dnq光刻胶资料
光刻胶及周边材料可修改文字
表面防反射膜（利用光干涉现象）
靠不同材料折射率不同来改善（含氟较多）
1. 厚度d调整相位: 2. 折射率调整最佳条件:
n2 n3
倍晶 35
无TARC
表面防反射膜（TARC<30-70nm）可以解决打洞不良
倍晶 36
有TARC
TFT制作
倍晶
光刻胶
37
液晶显示彩色和OLED
TFT: 液晶, OLED 彩胶: 液晶显示
②. Photo spacer
film
LTOC(Passivation)
Ti/Al/Ti SiNx
Ti/Al/Ti SiN
③. Organic Insulator
倍晶 8
光刻胶工艺需要整个高纯材料产业链支持
成膜材料
无机气体 涂膜型
光刻胶
正胶
树脂
光敏剂/光酸 高纯溶剂
酚醛树脂 g-h-i-
PHS 248nm 亚克力 193nm 聚酰亚胺 PI PAC (焦性没食子酸由来）
120C
81.0 19.7
140C
69.1 31.6
160C
CD (nm) 缩小量（纳米）
倍晶
140.0 -
125.0 15.0
124.5 15.5
122.3 17.7
烘烤工艺
显影 槽沟尺寸变小
40
防倒塌材料：光刻胶需要一定高度，尺寸变小后会倒塌
TMAH Developer
Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓ ｔ
倍晶
有機EL表示素子（TFT）の横断面概略 1.封止層 2.負極 3.有機半導体 4.正極 5.直流駆動回路 6.TFT
38
洞缩小及槽沟缩小材料（光刻胶性能延伸）AZ RELACS / TOK Saphire
光刻胶知识简介
光刻胶知识简介光刻胶知识简介:一.光刻胶的定义(photoresist)又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。
感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。
经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。
二.光刻胶的分类光刻胶的技术复杂，品种较多。
根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。
光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。
利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。
基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。
①光聚合型采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。
②光分解型采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶.③光交联型采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。
柯达公司的产品KPR胶即属此类。
三.光刻胶的化学性质a、传统光刻胶：正胶和负胶。
光刻胶的组成：树脂（resin/polymer），光刻胶中不同材料的粘合剂，给与光刻胶的机械与化学性质（如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等）；感光剂，感光剂对光能发生光化学反应；溶剂（Solvent），保持光刻胶的液体状态，使之具有良好的流动性；添加剂（Additive），用以改变光刻胶的某些特性，如改善光刻胶发生反射而添加染色剂等。
负性光刻胶。
树脂是聚异戊二烯，一种天然的橡胶；溶剂是二甲苯；感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂，产生的自由基在橡胶分子间形成交联。
从而变得不溶于显影液。
负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨；曝光时光刻胶容易与氮气反应而抑制交联。
光刻胶photoresist性能及发展趋势简介
光刻胶成分：树脂（resin）、感光剂（photo active compound）和溶剂（solvent）。
树脂是一种有机聚合物，他的分子链长度决定了光刻胶的许多性质。
长链能增加热稳定性，增加抗腐蚀能力，降低曝光部分的显影速度，而短链能增加光刻胶和基底间的吸附，因此一般光刻胶树脂的长度为8-20个单体。
对于正性（positive tone）光刻胶，感光剂在曝光后发生化学反应，增加了树脂在显影液中的溶解度，从而使得曝光部分在显影过程中被冲洗掉；对于负性（negative tone）光刻胶，感光剂在曝光后诱导树脂分子发生交联（cross linking），使得曝光部分不被显影液溶解。
溶剂保持光刻胶的流动性，因此通过甩胶能够形成非常薄的光刻胶。
光刻胶的主要技术参数：1.分辨率（resolution）。
通常用关键尺寸（Critical Dimension）来衡量，CD越小，光刻胶的分辨率越高。
光刻胶的厚度会影响分辨率，当关键尺寸比光刻胶的厚度小很多时，光刻胶高台会塌陷，产生光刻图形的变形。
光刻胶中树脂的分子量会影响刻线的平整度，用小分子代替聚合物会得到更高的极限分辨率1。
另外，在化学放大光刻胶（CAR）中，光致产酸剂的扩散会导致图形的模糊，降低分辨率2。
2.对比度（contrast）。
