Chapter063 光刻胶

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高能物理研究所本就是研究核能物理的等先进技术的地方，在布一楠之前就已经着手开始了国产光刻机的制造。

但是因为工艺水平和理论限制一直没有大的突破。

布一楠想造光刻机，邓玉峰就将高能物理研究所的事情告诉了她。

布一楠之后就将光源部分交给了对方，他们本就有一些设计理念和思路在，加上布一楠的技术至此也花了将近两个月才搞定这些。

只是想到组装光刻机过程的时候，布一楠却发现自己还遗漏了一种物品。

智者千虑必有一失，她这是彻底忘记了这东西也没有卖的，得现造啊！

光刻胶。

如果把光刻机形容成半导体行业的皇冠的话，光刻胶就是这皇冠上最璀璨的明珠。

虽然光刻胶仅占半导体材料行业的5%，但是光刻胶是芯片制造行业中最核心、最关键的三大件之一。

硅片，第一；光刻机第二，第三就是光刻胶。

整个晶圆制造过程中，光刻耗时约占整个工艺的40%-60%。

光刻胶（photoresist）又叫光阻剂或光阻液。

光刻胶是一种能把光影化为现实的胶体，有着正胶负胶之分。

其中正胶是一种见光死的材料。

但是在暗中却异常坚挺，被特定波长的光线照射就会疲软，继而能被溶解清除。

负胶则和正胶刚好相反。

所有光刻技术就是利用光刻胶的这种光敏性，来雕刻芯片。

（目前全球五大光刻胶生产厂家其中四家是日企，一家是美企）

例如，我们要造一个沟槽式的内存芯片（dram），首先在暗中给硅片涂一层光刻胶，再照上光掩膜进行曝光，让光线按照光掩膜上设计好的坑位通过照在光刻胶上。

这些胶体就会疲软，随即被溶剂洗掉，而剩余坚挺的光刻胶成为了保护膜，接着用能腐蚀硅的溶剂，把没有光刻胶保护的坑位区域腐蚀掉一层，最后再把光刻胶保护膜清除，就完成了大量深坑的精确雕刻。

同时这种对硅片定向做减法的腐蚀，就是刻蚀（etching）。

刻蚀、沉积、注入粒子就是光刻的基本步骤。

而硅片的每一次光刻又要经过8个步骤，3个烘焙。

光刻步骤：

1清洁及表面处理

用去离子水清洗后，为了给硅片做增黏处理，会用六甲基二硅胺烷的气体（hmds）熏蒸硅片，使硅片表面充分脱水。

2旋转涂胶

在硅片中间旋转滴入硅刻胶，让硅片高速转动把胶体摊开，在以较慢的速度旋转，让胶体厚度稳定，接着去边处理，去掉边缘一圈的光刻胶。

3前烘

涂胶后机械臂拿出硅片放入烤箱或热板上进行烘焙，目的减少光刻胶中溶剂含量，让其更加浓稠坚固，提高与硅片的附着稳定性，一般100°左右的温度烤一分钟，因为光刻胶不耐高温。

4对准和曝光

光掩模、透镜组和硅片工作台精密对准和调频，光源放光，移动硅片台让硅片有序曝光。

5后烘（peb）

通过加热让光刻胶中的光化学反应充分完成，可以弥补曝光强度不足的问题，同时减少光刻胶显影后因为驻波效应产生的一圈圈纹路。

6显影冲洗

后烘后把曝光的部分溶解清除，光掩膜上的图像就复现在了光刻胶上。

再具体一些就是用去离子水润湿硅片，把显影液（四甲基氢氧化铵）的水溶液均匀喷淋在光刻胶表面，让光刻中被曝光的部分充分溶解，最后用去离子水冲走（45纳米以下的制程，因为尺寸太小溶解残留物比表面积过大，黏附力强，需要加喷氮气）

7坚膜烘焙