光刻膠模型

光刻工藝過程可以用光學和化學模型，藉助數學公式來描述。光照射在掩模上發生衍射，衍射級被投影透鏡收集並會聚在光刻膠表面，這一成像過程是一個光學過程；投影在光刻膠上的圖像激發光化學反應，烘烤後導致光刻膠局部可溶於顯影液，這是化學過程，描述這一物理化學過程的模型即為光刻膠模型。

基本介紹

• 中文名：光刻膠模型
• 外文名：Resist Model

模型介紹

光刻膠中的成分有聚合物、光敏感劑或光致酸產生劑、溶劑，以及一些特殊功能添加劑。以化學放大膠為例，曝光時激發光化學反應，使光致酸產生劑分解產生酸。產生的酸的濃度與局域的光強和曝光持續的時間有關。這一過程將光學空間像轉換為酸的三維分布。

在曝光後烘時，酸分子在膠中擴散，到達聚合物上保護基團所在的位置，使之分解觸發去保護反應並釋放另一個酸分子。經去保護反應後的聚合物能溶於顯影液。顯然，酸分子越多的地方，聚合物的保護基團就被分解得越多。這一過程將酸的三維分布轉換為溶解度的三維分布。

顯影模型

光刻膠中某處的顯影率R（定義為光刻膠在顯影液中的溶解速率）和該處的保護基團的濃度有關。顯影模型的準確度與光刻膠的種類有關。常見有顯影模型為Mack模型。具體分為三步：第一步，顯影液中的有效成分（TMAH分子）擴散到光刻膠所在的位置；第二步，TMAH分子與光刻膠發生化學反應；第三步，反應的生成物溶解於顯影液中，並在顯影液中擴散。

發展方向

1） 建立更準確的針對化學放大膠的模型

2） 建立浸沒式光刻中水與光刻膠相互作用的模型

3） 光刻膠和抗反射塗層相互作用的模型

4） 新型光刻膠工藝中的模型，如負顯影工藝光刻膠模型；多層光刻膠或抗反射圖層模型。