指光刻胶曝光区到非曝光区侧壁的陡峭程度。
对比度越大，图形分辨率越高。
3.敏感度（sensitivity）。
对于某一波长的光，要在光刻胶上形成1/news177697613.html2G.M. Wallraff, D.R. Medeiros, Proc. SPIE 5753 (2005) 309.图像需要的最小能量密度值称为曝光的最小剂量，单位mJ/cm，通常用最小剂量的倒数也就是灵敏度来衡量光刻胶对光照的灵敏程度和曝光的速度。
灵敏度越高，曝光完成需要的时间越小。
通过曝光曲线，我们可以直观地看到对比度、分辨率和敏感度。
上图为ABC三种光刻胶的曝光曲线。
光刻胶知识
第8章光刻胶光刻胶也称为光致抗蚀剂（Photoresist，P. R.）。
8.1 光刻胶的类型一、光刻胶的类型凡是在能量束（光束、电子束、离子束等）的照射下，以交联反应为主的光刻胶称为负性光刻胶，简称负胶。
凡是在能量束（光束、电子束、离子束等）的照射下，以降解反应为主的光刻胶称为正性光刻胶，简称正胶。
1、灵敏度灵敏度的定义单位面积上入射的使光刻胶全部发生反应的最小光能量或最小电荷量（对电子束胶），称为光刻胶的灵敏度，记为S ，也就是前面提到过的D 100 。
S 越小，则灵敏度越高。
通常负胶的灵敏度高于正胶。
灵敏度太低会影响生产效率，所以通常希望光刻胶有较高的灵敏度。
但灵敏度太高会影响分辨率。
8.2 光刻胶的特性2、分辨率下面讨论分辨率与灵敏度的关系。
当入射电子数为N 时，由于随机涨落，实际入射的电子数在范围内。
为保证出现最低剂量时不少于规定剂量的90%，也即。
由此可得。
因此对于小尺寸曝光区，必须满足N N ±%10≤N N 100min =N min min min min ()S L N qN q q L S S===光刻工艺中影响分辨率的因素有：光源、曝光方式和光刻胶本身（包括灵敏度、对比度、颗粒的大小、显影时的溶胀、电子散射等）。
通常正胶的分辨率要高于负胶。
式中，Lmin为最小尺寸，即分辨率。
可见，若灵敏度越高（即S越小），则L min就越大，分辨率就越差。
例如，负性电子束光刻胶COP 的S= 0.3×10 -6C/cm2，则其Lmin= 0.073μm。
若其灵敏度提高到S = 0.03×10 -6C/cm2 ，则其Lmin 将增大到0.23μm。
minminN q qLS S==3、对比度对比度是图中对数坐标下对比度曲线的斜率，表示光刻胶区分掩模上亮区和暗区的能力的大小，即对剂量变化的敏感程度。
灵敏度曲线越陡，D 0 与D 100 的间距就越小，则就越大，这样有助于得到清晰的图形轮廓和高的分辨率。
光刻胶大全
光刻胶产品前途无量（半导体技巧天地）之五兆芳芳创作1 前言光刻胶(又名光致抗蚀剂)是指通过紫外光、电子束、准份子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射，使溶解度产生变更的耐蚀刻薄膜资料，主要用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工，近年来也逐步应用于光电子领域平板显示器（FPD）的制作.由于光刻胶具有光化学敏理性，可利用其进行光化学反响，经曝光、显影等进程，将所需要的微细图形从掩模版转移至待加工的衬底上，然落后行刻蚀、扩散、离子注入等工艺加工，因此是电子信息财产中微电子行业和光电子行业微细加工技巧的关头性根本加工资料.作为经曝光和显影而使溶解度增加的正型光刻胶多用于制作IC，经曝光或显影使溶解度减小的负型光刻胶多用于制作分立器件.2 国外情况随着电子器件不竭向高集成化和高速化标的目的成长，对微细图形加工技巧的要求越来越高，为了适应亚微米微细图形加工的要求，国外先后开发了g线（436nm）、i线（365nm）、深紫外、准份子激光、化学增幅、电子束、X射线、离子束抗蚀剂等一系列新型光刻胶.这些品种较有代表性的负性胶如美国柯达（Kodak）公司的KPR、KMER、KLER、KMR、KMPR等；联合碳化学（UCC）公司的KTI系列；日本东京应化（Tok）公司的TPR、SVR、OSR、OMR；分解橡胶（JSR）公司的CIR、CBR系列；瑞翁（Zeon）公司的ZPN系列；德国依默克（E.Merk）公司的Solect等.正性胶如：美国西帕来（Shipely）公司的AZ系列、DuPont公司的Waycot系列、日本分解橡胶公司的PFR等等.2000~2001年世界市场光刻胶生产商的收益及市场份额公司2001年收益2001年市场份额（%）2000年收益2000年市场份额（%）Tokyo Ohka Kogyo 150.1 22.6 216.5 25.2 Shipley 139.2 21.0 174.6 20.3JSR 117.6 17.7 138.4 16.1Shin-Etsu Chemical 70.1 10.6 74.2 8.6 Arch Chemicals 63.7 9.6 84.1 9.8其他122.2 18.5 171.6 20.0总计662.9 100.0 859.4 100.0 Source: Gartner Dataquest目前，国际上主流的光刻胶产品是分辩率在0.25µm～0.18µm 的深紫外正型光刻胶，主要的厂商包含美国Shipley、日本东京应化和瑞士的克莱恩等公司.中国专利CN1272637A2000年地下了国际商业机械公司创造的193nm光刻胶组合物，在无需相传递掩膜的情况下能够分辩尺寸小于150nm，更优选尺寸小于约115nm.2003年美国专利US2003/0082480又地下了Christian Eschbaumer等创造的157nm光刻胶.