光致抗蚀剂
精细化工重点名词解释 【精品】
压敏胶黏剂:压力敏感型胶粘剂，又俗称不干胶。
采用指能压力，它就能使胶粘剂立即达到粘接任何被粘物光洁表面的目的。
非离子表面活性剂：其在水中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团（一般是醚基和羟基）构成，稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响，与其它类型表面活性剂相容性好，溶解性好。
光致抗蚀剂:又称光刻胶，是利用光化学反应使材料的溶解度发生变化的一种耐蚀刻薄膜材料。
其由聚合物和光敏剂等组成，主要用于印刷业和电子工业中集成电路及半导体器件的细微加工。
精细化学品:能增进或赋予产品特定功能、或本身拥有特定功能的小批量、高纯度化学品。
增溶剂:表面活性剂在水中形成胶束后，不溶或微溶于水的有机化合物进入胶束中，从而使其在溶剂中的“溶解度”显著增大，且溶液呈透明状，这种表面活性剂称作增溶剂。
HLB值:亦称亲水亲油平衡值，是用来表示表面活性剂亲水性或亲脂性的程度。
单离香料。
利用物理或化学方法从天然香料中分离提取出的某一芳香成分，其是单个结构的化合物。
精细化工工艺学：是指从初级原料、次级原料到精细化工产品的加工方法和过程。
其方法和程可以采用化学反应，也可采用复配技术。
但这些方法和过程应该是技术上成熟的、工艺上先进的、经济上合理的、环保上允许的、安全上可靠的。
增塑剂：凡添加到聚合物体系中能使聚合物玻璃化温度降低，塑性增加，使之易于加工的物质均可称为增塑剂。
它们通常是高沸点、较难挥发的液体或低熔点的固体，一般不与聚合物发生化学反应。
增溶：表面活性剂在水溶液中形成胶束后，具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能力，且溶液呈透明状，这种作用称为增溶作用。
日允许摄入量：指每人每日允许摄入量，以每公斤体重摄入的毫克数表示，mg/kg。
502 胶：快干胶的一种，主要成分为α-氰基丙烯酸酯，单组分、无溶剂、使用方便，粘度低，粘接速度快，适用于粘接金属、玻璃、陶瓷等。
三醛胶：指脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂和三聚氰胺甲醛树脂胶黏剂。
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。
photoresist
英文是Photo Resist，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）。
光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制版等过程。
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。
光刻胶感光树脂在用近紫外光辐照成像时，光的波长会限制分辨率（见感光材料）的提高。
为进一步提高分辨率以满足超大规模集成电路工艺的要求，必须采用波长更短的辐射作为光源。
由此产生电子束、X 射线和深紫外(＜250nm)刻蚀技术和相应的电子束刻蚀胶，X射线刻蚀胶和深紫外线刻蚀胶，所刻蚀的线条可细至1μm以下。
光刻胶的主要技术参数a、分辨率（resolution）。
区别硅片表面相邻图形特征的能力。
一般用关键尺寸（CD，Critical Dimension）来衡量分辨率。
形成的关键尺寸越小，光刻胶的分辨率越好。
b、对比度（Contrast）。
指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度。
干膜光致抗蚀剂的技术条件共10页
干膜光致抗蚀剂的技术条件印制电路制造者都希望选用性能良好的干膜，以保证印制板质量，稳定生产，提高效益。
生产干膜的厂家也需要有一个标准来衡量产品质量。
为此在电子部、化工部的支持下，1983年在大连召开了光致抗蚀干膜技术协调会议，制定了国产水溶性光致抗蚀干膜的总技术要求。
近年来随着电子工业的迅速发展，印制板的精度密度不断提高，为满足印制板生产的需要，不断推出新的干膜产品系列，性能和质量有了很大的改进和提高，但至今国产干膜的技术要求还没有修订。
现将83年制定的技术要求的主要内容介绍如下，虽具体数字指标已与现今干膜产品及应用工艺技术有差距，但作为评价干膜产品的技术内容仍有参考价值。
外观使用干膜时，首先应进行外观检查。
