光刻胶的主要技术参数
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。
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。
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。
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. 抗蚀性(Anti-etching)
光刻胶保持它的粘附性,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。
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、显影时间等都会对后的光刻胶图形产生影响。每一套工艺都有相应的佳的工艺条件,当实际工艺条件偏离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。
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,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。
光刻胶推荐: AR-N 4340,AR-N 4400,AR-N 7700等。
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。
灰度曝光用胶的特点:
光刻胶要有较大的黏度。
光刻胶要有比较低的对比度。
光刻胶的抗刻蚀比尽量和衬底材料的接近。
光刻胶推荐:AR-N 7720
3. LIGA技术
由厚胶曝光形成深结构的目的是进行电铸,使之转化为金属深结构,因为只有金属结构才是为系统器件所需要的功能结构。这种技术又称为LIGA技术。LIGA是德文Lithographie(LI) Galvanoformung(G) Abformung(A),即“光刻、电镀、注塑复制”的缩写。
光刻胶推荐:AR-P 6510,AR-N 4400, PMMA等
4. lift-off工艺
溶脱剥离法(lift-off)是微纳加工中应用到的普遍的图形转移技术之一。其基本原理是由光学或电子束曝光形成光刻胶的图形,在薄膜沉积之后将光刻胶用除胶剂等溶解清除,凡是没有被光刻胶覆盖的区域都留下了金属薄膜,实现了由光刻胶图形向金属薄膜图形的转移。
光刻胶推荐: AR-P 5350,AR-P 5400,AR-N 4240,AR-N 4340,AR-N 4400等
5. 电镀法(electroplating)
电镀法是转移较厚的金属结构时使用到的一种转移技术。其过程一般为3个步骤:,在衬底材料上制作一层金属导电薄膜作为电镀的起始衬底,然后通过光刻或电子束曝光形成光刻胶或抗蚀剂掩膜; 第二步是将制作有光刻胶图形的基片放在电镀液中与被镀金属电极连接成电流通路,金属电极在电解液作用下释放金属离子并在电场驱动下沉积到基片表面暴露的金属层上; 后,将光刻胶去除,并腐蚀清除衬底表面其余的金属膜,便得到金属微结构图形。
光刻胶推荐: AR-P 3200, AR-N 4400等