预计2004年全球光刻胶和助剂的市场范围约37亿美元.3 国际现状国际主要产品有聚乙烯醇肉桂酸酯（相当于美KPR胶）、聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯聚酯胶、环化橡胶型购胶（相当于OMR－83胶）和重氮萘醌磺酰氯为感光剂主体的紫外正型光刻胶（相当于AZ－1350）.其中紫外线负胶已国产化，紫外线正胶可满足2µm工艺要求，深紫外正负胶（聚甲基异丙烯基酮、氯甲基聚苯乙烯，分辩率0.5～0.3µm）、电子束正负胶（聚甲基丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸缩水甘油酯一丙烯酸乙酯共聚）（分辩率0.25～0.1µm）、X射线正胶（聚丁烯砜聚1，2一二氯丙烯酸，分辩率0.2µm），可提供少量产品，用于IC制造的初级次正型胶仍全部依赖进口.光刻胶目前国产能力约为100多吨.据国度有关部分预测，到2005年微电子用光刻胶将超出200吨.国际光刻胶主要研制生产单位有北京化学试剂所、北京化工场、上海试剂一厂、苏州瑞红电子化学品公司、黄岩有机化工场、无锡化工研究设计院、北师大、上海交大等.近年来，北京化学试剂所和苏州瑞红电子化学品公司等单位在平板显示器（FPD）用光刻胶方面进行了大量任务，已研制成功并范围生产出液晶显示器（LCD）专用正型光刻胶，如北京化学试剂所的BP218系列正型光刻胶适用于TN／STNLCD的光刻制作.北京化学试剂研究所一直是国度重点科技攻关课题——光刻胶研究的组长单位.“十五”期间，科技部为了尽快缩小光刻技巧配套用资料与国际先进水平的差距，将新型高性能光刻胶列入了“863”重大专项筹划之中，并且跨过0.35µm和0.25µm工艺用i线正型光刻胶和248nm深紫外光刻胶两个台阶，直接开展0.1µm～0.13µm工艺用193nm光刻胶的研究.苏州瑞红则是微电子化学品行业中惟一一家中外合伙生产企业，曾作为国度“八五”科研攻关“南方基地”的组长单位，其光刻胶产品以用于LCD的正胶为主，负胶为辅.为放慢成长光刻胶财产的程序，北京化学试剂研究所的上级单位——北京化工团体有限责任公司正在做相关筹划，争取在“十五”期间，在大兴区兴建的化工基地实现年产光刻胶80吨至100吨的范围.在此筹划中，化工基地前期以生产紫外负型光刻胶及0.8µm～1.2µm技巧用紫外正胶为主，之后还要相继生产i线正胶、248nm深紫外光刻胶及0.1µm～0.13µm技巧用的193nm高性能光刻胶.而苏州瑞红也正积极地与国外著名的光刻胶厂商协作，进行248nm深紫外光刻胶的财产化任务，争取使其产品打入国际合伙或独资的集成电路生产企业.4 前途无量近年来，光刻胶在微电子行业中不竭开收回新的用途，如采取光敏性介质资料制作多芯片组件(MCM).MCM技巧可大幅度缩小电子系统体积，加重其质量，并提高其可靠性.近年来国外在初级军事电子和宇航电子装备中，已普遍地应用MCM技巧. 可以预见，成长微电子信息财产及光电财产中不成缺少的根本工艺资料——光刻胶产品在21世纪的应用将更普遍、更深入.光刻胶的定义及主要作用光刻胶是一种有机化合物，它受紫外光曝光后，在显影液中的溶解度会产生变更.一般光刻胶以液态涂覆在硅片概略上，曝光后烘烤成固态.光刻胶的作用：a、将掩膜板上的图形转移到硅片概略的氧化层中；b、在后续工序中，庇护下面的资料（刻蚀或离子注入）.光刻胶起源光刻开始于一种称作光刻胶的感光性液体的应用.图形能被映射到光刻胶上，然后用一个developer就能做出需要的模板图案.光刻胶溶液通常被旋转式滴入wafer.如图wafer被装到一个每分钟能转几千转的转盘上.几滴光刻胶溶液就被滴到旋转中的wafer的中心，离心力把溶液甩到概略的所有地方.光刻胶溶液黏着在wafer上形成一层均匀的薄膜.多余的溶液从旋转中的wafer上被甩掉.薄膜在几秒钟之内就缩到它最终的厚度，溶剂很快就蒸发掉了，wafer上就留下了一薄层光刻胶.最后通过烘焙去掉最后剩下的溶剂并使光刻胶变硬以便后续处理.镀过膜的wafer对特定波成的光线很敏感，特别是紫外（UV）线.相对来说他们仍旧对其他波长的，包含红，橙和黄光不太敏感.所以大多数光刻车间有特殊的黄光系统.光刻胶的主要技巧参数a、分辩率（resolution）.区别硅片概略相邻图形特征的能力.一般用关头尺寸（CD，Critical Dimension）来权衡分辩率.形成的关头尺寸越小，光刻胶的分辩率越好.b、对比度（Contrast）.指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度.对比度越好，形成图形的侧壁越陡峭，分辩率越好.c、敏感度（Sensitivity）.光刻胶上产生一个良好的图形所需一定波长光的最小能量值（或最小曝光量）.单位：毫焦/平方厘米或mJ/cm2.光刻胶的敏理性对于波长更短的深紫外光（DUV）、极深紫外光（EUV）等尤为重要.d、粘滞性/黏度（Viscosity）.权衡光刻胶流动特性的参数.粘滞性随着光刻胶中的溶剂的削减而增加；高的粘滞性会产生厚的光刻胶；越小的粘滞性，就有越均匀的光刻胶厚度.光刻胶的比重（SG，Specific Gravity）是权衡光刻胶的密度的指标.它与光刻胶中的固体含量有关.较大的比重意味着光刻胶中含有更多的固体，粘滞性更高、流动性更差.粘度的单位：泊（poise），光刻胶一般用厘泊（cps，厘泊为1%泊）来度量.百分泊即厘泊为绝对粘滞率；运动粘滞率定义为：运动粘滞率=绝对粘滞率/比重. 单位：百分斯托克斯（cs）＝cps/SG.e、粘附性（Adherence）.