光刻胶的原理和正负光刻胶的主要组分是什么

最近有人问我光刻胶曝光的原理和正负光刻胶的主要组分是什么，我也只是知道是这么一回事，但是里面包含许多专有名词还是挺拗口的，反正我是不想去记它。

今天刚好找了一下以前的笔记，大家可以复习一下，写材料的时候也能从copy一下。

首先，是光刻的工序

光刻胶分两种，一种正光刻胶、一种负光刻胶，出来的效果图如上。

 

①正性光致抗蚀剂：受光照部分发生降解反应而能为显影液所溶解。留下的非曝光部分的图形与掩模版一致。正性抗蚀剂具有分辨率高、对驻波效应不敏感、曝光容限大、针孔密度低和无毒性等优点，适合于高集成度器件的生产。②负性光致抗蚀剂：受光照部分产生交链反应而成为不溶物，非曝光部分被显影液溶解，获得的图形与掩模版图形互补。负性抗蚀剂的附着力强、灵敏度高、显影条件要求不严，适于低集成度的器件的生产。

光刻胶的组成：树脂（resin/polymer），光刻胶中不同材料的粘合剂，给与光刻胶的机械与化学性质（如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等）；感光剂，感光剂对光能发生光化学反应；溶剂（Solvent），保持光刻胶的液体状态，使之具有良好的流动性；添加剂（Additive），用以改变光刻胶的某些特性，如改善光刻胶发生反射而添加染色剂等。

例如台湾的一款正胶成分如下

负性光刻胶。树脂是聚异戊二烯，一种天然的橡胶；溶剂是二甲苯；感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂，产生的自由基在橡胶分子间形成交联。从而变得不溶于显影液。负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨；曝光时光刻胶容易与氮气反应而抑制交联。

例如一款负胶的主要成分：

正性光刻胶。树脂是一种叫做线性酚醛树脂的酚醛甲醛，提供光刻胶的粘附性、化学抗蚀性，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在显影液中；感光剂是光敏化合物（PAC，Photo Active Compound），最常见的是重氮萘醌（DNQ），在曝光前，DNQ 是一种强烈的溶解抑制剂，降低树脂的溶解速度。在紫外曝光后，DNQ 在光刻胶中化学分解，成为溶解度增强剂，大幅提高显影液中的溶解度因子至 100 或者更高。这种曝光反应会在 DNQ 中产生羧酸，它在显影液中溶解度很高。正性光刻胶具有很好的对比度，所以生成的图形具有良好的分辨率。

光刻胶原料中，虽树脂质量占比不高，但其控制光刻胶主要成本。ArF树脂以丙二醇甲醚醋酸酯为主， 质量占比仅 5%-10%，但成本占光刻胶原材料总成本的 97% 以上。

半导体工艺中右一种lift-off工艺，很多人也做过

这种就是一种异常情况，会出现毛刺黑丝等异常。

审核编辑：郭婷