光刻膠是半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域的一種重要材料，在整個電子元器件加工產(chǎn)業(yè)有著舉足輕重的地位。

它主要由感光樹脂、增感劑和溶劑等成分組成。其中，感光樹脂決定了光刻膠的感光度和分辨率等關(guān)鍵性能，增感劑有助于提高對光的敏感度。在半導(dǎo)體制造過程中，光刻膠通過光化學(xué)反應(yīng)，將掩膜版上的圖案精確地轉(zhuǎn)移到硅片表面。

光刻工藝是半導(dǎo)體制造的核心步驟之一。在硅片表面涂上光刻膠(負(fù)膠)后，使用特定波長的光線通過掩膜版照射到光刻膠上，被光線照射到的部分會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化。

然后通過顯影步驟去除未發(fā)生固化的光刻膠部分，從而在硅片表面留下與掩膜版圖案相同的光刻膠圖案。

光刻膠在保護未被曝光的區(qū)域方面表現(xiàn)出色。在刻蝕過程中，光刻膠能夠防止未被曝光的區(qū)域受到損傷，確保芯片的完整性。此外，光刻膠還能控制離子注入的區(qū)域和劑量。在離子注入環(huán)節(jié)，光刻膠作為掩膜，決定了離子注入的位置和數(shù)量。

光刻膠主要參數(shù)包含分辨率、對比度、敏感度、粘度、粘著力、抗蝕性、表面張力、金屬雜質(zhì)等方面。這些參數(shù)指標(biāo)的檢測需要用到一系列專業(yè)設(shè)備，例如光刻機、Track(勻膠顯影機)、SEM(掃描電鏡)、ICP-MS、AFM(原子力顯微鏡)、臺階儀、紫外吸光光度計、水分儀、粘度計、離子色譜等儀器設(shè)備。

光刻膠中的金屬雜質(zhì)會對其性能產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，由于光刻膠主要成分是樹脂、光引發(fā)劑、單體等有機物，當(dāng)存在金屬雜質(zhì)時，會對其感光性能和成品質(zhì)量產(chǎn)生影響，如降低分辨率、增加膠層的不均勻性等。金屬雜質(zhì)還可能引起表面腐蝕污染、惡化器件性能并降低產(chǎn)量。像鋇、銫等金屬雜質(zhì)在烘烤過程中會通過擴散過程遷移到襯底表面，這種金屬遷移過程會帶來不良后果。實驗結(jié)果表明，光致抗蝕劑層中的大多數(shù)鋇雜質(zhì)可能以游離離子的形式存在，而銫以水化的形式存在，相對較小的 Ba 尺寸會導(dǎo)致烘烤過程中遷移更高。

國際半導(dǎo)體設(shè)備和材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會對光刻膠、光刻工藝中使用的顯影劑、清洗劑、刻蝕劑和去膠劑等制定了嚴(yán)格的無機金屬離子和非金屬離子的限量要求和檢測方法。在SEMI標(biāo)準(zhǔn)中，首推用離子色譜測定無機非金屬離子，用ICPMS測定金屬元素。背景技術(shù)顯示，光刻膠材料中的金屬雜質(zhì)限量控制在 ppb（10-9）級別，控制和監(jiān)測光刻工藝中金屬離子的含量，是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中非常重要的環(huán)節(jié)。

針對合成研發(fā)的需求，需要制定具體的原料規(guī)格要求，以便篩選并驗證國產(chǎn)化供應(yīng)商的原料性能，從源頭確保最終成品光刻膠的品質(zhì)。針對后續(xù)合成及純化過程中的工藝需求和難點，季豐電子CA實驗室采用 ICP-OES 或 ICP-MS 分析技術(shù)檢測原料中關(guān)鍵金屬元素雜質(zhì)的含量，這種方法簡單高效，能夠快速比對并篩選不同來源原料的差異并且同時分析多種半導(dǎo)體光刻膠原料及中間產(chǎn)物，無需進行復(fù)雜的方法切換，這對于確保光刻膠質(zhì)量符合半導(dǎo)體制造要求具有至關(guān)重要的作用。