表征光刻胶粘着于衬底的强度.光刻胶的粘附性缺乏会导致硅片概略的图形变形.光刻胶的粘附性必须经受住后续工艺（刻蚀、离子注入等）.f、抗蚀性（Anti-etching）.光刻胶必须保持它的粘附性，在后续的刻蚀工序中庇护衬底概略.耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力.g、概略张力（Surface Tension）.液体中将概略份子拉向液体主体内的份子间吸引力.光刻胶应该具有比较小的概略张力，使光刻胶具有良好的流动性和笼盖.h、存储和传送（Storage and Transmission）.能量（光和热）可以激活光刻胶.应该存储在密闭、低温、不透光的盒中.同时必须规则光刻胶的闲置期限和存贮温度情况.一旦超出存储时间或较高的温度范围，负胶会产生交联，正胶会产生感光延迟.光刻胶的分类a、按照光刻胶依照如何响应紫外光的特性可以分为两类：负性光刻胶和正性光刻胶.负性光刻胶（Negative Photo Resist）.最早使用，一直到20世纪70年代.曝光区域产生交联，难溶于显影液.特性：良好的粘附能力、良好的阻挡作用、感光速度快；显影时产生变形和膨胀.所以只能用于2μm 的分辩率.正性光刻胶（Positive Photo Resist）.20世纪70年代，有负性转用正性.正性光刻胶的曝光区域加倍容易溶解于显影液.特性：分辩率高、台阶笼盖好、对比度好；粘附性差、抗刻蚀能力差、高成本.b、按照光刻胶能形成图形的最小光刻尺寸来分：传统光刻胶和化学缩小光刻胶.传统光刻胶.适用于I线（365nm）、H线（405nm）和G线（436nm），关头尺寸在0.35μm及其以上.化学缩小光刻胶（CAR，Chemical Amplified Resist）.适用于深紫外线（DUV）波长的光刻胶.KrF（248nm）和ArF（193nm）. 光刻胶的化学性质a、传统光刻胶：正胶和负胶.光刻胶的组成：树脂（resin/polymer），光刻胶中不合伙料的粘合剂，授与光刻胶的机械与化学性质（如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等）；感光剂，感光剂对光能产生光化学反响；溶剂（Solvent），保持光刻胶的液体状态，使之具有良好的流动性；添加剂（Additive），用以改动光刻胶的某些特性，如改良光刻胶产生反射而添加染色剂等.负性光刻胶.树脂是聚异戊二烯，一种天然的橡胶；溶剂是二甲苯；感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂，产生的自由基在橡胶份子间形成交联.从而变得不溶于显影液.负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨；曝光时光刻胶容易与氮气反响而抑制交联.正性光刻胶.树脂是一种叫做线性酚醛树脂的酚醛甲醛，提供光刻胶的粘附性、化学抗蚀性，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在显影液中；感光剂是光敏化合物（PAC，Photo Active Compound），最罕有的是重氮萘醌（DNQ），在曝光前，DNQ是一种强烈的溶解抑制剂，下降树脂的溶解速度.在紫外曝光后，DNQ在光刻胶中化学分化，成为溶解度增强剂，大幅提高显影液中的溶解度因子至100或更高.这种曝光反响会在DNQ中产生羧酸，它在显影液中溶解度很高.正性光刻胶具有很好的对比度，所以生成的图形具有良好的分辩率.b、化学缩小光刻胶（CAR，Chemical Amplified Resist）.树脂是具有化学基团庇护（t-BOC）的聚乙烯（PHS）.有庇护团的树脂不溶于水；感光剂是光酸产生剂（PAG，Photo Acid Generator），光刻胶曝光后，在曝光区的PAG产生光化学反响会产生一种酸.该酸在曝光后热烘（PEB，Post Exposure Baking）时，作为化学催化剂将树脂上的庇护基团移走，从而使曝光区域的光刻胶由原来不溶于水转变成高度溶于以水为主要成分的显影液.化学缩小光刻胶曝光速度很是快，大约是DNQ线性酚醛树脂光刻胶的10倍；对短波长光源具有很好的光学敏理性；提供陡直侧墙，具有高的对比度；具有0.25μm及其以下尺寸的高分辩率.光刻胶的主要应用领域模拟半导体（Analog Semiconductors）发光二极管（Light-Emitting Diodes LEDs）微电机系统（MEMS）太阳能光伏（Solar PV）微流道和生物芯片（Microfluidics & Biochips）光电子器件/光子器件（Optoelectronics/Photonics）封装（Packaging）光刻胶的成长趋势中国的微电子战争板显示财产成长迅速，带动了光刻胶资料与高纯试剂供给商等财产链中的相关配套企业的成立和成长.特别是2009年LED（发光二极管）的迅猛成长，加倍有力地推动了光刻胶财产的成长.中国的光刻胶财产市场在原有分立器件、IC、LCD（液晶显示器）的根本上，又参加了LED,再加上光伏的潜在市场，到2010年中国的光刻胶市场将超出20亿元，将占国际光刻胶市场比例的10%以上.从国际相关财产对光刻胶的需求量来看，目前主要仍是以紫外光刻胶的用量为主，其中的中小范围（5μm以上技巧）及大范围集成电路（5μm、2~3μm、0.8~1.2μm技巧）企业、分立器件生产企业对于紫外负型光刻胶的需求总量将辨别达到100吨/年~150吨/年；用于集成电路、液晶显示的紫外正性光刻胶及用于LED的紫外正负性光刻胶的需求总量在700吨/年~800吨/年之间.但是超大范围集成电路深紫外248nm（0.18-0.13um技巧）与193nm（90nm、65nm及45nm的技巧）光刻胶随着Intel大连等数条大尺寸线的成立，需求量也与日俱增.。