质量好的干膜必须无气泡、颗粒、杂质；抗蚀膜厚度均匀；颜色均匀一致；无胶层流动。
如果干膜存在上述要求中的缺陷，就会增加图像转移后的修版量，严重者根本无法使用。
膜卷必须卷绕紧密、整齐，层间对准误差应小于1mm，这是为了防止在贴膜时因卷绕误差而弄脏热压辊，也不会因卷绕不紧而出现连续贴膜的故障。
聚酯薄膜应尽可能薄，聚酯膜太厚会造成曝光时光线严重散射，而使图像失真，降低干膜分辨率。
聚酯薄膜必须透明度高，否则会增加曝光时间。
聚乙烯保护膜厚度应均匀，如厚度不均匀将造成光致抗蚀层胶层流动，严重影响干膜的质量。
干膜外观具体技术指标如表7—1所述：表7—1 干膜外观的技术指标◎光致抗蚀层厚度一般在产品包装单或产品说明书上都标出光致抗蚀层的厚度，可根据不同的用途选用不同厚度的干膜。
如印制蚀刻工艺可选光致抗蚀层厚度为25μm的干膜，图形电镀工艺则需选光致抗蚀层厚度为38μm 的干膜。
如用于掩孔，光致抗蚀层厚度应达到50μm。
干膜厚度及尺寸公差技术要求如表7—2。
表7—2 干膜的厚度及尺寸公差◎聚乙烯保护膜的剥禺性要求揭去聚乙烯保护膜时，保护膜不粘连抗蚀层。
◎贴膜性当在加热加压条件下将干膜贴在覆铜箔板表面上时，贴膜机热压辊的温度105土10℃，传送速度0.9～1.8米／分，线压力0.54公斤/cm，干膜应能贴牢。
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。
光致抗蚀剂
光致抗蚀剂一. 光致抗蚀剂分类及其机理光致抗蚀剂（简称光刻胶或抗蚀剂）是一种用于光加工工艺中对加工材料表面起临时选择则性保护的涂料，是现代加工工业的重要功能材料之一[1]。
光致抗蚀剂分为两大类：①正性光致抗蚀剂：受光照部分发生降解反应而能为显影液所溶解，留下的非曝光部分的图形与掩模版一致。
正性抗蚀剂具有分辨率高、对驻波效应不敏感、曝光容限大、针孔密度低和无毒性等优点，适合于高集成度器件的生产。
它主要包括：聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯、环氧树脂、环化橡胶等等。
②负性光致抗蚀剂：受光照部分产生交链反应而成为不溶物，非曝光部分被显影液溶解，获得的图形与掩模版图形互补。
负性抗蚀剂的附着力强、灵敏度高、显影条件要求不严，适于低集成度的器件的生产。
它主要包括：线性酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等等。
二．光致抗蚀剂的起源光致抗蚀剂的历史可追溯至照相的起源，1826年人类第一张照片诞生就是采用了光致抗蚀剂材料--感光沥青。
在19世纪中期,又发现将重铭酸盐与明胶混合，经曝光、显影后能得到非常好的图形，并使当时的印刷业得到飞速的发展。
二次大战以后，East—man--Kodak公司的Minsk等人研究成功的聚乙烯醇肉桂酸酯(KPR)为代表的新型感光高分子用于照相制版，从而开创了微电于工业用的光刻胶历史。
1944年德国Kalle公司发表了重氮萘醌的光重排反应，在此基础上，1949年开发了重氮萘醌——线性酚醛树脂系感光材料，即紫外正性光刻胶，成为二十世纪八十年代超大规模集成电路用光致抗蚀剂的主流。
1958年East．man--Kodak的Mu9plot和J．J．Sagura等开发了环化橡胶一双叠氮系负性光刻胶取代了。
1954年该公司开发的聚乙烯醇肉桂酸酯负性光刻胶，现在它仍为负性光致抗蚀剂的主流。
1980年IBM首先发现使用光致产酸剂可使聚合物分子上的特丁氧基脱落，脱悬挂基团反应使憎水聚合物变成亲水性聚合物，这种极性的变化使这种光刻胶可以成正型和负型的两型图像，且光致产酸的量并不随反应的进行而减少，对反应具有加速的作用，故称之为化学增幅型光刻胶[2]。
光刻胶大全
光刻胶产品前程无量（半导体技巧寰宇）1 媒介光刻胶(别名光致抗蚀剂)是指经由过程紫外光.电子束.准分子激光束.X射线.离子束等曝光源的照耀或辐射,使消融度产生变更的耐蚀苛刻膜材料,重要用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工,近年来也慢慢运用于光电子范畴平板显示器（FPD）的制造.因为光刻胶具有光化学迟钝性,可运用其进行光化学反响,经曝光.显影等进程,将所须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.集中.离子注入等工艺加工,是以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症结性基本加工材料.