越大。为了提高***系统分辨率的性能，人们正在研究在***光刻胶的表面覆盖抗反射涂层的新型光刻胶技术。该技术的引入，可明显减小光刻胶表面对入射光的反射和散射，从而改善光刻胶的分辨率性能，但由此将引起工艺复杂性和光刻成本的增加。② ***系统伴随着新一代***技术（NGL）的研究与发展，为了更好的满足其所能实现光刻分辨率的同时，光刻胶也相应发展。******技术对光刻胶的性能要求也越来越高。③光刻胶的铺展如何使光刻胶均匀地，按理想厚度铺展在器件表面，实现工业化生产。④光刻胶的材料从光刻胶的材料考虑进行改善。
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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。
如何选择光刻胶
光刻胶必须满足几个硬性指标要求：高灵敏度，高对比度，好的蚀刻阻抗性，高分辨力，易于处理，高纯度，长寿命周期，低溶解度，低成本和比较高的玻璃化转换温度（Tg）。主要的两个性能是灵敏度和分辨力。大多数光刻胶是无定向的聚合体。当温度高于玻璃化转换温度，聚合体中相当多的链条片以分子运动形式出现，因此呈粘性流动。当温度低于玻璃化转换温度，链条片段的分子运动停止，聚合体表现为玻璃而不是橡胶。当Tg低于室温，胶视为橡胶。当Tg高于室温，胶被视为玻璃。由于温度高于Tg时，聚合体流动容易，于是加热胶至它的玻璃转化温度一段时间进行退火处理，可达到更稳定的能量状态。在橡胶状态，溶剂可以容易从聚合体中去除，如软烘培胶工艺。但此时胶的工作环境需要格外关注，当软化胶温度大于Tg时，它容易除去溶剂，但也容易混入各种杂质。一般来说，结晶的聚合体不会用来作为胶，因为结晶片的构成阻止均一的各向同性的薄膜的形成。
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