2021年光刻胶全球竞争格局与中国市场规模研究报告（43页）.pdf

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1、显影后烘焙，坚膜:显影过后，掩模版上的图形基本已经转移到了晶圆表面，坚膜的目的是为了使光刻胶的性质更加稳定，同时由于显影这一湿法过程中，光刻胶会接触到大量的水，这一步骤对于后续的湿法蚀刻产生不利影响，因此需要通过烘焙的方式将光刻胶中吸收的水分移除。另一种情况是显影后在胶-基板界面会存在残留的聚合物薄层，可以使用O2等离子气体对样品进行处理以去除非期望的聚合物残留(descumming)。刻蚀(etching):刻蚀是晶圆制造领域最常见也最核心的步骤之一，刻蚀可分为使用化学作用的湿法蚀刻与使用低压等离子气体的干法蚀刻，通常我们所说的光刻中实际上发生的材料去除，并非使用光之一媒介自身实现，而是蚀刻

2、过程中加以完成。光刻胶去除(PR Strip):光刻胶的作用是在蚀刻工艺中保护相应的区域不被去除，但是在相应的工序结束后，光刻胶最终需要被移除以保证后续工序的正常进行。这一过程通常被称作去胶。掩模版误差因子:掩模版误差因子主要由光学系统的衍射造成，其定义为在硅片上曝出的线宽与掩模版上线宽的偏导数。影响掩模版误差因子的条件有很多，包括照明条件、光刻胶性能、光刻机透镜像差、后烘温度等。对于远大于曝光波长的图形，即处于线性范围的情况下，掩模版误差因子通常非常接近1。除开个别特殊情况，掩模版误差因子一般不会小于1。线宽均匀性:晶圆制造中的线宽均匀性一般分为:芯片区域内(within chip)、曝光区

3、域内(within shot)、硅片内(within wafer, WIW)、批次内(within lot)、批次间(lot to lot)。历经几十年的持续演进，光刻胶的核心组分也在不断的创新与改进，以应对新工艺中不断出现的新挑战。光刻胶的几大组成成分包括:主干聚合物(backbonepolymer)、光敏感成分(Photoactive Compound, PAC)、刻蚀阻挡基团(EtchingResistant Group)、保护基团(Protecting Group)、溶剂(Solvent)构成。光刻胶中各个组分的性质，最终会影响到光刻胶在曝光显影过程中的实际性能。正胶的光敏成分在光照下

4、会分解成为短链结构，从而在显影环节中会被显影液去除，因此在光线照到的区域，会被显影液去除，在蚀刻过程中光照到的区域会被等离子化气体蚀刻去除，最终留下的图样是曝光工序中光线所没有照到的区域。负胶与正胶的图形转移过程找好相反。聚合物的短链分子在光照条件下发生聚合反应，形成难以被显影液除去的聚合体系，未被光照的区域光刻胶被去除，在后续的刻蚀中被移除，形成与掩模版上相反的结构。对于正胶与反胶而言，虽然进入DUV时代以后，正胶成为了绝对的主流，但这并不意味这负胶的性能落后于正胶。由于正胶与负胶涉及的化学反应与曝光显影完全不同，因此二者从技术特性角度出发有着各自不同的性能与最佳使用场景。正胶在分辨率、对比度、曝光缺陷率、去胶后的残胶等指标方面均要优于负胶。在正胶与负胶的选择中，需要综合考量多个因素:掩模版的制作成本:在图形不变的情况下，正胶与负胶的区别会直接影响到掩模版上的图纹设计。掩模版制造成本与难度可以通过光刻胶的选择来实现。工艺匹配度:光刻胶与具体的工艺直接相关，如负胶通常比正胶更适合Lift-off 工艺。光刻胶本身的成本:作为光刻工艺的核心耗材，光刻胶本身的成本也是在选择相应产品时的重要考量因素。