52、光刻成像技术：原理、材料与工艺详解

光刻成像技术：原理、材料与工艺详解

1. 成像技术简介

成像技术是将金属导体图案化以形成电路的过程。它涉及成像材料、成像设备、处理条件与金属化工艺的多步骤集成，目的是在基板上复制母版图案。对于尺寸为 200 微米及以上的大特征，丝网印刷是一种经济有效的成型方法；而对于小于 200 微米的特征，则需采用光刻工艺，这也是本文重点讨论的内容。

随着电路密度的不断增加，成像工艺也在持续发展，以实现更精细特征的商业化生产。对高密度互连（HDI）的需求推动着行业向特征尺寸为 25 微米或更小的方向发展，相应的成像设备和材料也不断涌现。

光刻成像的基本流程如下：

graph LR
    A[涂覆光刻胶] --> B[曝光]
    B --> C[显影]
    C --> D[金属图案转移（蚀刻或电镀）]
    D --> E[去除光刻胶]
    E --> F[后续处理]

这个过程包括在目标基板上涂覆光敏聚合物材料（光刻胶），用所需图案的光线对光刻胶进行曝光，然后显影出曝光图案。显影后的图案用于减法（蚀刻）或加法（电镀）金属图案转移。金属化完成后，从表面去除光刻胶，面板即可进行后续处理。

2. 光敏材料

在互连行业中，用作光刻胶的光敏聚合物系统有液体和由液体溶液制成的干膜两种形式。干膜光刻胶是行业标准，但液体光刻胶在精细特征电路中应用越来越广泛，两种光刻胶都能满足多种加工需求。

2.1 正性和负性作用系统

光刻胶在照相意义上可分为正性和负性两种类型