作为经曝光和显影而使消融度增长的正型光刻胶多用于制造IC,经曝光或显影使消融度减小的负型光刻胶多用于制造分立器件.2 国外情形跟着电子器件不竭向高集成化和高速化偏向成长,对微细图形加工技巧的请求越来越高,为了顺应亚微米微细图形加工的请求,国外先后开辟了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;结合碳化学（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年世界市场光刻胶临盆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（%）总计Source: Gartner Dataquest今朝,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,重要的厂商包含美国Shipley.日本东京应化和瑞士的克莱恩等公司.中国专利CN1272637A2000年公开了国际贸易机械公司创造的193nm光刻胶组合物,在无需相传递掩膜的情形下可以或许分辩尺寸小于150nm,更优选尺寸小于约115nm.2003年美国专利US2003/0082480又公开了Christian Eschbaumer等创造的157nm光刻胶.估计2004年全球光刻胶和助剂的市场范围约37亿美元.3 国内近况国内重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）.个中紫外线负胶已国产化,紫外线正胶可知足2µm工艺请求,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）,可供给少量产品,用于IC制造的高等次正型胶仍全体依附进口.光刻胶今朝国产才能约为100多吨.据国度有关部分猜测,到2005年微电子用光刻胶将超出200吨. 国内光刻胶重要研制临盆单位有北京化学试剂所.北京化工场.上海试剂一厂.姑苏瑞红电子化学品公司.黄岩有机化工场.无锡化工研讨设计院.北师大.上海交大等.近年来,北京化学试剂所和姑苏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工作,已研制成功并范围临盆出液晶显示器（LCD）专用正型光刻胶,如北京化学试剂所的BP218系列正型光刻胶实用于TN／STNLCD的光刻制造.北京化学试剂研讨所一向是国度重点科技攻关课题——光刻胶研讨的组长单位.“十五”时代,科技部为了尽快缩小光刻技巧配套用材料与国际先辈程度的差距,将新型高机能光刻胶列入了“863”重大专项筹划之中,并且跨过艺用i线正型光刻胶和248nm深紫外光刻胶两个台阶,直接开展艺用193nm光刻胶的研讨.姑苏瑞红则是微电子化学操行业中惟一一家中外合伙临盆企业,曾作为国度“八五”科研攻关“南边基地”的组长单位,其光刻胶产品以用于LCD的正胶为主,负胶为辅.为加速成长光刻胶财产的程序,北京化学试剂研讨所的上级单位——北京化工团体有限义务公司正在做相干筹划,争夺在“十五”时代,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,化工基地前期以临盆紫外负型光刻胶及术用紫外正胶为主,之后还要接踵临盆i 线正胶.术用的193nm高机能光刻胶.而姑苏瑞红也正积极地与国外有名的光刻胶厂商合作,进行248nm深紫外光刻胶的财产化工作,争夺使其产品打入国内合伙或独资的集成电路临盆企业.4 前程无量近年来,光刻胶在微电子行业中不竭开辟出新的用处,如采取光敏性介质材料制造多芯片组件(MCM).MCM技巧可大幅度缩小电子体系体积,减轻其质量,并进步其靠得住性.近年来国外在高等军事电子和宇航电子设备中,已普遍地运用MCM技巧. 可以预感,成长微电子信息财产及光电财产中不成缺乏的基本工艺材料——光刻胶产品在21世纪的运用将更普遍.更深刻.光刻胶的界说及重要感化光刻胶是一种有机化合物,它受紫外光曝光后,在显影液中的消融度会产生变更.一般光刻胶以液态涂覆在硅片概况上,曝光后烘烤成固态. 光刻胶的感化：a.将掩膜板上的图形转移到硅片概况的氧化层中;b.在后续工序中,呵护下面的材料（刻蚀或离子注入）.光刻胶来源光刻开端于一种称作光刻胶的感光性液体的运用.图形能被映射到光刻胶上,然后用一个developer就能做出须要的模板图案.