光刻工艺(光刻工艺的作用是什么)

导语：华慧高芯知识库_光刻工艺中的关键材料——光刻胶三

前两次我们简单介绍了光刻胶的分类及性能指标，相信大家已经有了一些了解。在实际的光刻工艺中，光刻胶往往不是独立使用的。在一些情况下，需要一些特殊的材料配合光刻胶使用。这次我们就介绍其中的几种。

1. 增粘剂

对于石英、玻璃，或者有天然氧化层的硅片来说，其表层的SiO2长时间处于大气湿度的情况下，表面会形成极性的-OH键，基底便会呈现出亲水性。而这种具有亲水性的表面，对非极性或者低极性的光刻胶来说，会表现出非常差的亲和力，导致光刻胶脱落。因此需要增粘剂来改善基底表面的疏水特性。

HMDS（(HexaMethylDiSilazane）是一种常用的增粘剂。它作用的原理是：Si(CH3)3中Si的一端与基底结合，把亲水的-OH键变成Si-O键（随着羟基分解，释放出NH3）；非极性的-CH3则远离基底形成疏水表面，与光刻胶中C、H、O组成的分子团形成较强的作用力，从而实现基底与光刻胶的良好的附着力。

HMDS对表面作用示意图

2. 抗反射涂层

在光刻过程中，由于基底表面的反射效果，入射光线和反射光线发生干涉，会在光刻胶内发生驻波效应。这会导致光刻胶图案侧壁出现波浪形起伏，从而影响图形关键尺寸及后续工艺。曝光波长越小，对图案等的影响就越大。

驻波效应引起光刻胶侧壁出现波纹

为了消除驻波效应，可以在光刻胶顶部或者底部增加抗反射涂层，而通常底部抗反射涂层（Bottom Anti-reflective Coatings，BARC）的改善效果更明显。

未涂覆和涂覆BARC的反射光路图

从光路图能够看出，BARC可以通过对紫外光的吸收及相消干涉，有效的降低反射光，消除驻波效应。

3. 导电胶

在电子束光刻工艺中，对于导电性差或者绝缘的衬底材料，表面的电荷无法迅速有效的转移，从而产生局部的电荷积累。这种表面的荷电会形成不均匀的电场，对后续的电子束产生排斥，进而导致图形的变形或者漂移。

通过在光刻胶上旋涂一层导电胶，则可以一定程度上解决电子束光刻中的荷电效应。相比选用其他的导电层（如金属层），导电胶对电子束不敏感，方便去除，不影响电子束曝光参数，是一种简单高效的解决方法。

导电胶工艺流程

与光刻胶相关的材料和配套试剂以及特殊光刻胶有很多，在实际工艺中，要根据具体情况进行选择。我们这次就简单介绍这些，下次再见。

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