文章來源：半導體與物理

原文作者：易哲鎧

本文介紹了光刻膠的使用過程與原理。

光刻膠，這個在芯片制造中扮演著至關重要角色，讓我們深入探討它的作用以及制造過程。

首先，讓我們從光刻膠的基本概念開始。光刻膠是一種特殊的材料，它在芯片制造過程中扮演著類似于照相底片的角色。它的功能相當于一種蒙版，用于傳輸微小的圖案或圖像到硅晶圓上。這是制造芯片的關鍵步驟之一。

制造芯片的第一步是在硅晶圓表面涂覆一層光刻膠。這一層光刻膠的質量和均勻性對最終的芯片性能至關重要。光刻膠是一種特殊的化學物質，它可以在受到光照射后發生變化。然后，通過使用激光光源，將圖案從掩模板傳輸到光刻膠表面。掩模板是一個精確制作的模板，上面有芯片的所需圖案。

在光照射后，光刻膠的某些部分會發生融化或變軟，這是正性光刻膠。正性光刻膠中包含感光劑，這些感光劑可以吸收特定波長的光并觸發化學反應。感光劑的選擇和性質對于制備高分辨率的芯片圖案至關重要。

隨后，顯影液用來去除已融化的光刻膠，留下未受影響的部分，這些未受影響的部分與掩模板上的圖案一致。刻蝕與沉積則用于精確地勾勒出或者覆蓋除晶圓未被光刻膠覆蓋的部分，從而創建所需的芯片結構。這個過程類似于繪畫，但在非常微小尺度上進行。

正如前面提到的，如果光源照射到光刻膠上，但光刻膠沒有軟化，反而更加堅硬，那么這就是負性光刻膠。負性光刻膠的性質使得它在制造芯片時表現出強大的穩定性和耐用性。

光刻膠的配方是一個復雜的謎題。不同制造商采用不同的配方，但通常包括樹脂感光劑、溶劑和其他添加劑。感光劑是光刻膠的核心，因為它們吸收特定波長的光并引發化學反應。

光刻膠的制備涉及到復雜的工藝和技術，例如杜波效應。這個效應是由于光源照射光刻膠時，必須穿透光刻膠才能引發一系列反應。然而，光刻膠底部是硅晶圓，它會反射光線，導致光線的疊加，從而形成所謂的助波效應。這會導致光強在光刻膠中的分布不均勻，特別是在深紫外光下，這個效應尤為明顯。解決這些問題需要制造商對光刻膠的配方進行精細調整，以確保最終的圖案質量。