光刻胶溶液平日被扭转式滴入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扭转中的wafer的中间,离心利巴溶液甩到概况的所有地方.光刻胶溶液黏着在wafer上形成一层平均的薄膜.过剩的溶液从扭转中的wafer上被甩失落.薄膜在几秒钟之内就缩到它最终的厚度,溶剂很快就蒸发失落了,wafer上就留下了一薄层光刻胶.最后经由过程烘焙去失落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迟钝,特别是紫外（UV）线.相对来说他们仍然对其他波长的,包含红,橙和黄光不太迟钝.所以大多半光刻车间有特别的黄光体系.光刻胶的重要技巧参数a.分辩率（resolution）.差别硅片概况相邻图形特点的才能.一般用症结尺寸（CD,Critical Dimension）来权衡分辩率.形成的症结尺寸越小,光刻胶的分辩率越好.b.比较度（Contrast）.指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度.比较度越好,形成图形的侧壁越峻峭,分辩率越好.c.迟钝度（Sensitivity）.光刻胶上产生一个优越的图形所需必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.光刻胶的迟钝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）.权衡光刻胶流淌特点的参数.粘滞性跟着光刻胶中的溶剂的削减而增长;高的粘滞性会产生厚的光刻胶;越小的粘滞性,就有越平均的光刻胶厚度.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.流淌性更差.粘度的单位：泊（poise）,光刻胶一般用厘泊（cps,厘泊为1%泊）来器量.百分泊即厘泊为绝对粘滞率;活动粘滞率界说为：活动粘滞率=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况的图形变形.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呵护衬底概况.耐热稳固性.抗刻蚀才能和抗离子轰击才能.g.概况张力（Surface Tension）.液体中将概况分子拉向液体主体内的分子间吸引力.光刻胶应当具有比较小的概况张力,使光刻胶具有优越的流淌性和笼罩.h.存储和传送（Storage and Transmission）.能量（光和热）可以激活光刻胶.应当存储在密闭.低温.不透光的盒中.同时必须划定光刻胶的闲置刻日和存贮温度情形.一旦超出存储时光或较高的温度范围,负胶会产生交联,正胶会产生感光延迟.光刻胶的分类a.依据光刻胶按照若何响应紫外光的特点可以分为两类：负性光刻胶和正性光刻胶.负性光刻胶（Negative Photo Resist）.最早运用,一向到20世纪70年月.曝光区域产生交联,难溶于显影液.特点：优越的粘附才能.优越的阻拦感化.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年月,有负性转用正性.正性光刻胶的曝光区域加倍轻易消融于显影液.特点：分辩率高.台阶笼罩好.比较度好;粘附性差.抗刻蚀才能差.高成本.b.依据光刻胶能形成图形的最小光刻尺寸来分：传统光刻胶和化学放大光刻胶.传统光刻胶.实用于I线（365nm）.H线（405nm）和G线（436nm）,症结尺寸在μm及其以上.化学放大光刻胶（CAR,Chemical Amplified Resist）.实用于深紫外线（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. 光刻胶的构成：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.热稳固性等）;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况,使之具有优越的流淌性;添加剂（Additive）,用以改变光刻胶的某些特点,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,一种自然的橡胶;溶剂是二甲苯;感光剂是一种经由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;曝光时光刻胶轻易与氮气反响而克制交联.正性光刻胶.