光刻膠是半導體制造等領(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。在半導體制造過程中，光刻膠通過光化學反應，將掩膜版上的圖案精確地轉(zhuǎn)移到硅片表面。

光刻工藝是半導體制造的核心步驟之一。在硅片表面涂上光刻膠(負膠)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)生化學反應而固化。

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)生嚴重的負面影響，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 尺寸會導致烘烤過程中遷移更高。

國際半導體設(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標準中，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體光刻膠原料及中間產(chǎn)物，無需進行復雜的方法切換，這對于確保光刻膠質(zhì)量符合半導體制造要求具有至關(guān)重要的作用。