光刻胶主要技术参数的重新说明
光刻胶主要技术参数的重新说明光刻胶（Photoresist）是半导体制造中不可或缺的材料，它在光刻过程中起到了至关重要的作用。
光刻胶的主要技术参数在半导体工业中被广泛使用，以确保制造过程的准确性和可靠性。
在本文中，我们将重新说明光刻胶主要技术参数的相关内容。
1. 曝光感度（Exposure Sensitivity）曝光感度是指光刻胶对特定波长的光照强度的响应能力。
曝光感度通常以mJ/cm²或μC/cm²为单位进行测量，其数值越小，表示对光的敏感程度越高。
光刻胶的曝光感度参数应根据具体的制程要求进行选择，以确保在光刻过程中能够获得所需的细节和分辨率。
2. 对比度（Contrast）对比度是指在曝光过程中所使用的光刻胶影像的清晰度和辨识度。
对比度值越高，表示胶膜上的图像与掩膜图案之间的差异越明显。
光刻胶的对比度参数对于细微图案的准确性和成像质量至关重要。
3. 显影速度（Developer Speed）显影速度是指光刻胶在显影液中被处理所需的时间。
显影速度的选择应考虑到制程的要求以及对制程的影响。
较快的显影速度可提高生产效率，但可能会牺牲一定的分辨率。
相反，较慢的显影速度可以提供更高的分辨率，但会增加制程的时间和成本。
4. 最小可分辨尺寸（Minimum Resolvable Feature Size）最小可分辨尺寸是指在光刻胶上能够清晰成像的最小尺寸。
这个参数受制于光刻机的分辨能力和光刻胶的特性。
最小可分辨尺寸的选择是根据制程要求和制程能力进行的，以确保所需的器件结构可以被精确地制造。
5. 附着力（Adhesion）附着力是指光刻胶与底层衬底材料之间的结合力。
优良的附着力可以确保光刻胶在制程过程中不会出现剥离或破裂的情况。
光刻胶的附着力参数需要与底层材料的特性相匹配，以确保制程的可靠性和稳定性。
6. 化学耐性（Chemical Resistance）化学耐性是指光刻胶在制程过程中所能够耐受的化学物质的腐蚀和影响程度。
光刻胶
抗蚀性（Anti-etching; Etching resistance）即光刻胶材料在刻蚀过程中的抵抗力。在图形从光刻胶转 移到晶片的过程中，光刻胶材料必须能够抵抗高能和高温（>150℃）而不改变其原有特性 。在后续的刻蚀工序 中保护衬底表面。耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力 。在湿法刻蚀中，印有电路图形的光刻胶需要连 同硅片一同置入化学刻蚀液中，进行很多次的湿法腐蚀。只有光刻胶具有很强的抗蚀性，才能保证刻蚀液按照所 希望的选择比刻蚀出曝光所得图形，更好体现器件性能。在干法刻蚀中，例如集成电路工艺中在进行阱区和源漏 区离子注入时，需要有较好的保护电路图形的能力，否则光刻胶会因为在注入环境中挥发而影响到注入腔的真空 度。此时注入的离子将不会起到其在电路制造工艺中应起到的作用，器件的电路性能受阻 。
1890年。德国人格林（Green）和格罗斯（Gross）等人将重氮化的混合物制成感光材料。取得了第一个重氮 感光材料的专利。不久，德国的卡勒（Kalle）公司推出了重氮印相纸，从而使重氮感光材料商品化，并逐渐代 替了铁印相技术。
工作原理
辐射线
光学
纳米压印技术
光刻胶类型及应用制程
紫外光刻胶
紫外光刻胶适用于g线（436 nm）与i线（365 nm）光刻技术。
2.紫外压印光刻胶：使用透明的模板，将预先制作好的带有微图形特征的硬模版压入常温下液态光刻胶中， 用紫外光将光刻胶固化后抬起模板，从而将模板上的微特征转移到光刻胶上。按照光引发反应机理，可分为自由 基聚合和阳离子聚合两大体系 。光刻胶材料主要有甲基丙烯酸酯体系、有机硅改性的丙烯酸或甲基丙烯酸酯体 系、乙烯基醚体系、环氧树脂体系等。
1.
热压印与紫外压印原理示意图纳米压印技术是通过压模来制作微纳特征的一种图形转移技术，其最明显的优 势是高产能、高分辨率、低成本，主要工艺流程：模板制作、硅衬底滴胶、压印、曝光、脱模、离子刻蚀，图像 精度可以达到5 nm。使用的光刻胶种类主要分为两种：
光刻胶各成分
光刻胶各成分
一、光刻胶的组成成分有哪些
光刻胶主要由感光剂（光引发剂）、聚合剂（感光树脂）、溶剂与助剂构成。
1、光引发剂是光刻胶的最关键成分，对光刻胶的感光度、分辨率起着决定性作用。
2、感光树脂用于将光刻胶中不同材料聚合在一起，是构成光刻胶的骨架，决定光刻胶包括硬度、柔韧性、附着力等基本属性。
3、溶剂是光刻胶中最大成分，目的是使光刻胶处于液态，但溶剂本身对光刻胶的化学性质几乎没影响。
4、助剂通常是专有化合物，由各家厂商独自研发，主要用来改变光刻胶特定化学性质。
二、光刻胶的原理
1、光敏性原理
光刻胶的基本原理是光敏材料暴露在紫外线下，光线将光敏材料中的分子激活，使其发生化学反应，使光敏胶发生预设的变化。
根据光线能量的不同，光刻胶可分为UV光刻胶和深紫外光刻胶。
UV光刻胶用于制造精度要求低的电子元件，而深紫外光刻胶则用于制造更微小的元器件。
2、光学成像原理
光刻胶是通过光学成像原理来实现预期的纹理结构。
当光照射在光刻
胶表面时，会通过掩膜上的白色区域透过黑色区域，达到将图案映射到光刻胶上的目的。
通过开发过程，只剩下光刻胶上所需的微型器件的部分区域，即可形成要制造的微型器件。
3、选择适合的溶剂
光刻胶的成分包括光敏材料、单体、溶剂和剂量。