树脂是一种叫做线性酚醛树脂的酚醛甲醛,供给光刻胶的粘附性.化学抗蚀性,当没有消融克制剂消失时,线性酚醛树脂会消融在显影液中;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是一种强烈的消融克制剂,下降树脂的消融速度.在紫外曝光后,DNQ在光刻胶中化学分化,成为消融度加强剂,大幅进步显影液中的消融度因子至100或者更高.这种曝光反响会在DNQ中产生羧酸,它在显影液中消融度很高.正性光刻胶具有很好的比较度,所以生成的图形具有优越的分辩率.b.化学放大光刻胶（CAR,Chemical Amplified Resist）. 树脂是具有化学基团呵护（t-BOC）的聚乙烯（PHS）.有呵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呵护基团移走,从而使曝光区域的光刻胶由本来不溶于水改变成高度溶于以水为重要成分的显影液.化学放大光刻胶曝光速度异常快,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迟钝性;供给陡直侧墙,具有高的比较度;具有μm及其以下尺寸的高分辩率.光刻胶的重要运用范畴模仿半导体（Analog Semiconductors）发光二极管（Light-Emitting Diodes LEDs）微机电体系（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）光刻胶的成长趋向中国的微电子和平板显示财产成长敏捷,带动了光刻胶材料与高纯试剂供给商等财产链中的相干配套企业的树立和成长.特别是2009年LED（发光二极管）的缓慢成长,加倍有力地推进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）的基本上,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. 从国内相干财产对光刻胶的需求量来看,今朝重要照样以紫外光刻胶的用量为主,个中的中小范围（5μm以上技巧）及大范围集成电路（5μm.2~3μμm技巧）企业.分立器件临盆企业对于紫外负型光刻胶的需求总量将分离达到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术）与193nm（90nm.65nm及45nm的技巧）光刻胶跟着Intel大连等数条大尺寸线的树立,需求量也一日千里.。
光致抗蚀剂
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2．聚乙烯醇肉桂酸酯光敏抗蚀剂 两个分子的交联聚合，称为“光二聚作用交联”。 它的光交联固化原理如下：
O C O ( CH CH2 ) n CH CH
在光的作用下，肉桂酸基的双键被打开，然后相邻的两个 分子的肉桂酸基被打开的双键互相交联：
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用抗蚀剂借助于“光化学法”或“丝网漏印法”把电路图 形转移到覆铜箔板上，再用蚀刻的方法去掉没有抗蚀剂保 护的铜箔，剩下的就是所需的电路图形，这种电路图形与 所需要的电路图形完全一致，称为正像。这种图形转移称 为“正像图形转移”。
用“丝网漏印法”把抗蚀剂印在覆铜箔板上，没有抗蚀剂 保护的铜箔部分是所需的电路图形，抗蚀剂所形成的图形 便是“负像”。这种工艺称为“负像图形转移”。
O N2 R R O N N R O N N hv O
R
N2
C R
O H2O R
H COOH
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（2）对—重氮醌类 在干燥的情况下，对—重氮醌的光分解是以自由基的形式 参加反应的，生成化学活性很强的碳烯，然后继续键合生 成聚苯醚：
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此外，还有另外两种交联方式。即在增感剂的作用下， 肉桂酸基的双键打开形成自由基，然后以如下的形式交 联
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5.1.3光分解型光敏抗蚀剂
光分解型抗蚀剂是由含有受光照后容易发生分解的基团如 重氮基、重氯醌基和叠氮基等基团的树脂构成。 1．重氮盐光敏抗蚀剂 重氮盐类光敏抗蚀剂是由重氮化合物和高分子化合物组成， 或者是分子上引入了重氮基的高分子化合物构成。