反应关键因素之一是选择适合系统的溶剂，溶剂是优化反应速率和接触角的关键因素。
正确的溶剂选择可确保强大的粘附力和最小的溶液浸透时间。
光刻胶大全
光刻胶产品前途无量（半导体技术天地）1前言光刻胶(又名光致抗蚀剂)是指通过紫外光、电子束、准分子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射，使溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，主要用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工，近年来也逐步应用于光电子领域平板显示器（FPD）的制作。
由于光刻胶具有光化学敏感性，可利用其进行光化学反应，经曝光、显影等过程，将所需要的微细图形从掩模版转移至待加工的衬底上，然后进行刻蚀、扩散、离子注入等工艺加工，因此是电子信息产业中微电子行业和光电子行业微细加工技术的关键性基础加工材料。
作为经曝光和显影而使溶解度增加的正型光刻胶多用于制作IC，经曝光或显影使溶解度减小的负型光刻胶多用于制作分立器件。
2国外情况随着电子器件不断向高集成化和高速化方向发展，对微细图形加工技术的要求越来越高，为了适应亚微米微细图形加工的要求，国外先后开发了g线（436nm）、i线（365nm）、深紫外、准分子激光、化学增幅、电子束、X射线、离子束抗蚀剂等一系列新型光刻胶。
这些品种较有代表性的负性胶如美国柯达（Kodak）公司的KPR、KMER、KLER、KMR、KMPR等；联合碳化学（UCC）公司的KTI系列；日本东京应化（Tok）公司的TPR、SVR、OSR、OMR；合成橡胶（JSR）公司的CIR、CBR系列；瑞翁（Zeon）公司的ZPN系列；德国依默克（E.Merk）公司的Solect等。
正性胶如：美国西帕来（Shipely）公司的AZ系列、DuPont公司的Waycot系列、日本合成橡胶公司的PFR等等。
2000~2001年世界市场光刻胶生产商的收益及市场份额公司2001年收益2001年市场份额（%）2000年收益2000年市场份额（%）Tokyo Ohka Kogyo 150.122.6216.525.2Shipley 139.221.0174.620.3JSR117.617.7138.416.1Shin-Etsu Chemical 70.110.674.28.6Arch Chemicals 63.79.684.19.8其他122.218.5171.620.0总计662.9100.0859.4100.0Source:Gartner Dataquest目前，国际上主流的光刻胶产品是分辨率在0.25µm～0.18µm的深紫外正型光刻胶，主要的厂商包括美国Shipley、日本东京应化和瑞士的克莱恩等公司。
LED负胶原理
Lift off负胶反应原理及底膜机理一、光刻胶分类☐正胶：曝光显影后可溶与显影液☐负胶：曝光显影后不溶与显影液负胶：•环化橡胶体系负胶•化学放大型负胶（主体树脂不同、作用原理不同）正胶：•传统正胶（DNQ-Novolac体系）•化学放大光刻胶（Chemicalamplified resist, CAR）成份普通正胶 lift off负胶区别树脂酚醛树脂酚醛树脂lift off负胶酚醛树脂分子量小、溶解速率快PAC DNQ 产酸剂DNQ能在显影液中生成偶合物，抑制溶解。
所以正胶如果不曝光，光刻胶就很难溶解于显影液中。
Lift off负胶没有DNQ，酚醛树脂能快速溶解于显影液中。
交联剂交联剂交联剂为含多官能团的小分子化合物溶剂PGMEA PGMEA添加剂dye Dye起到调节undercut角度的功能正胶和lift off负胶成分差别酚醛树脂合成示意图第一步：加成反应（苯酚和醛发生加成反应。
）在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进行加成反应，就可生成二元及多元羟甲基苯酚：第二步：缩合及缩聚反应酚醛树脂的分子量正态分布图特高相对分子量的树脂，在显影液中的溶解速率慢因为酚醛树脂是苯酚和醛加成和缩聚反应生成，如前面介绍，是混合物，不是纯净物。
如上图所示，酚醛树脂是由不同分子量的树脂混合而成的。
二、光刻胶作用原理☐光刻胶的特点：在光的照射下溶解速率发生变化，利用曝光区与非曝光区的溶解速率差来实现图形的转移。
☐溶解抑制(Dissolution Inhibition)/溶解促进(Dissolution Promotion)共同作用。
☐作用的机理因光刻胶胶类型不同而不同DNQ-Novolac体系作用示意图Lift off负胶的酚醛树脂在显影液中的显影液速率。
靠的是物理溶解，存在形成底膜的可能性。
正胶曝光区域产生羧酸，羧酸和显影液反应，生成易溶于水的物质。
所以曝光区域的显影速率很快。
由于是化学反应，不会形成底膜正胶的DNQ-Novolac体系作用机理溶解抑制：DNQ上的偶氮基与树脂形成氢键，引起溶解速率的下降溶解促进：DNQ在光照下发生重排反应，脱去偶氮键形成羧基，易溶于碱液Lift off 工艺用光刻胶组分☐树脂：酚醛树脂⏹分子量小、溶解速率快☐感光组分：光致产酸剂、DNQ⏹在宽谱、G/I 线曝光产生酸☐交联剂：含多官能团的小分子化合物☐溶剂：PGMEA、ELLift Off 工艺用光刻胶作用机理☐溶解促进：树脂本身的溶解速率较快，加入交联剂有助于提高光刻胶未曝光区的溶解速率。
光刻胶ppt课件
光刻胶上产生一个良好图形所需一定波长光的 最小能量值（或最小曝光量）。光刻胶的敏感 性对于波长更短的深紫外光（DUV）、极深紫 外光（EUV）等尤为重要。
点半击导输体入核您心的技标题术内参容数
图形绘 制
粘附 性
粘滞 性/粘
度
表面 张力
抗蚀 性
存储和 传送能
力
粘滞性/黏度，Viscosity
集成电路光刻胶基本情况
图形绘 制
➢ 为满足集成电路对密度和集成度水平的更高要求，半导体光刻胶通过不断缩短曝光波长的方式， 不断提高极限分辨率。
➢ 目前，世界芯片工艺水平已跨入微纳米级别，光刻胶的波长由紫外宽谱逐步至g线（436nm）、i线 （365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、F2（157nm），以及最先进的EUV(<13.5nm)线水平。
集成电路光刻胶国产化情况 图形绘
制 ➢ 中国大陆本土光刻胶产品主要集中在低端产品，集成电路光刻胶市场份额不足5%。
从国内整体来看，目前市场主流的四种中高端光刻胶：g线、i线、KrF、ArF，我 国已经实现了其中g/i线的量产，并将逐步提升供货量；KrF已经通过认证，但还处 于攻坚阶段；ArF光刻胶乐观预计在2020年能有效突破并完成认证。
图形绘 制
➢ 光刻胶的质量和性能是影响集成电路、成品率以及可靠性的关键性因素。 ➢ 光刻胶工艺的成本约占整个芯片制造工艺的35%，在整个芯片工艺时长中占据40%-60%，是半导体
制造中的核心材料。
➢ 光刻胶产品约全球半导体光刻胶销售额达到12.05亿美元的市场规模。从全球半导体光刻胶 分类市场份额占比来看，g/i线光刻胶市场份额占比为24.0%，KrF光刻胶市场份额占比 为22.0%，ArF/液浸ArF光刻胶市场份额占比为41.0%。
光刻胶概念一览表
光刻胶概念一览表
光刻胶是一种特殊的材料，用于制作微电子和微加工领域的器件。
它的主要作
用是用于印刷图形或电路模式，让电路图案可以被传输到硅片上。
光刻胶的定义
光刻胶是一种高分子化合物，常见于半导体制造工艺中，用于制造芯片、电路板、半导体元件等微型加工产品的过程中。
它主要作为一种遮盖层，在显影过程中会被去掉，然后在后续的加工过程中，通过对被保护的区域进行刻蚀或沉积等处理，得到我们所需要的所需的模式或装配。
光刻胶的分类
各种光刻胶类型
•喷雾光刻胶
•溶液光刻胶
•热致变色光刻胶
•电子束光刻胶
•紫外线光刻胶
光刻胶的性质
•光刻胶的敏感性和消光度
•光刻胶的分辨率
•光刻胶的粘附力和刚性
•光刻胶的耐化学性和耐热性
光刻胶的应用
•与硅片的结合
•完成常用的光阻工艺
•用于制作光学元器件和显示器组件
光刻胶的未来发展
由于半导体行业和移动设备市场的快速增长，越来越多的光刻胶技术得到了广
泛应用。
光刻胶一直在不断地发展和创新，未来将继续向更高的分辨率、更高的灵敏性、更快的曝光速度和更低的成本方面发展。
结论
光刻胶是一种非常重要的材料，广泛应用于微电子和微加工领域，随着新技术的出现，它的性能和应用范围也在不断提升。
虽然光刻胶已经成为了半导体器件和光学器件的主流材料之一，但是它在未来的发展过程中，仍然需要更多的技术创新和应用探索。
第7章光刻胶
4、匀胶后烘（软烘）
使光刻胶中的大部分溶剂蒸发 溶剂帮助得到薄的光刻胶膜但是吸收光并且影
响黏附性 曝光后烘时间和温度取决于工艺条件 过烘：聚合，光敏性降低 后烘不足：影响黏附性和曝光
5、曝光
软烘条件控制的重要性
前烘的作用是去除胶中大部分溶剂，使胶的曝光性能稳 定。胶在显影剂中的溶解速度极大地依赖于光刻胶中最 终的溶剂浓度。
例 题 8.2
7.5 光刻胶的涂敷和显影
介绍光刻工艺中除曝光与刻蚀以外的工序。
硅片清洗
去除玷污 去除微粒
减少针孔和其他缺陷
提高光刻胶黏附性
基本步骤
化学清洗
传统方法
冲洗
高压氮气吹
干燥
刷子旋转刷
高压水冲洗
1、光刻工艺-前烘
去水烘干 去除硅片表面的水份 提高光刻胶与表面的黏附性 通常在100℃ 与前处理同时进行
硅片自动输送轨道系统；真空卡盘吸住硅片；胶盘 排气系统：可控旋转马达；给胶管和给胶泵 边缘清洗（去边）
边缘光刻胶的去除方法
a、化学的方法（Chemical EBR）。软烘 后，用PGMEA或EGMEA去边溶剂，喷出少 量在正反面边缘出，并小心控制不要到达光刻 胶有效区域；
b、光学方法（Optical EBR）。即硅片边缘 曝光（WEE，Wafer Edge Exposure）。在 完成图形的曝光后，用激光曝光硅片边缘，然 后在显影或特殊溶剂中溶解。
酚醛树脂基化合物是IC制造中最常用的光刻胶的主要 成分。胶中通常有三种成分，即树脂或基体材料、感 光化合物（PAC）、溶剂。PAC是抑制剂，感光前， 抑制光刻胶在显影液中的溶解。感光后，起化学反应， 增加了胶的溶解速度。
光刻胶分正胶和负胶。
光刻胶的类型
光刻胶知识
感谢所有的原文作者，这里我只是略作整理，希望能对新手有所帮助。
光刻工艺光刻工艺是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一。
主要作用是将掩膜板上的图形复制到硅片上，为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。
光刻的成本约为整个硅片制造工艺的1/3，耗费时间约占整个硅片工艺的40～60%。
光刻机是生产线上最贵的机台，5～15百万美元/台。
主要是贵在成像系统（由15～20个直径为200～300mm的透镜组成）和定位系统（定位精度小于10nm）。
其折旧速度非常快，大约3～9万人民币/天，所以也称之为印钞机。
光刻部分的主要机台包括两部分：轨道机（Tracker），用于涂胶显影；扫描曝光机（Scanning)光刻工艺的要求：光刻工具具有高的分辨率；光刻胶具有高的光学敏感性；准确地对准；大尺寸硅片的制造；低的缺陷密度。
光刻工艺过程一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。
1、硅片清洗烘干（Cleaning and Pre-Baking）方法：湿法清洗＋去离子水冲洗＋脱水烘焙（热板150～2500C,1～2分钟，氮气保护）目的：a、除去表面的污染物（颗粒、有机物、工艺残余、可动离子）；b、除去水蒸气，是基底表面由亲水性变为憎水性，增强表面的黏附性（对光刻胶或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷）。
2、涂底（Priming)方法：a、气相成底膜的热板涂底。
HMDS蒸气淀积，200～2500C,30秒钟；优点：涂底均匀、避免颗粒污染；b、旋转涂底。
缺点：颗粒污染、涂底不均匀、HMDS 用量大。
目的：使表面具有疏水性，增强基底表面与光刻胶的黏附性。
3、旋转涂胶（Spin-on PR Coating）方法：a、静态涂胶（Static）。
硅片静止时，滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂（原光刻胶的溶剂约占65～85%,旋涂后约占10～20%）；b、动态（Dynamic）。
低速旋转（500rpm_rotation per minute）、滴胶、加速旋转（3000rpm）、甩胶、挥发溶剂。
半导体光刻工艺培训资料
十 字 标 号 ： 高 35 微 米，宽20微米左右 胖瘦标记的线宽和 间距均为5微米
不合适的工艺条件
版图设计注意事项
3.如对套刻要求较高建议采 用游标形式标记如：
4.大面积透光和大面积不透光版上的对准标记形式：
后次版为大面积透 光，十字不透光的 情况
前次版十字
后次版为大面积不透光， 十字不透光，需设计大面 积的透光区
UV
负性胶 衬底 显影 衬底
resister
正性胶 衬底
光刻版
光刻胶
光刻胶的主要成分
光敏剂
光刻胶材料的光敏成分
树脂 溶剂
使光刻胶具有流动性
惰性聚合物基质，用于把光刻胶中的不同材料聚在一起的粘合剂。给予胶机械和化学性质。
添加剂
控制光刻胶材料特殊方面的化学物质
光化学反应机理 （以（常规I线）DNQ正胶为例）：
电子束曝光系统
——(苏州纳米所加工平台Jeol-5500)
现有设备介绍
常用曝光工具:
步进重复式曝光系统；
曝光精度：500纳米； 对位精度：100纳米； 对衬底材料，规格要 求严格。
接触、接近式曝光系统；
曝光精度2微米 对位精度2微米 最好的基片适应性，可夹 持不同厚度不规则形状基片
可在涂胶过程中加入去边及背喷工艺pgmeaegmea为常用去边液?表面处理?涂胶?对准和曝光?显影?图形检查vacuumpumpchuckwafersolventvacuumpumpchuckwafersolventspindlechuckwaferphotoresistlightsourcelightbeamexposedphotoresist表面出现气泡?滴胶时胶中带有气泡?喷嘴尖端切口有问题或带刺放射状条纹?胶液喷射速度过高?设备排气速度过高?胶涂覆前静止时间过长?匀胶机转速或加速度设置过高?片子表片留有小颗粒?胶中有颗粒中心漩涡图案?设备排气速度过高?喷胶时胶液偏离衬底中心?旋图时间过长processtroubleshooting中心圆晕?不合适的托盘?喷嘴偏离衬底中心胶液未涂满衬底?给胶量不足?不合适的匀胶加速度针孔?光刻胶内存在颗粒或气泡?衬底上存在颗粒目的是蒸发掉胶中的有机溶剂成分使晶圆表面的胶固化
pr光刻胶的成分
pr光刻胶的成分1. 引言PR（Positive Resist）光刻胶是一种在微电子制造过程中广泛使用的关键材料。
它是一种特殊的光敏物质，能够在光照下发生化学变化，并形成微细的图案。
在光刻工艺中，PR光刻胶作为光刻层的一部分，起着将电路图案转移到硅片表面的重要作用。
本文将深入探讨PR光刻胶的成分以及其在微电子制造中的应用。
2. PR光刻胶的成分PR光刻胶主要由以下几个基本组分组成：2.1 光敏剂光敏剂是PR光刻胶中最关键的成分之一，它能够吸收紫外线或可见光，并在光照下发生化学变化。
常见的光敏剂有二氧化三苯基丙烯酸酯（DNQNovolac）和双噻吩烷酮（Diazonaphthoquinone）。
通过选择不同种类的光敏剂，可以实现不同波长范围内的光刻胶。
2.2 树脂树脂是PR光刻胶中另一个重要的成分，它在光刻过程中承担着传输和固化光刻图案的作用。
树脂通常由苯酚醛酚胺型的热固性树脂构成，如甲醛树脂和酚醛树脂。
树脂的选择和配比对于光刻胶的分辨率、对比度和机械性能等方面具有重要影响。
2.3 溶剂溶剂是PR光刻胶的溶解介质。
它能够将光敏剂和树脂以适当的浓度混合，形成均匀的溶液，加工性能良好。
常用的溶剂有甲基异丙基酮（Methyl Isobutyl Ketone，简称MIBK）和丙酮等有机溶剂。
2.4 辅助添加剂为了提高光刻胶的性能和稳定性，通常会向PR光刻胶中添加一些辅助添加剂。
这些添加剂主要包括增溶剂（如NH4OH）、增稠剂（如低聚硅氧烷）、增稳剂（如硝酸）、防反应剂和抗污染剂等。
它们在光刻胶中起到调节溶解度、改善成膜性能和防止污染等作用。
3. PR光刻胶在微电子制造中的应用PR光刻胶在微电子制造中有着广泛的应用。
以下是几个主要的应用领域：3.1 芯片制造PR光刻胶在芯片制造中用于制作互连电路和孔洞。
先将光刻胶涂覆在硅片表面，然后通过光刻机将芯片图案转移到光刻胶上。
接着进行显影和腐蚀等工艺步骤，最终得到所需的芯片结构。