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重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂——正性光致抗蚀剂的制备与性质
重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂正性光致抗蚀剂的制备与性质摘要：本实验采用2,3,4-三羟基二苯甲酮作为接枝化母体，与2,1,5－重氮萘醌磺酰氯进行酯化，合成感光化合物。
之后再与线性酚醛树脂—BTB24配合，溶于乙二醇乙醚，再加入少量添加剂，制得酚醛树脂-重氮萘醌磺酸酯正性抗蚀剂。
将其涂布于铝版基上，烘干，曝光，显影。
结果表明，最佳曝光时间为90S，分辨率为12um，网点保留下限为10%，上限为90%。
关键词：光致抗蚀剂化学增幅感光度重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂在半导体器件和集成电路制造中，要在硅片等材料上获得一定几何图形的抗蚀保护层，是运用感光性树脂材料在控制光照（主要是UV光）下，短时间内发生化学反应，使得这类材料的溶解性、熔融性和附着力在曝光后发生明显的变化；再经各种不同的方法显影后获得的。
这种方法称为“光化学腐蚀法”，也称为“光刻法”。
这种作为抗蚀涂层用的感光性树脂组成物称为“光致抗蚀剂”（又称光刻胶）。
按成像机理不同，光致抗蚀剂可分为负性光致抗蚀剂和正性光致抗蚀剂：（1）负性光致抗蚀剂：在紫外光照射下，光刻胶中光照部分发生交联反应，溶解度变小，用适当溶剂即可把未曝光的部分显影除去,在被加工表面形成与曝光掩膜相反的图像，因此称为负性光致抗蚀剂。
（2）正性光致抗蚀剂：在紫外光照射下，光刻胶的光照部分发生分解，溶解度增大，用适当溶剂可以把光照部分显影除去，即形成与掩膜一致的图像，因此称为正性光致抗蚀剂。
如图1所示。
图1 光致抗蚀剂成像过程20世纪30年代, 德国卡勒公司的Oskar Süss首先发现了重氮萘醌系感光化合物。
它是以2,1,5或2,1,4重氮萘醌磺酰氯为代表的重氮萘醌化合物与含羟基的高分子或小分子进行酯化后得到的感光化合物。
由于其具有感光范围宽, 从i-线(感光波长: 365nm)到g-线(感光波长: 436nm) 都有较高的分光感度,尤其是与线形酚醛树脂或酚树脂配合, 具有稀碱水显影, 显影宽容度高, 操作方便，储存稳定性好等优点，使得重氮萘醌系感光材料在20世纪60年代后广泛应用于印刷PS版感光剂及集成电路加工光致抗蚀剂。
光刻胶前期初步调研
目录目录 (1)一、什么是光刻胶 (3)二、光刻胶的分类 (3)三、光刻胶的基本组成和技术参数 (3)四、光刻胶的发展及应用 (6)五、国内光刻胶的现状和应用 (8)六、相关技术资料 (9)1.液态光成像阻焊油墨（供借鉴） (9)2.UV可剥性涂料（供借鉴） (9)3.重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂正性光致抗蚀剂的制备与性质（供借鉴） (10)4.一种新型I-线化学增幅型光致抗蚀剂材料的制备和性质（供借鉴） (10)5.一种可以正负互用的水型化学增幅抗蚀剂的研究（供借鉴） (11)6.酚醛感光材料的研究材料（供借鉴） (12)7.鎓盐光产酸剂和增感染料的化学增幅型i-线正性光致抗蚀剂 (13)8.LCD正型光致刻蚀剂感光树脂的研制 (13)9.酚醛环氧丙烯酸光敏树脂的合成及应用 (14)10.硫杂蒽酮衍生物对聚乙烯醇肉桂酸酯光增感作用的研究 (14)七、市场上的产品介绍 (14)1.北京恒业中远化工有限公司 (15)聚乙烯醇肉桂酸酯类负型光致抗蚀剂 (15)双叠氮-环化橡胶负性光致抗蚀剂（环化橡胶类负型光致抗蚀剂） (15)聚乙二醇亚肉桂基丙二酸酯负型光刻胶 (15)邻重氮萘醌类正型光刻胶 (15)2.北京赛米莱德贸易有限公司 (16)3.苏州瑞红电子化学品有限公司 (16)4.苏州锐材半导体有限公司 (17)5.国外G,H,I线光刻胶 (17)6.瑞士SU-8光刻胶 (17)八、信利具体的使用工艺参数及要求 (18)九、初步方案(待深入分析) (18)1.丙烯酸基光刻胶 (18)2.聚乙烯醇肉桂酸酯类负型光致抗蚀剂 (18)3.聚酯类类负性光刻胶 (19)4.环化橡胶类负性光刻胶 (19)5.邻重氮萘醌类正型光刻胶 (19)一、什么是光刻胶光刻胶，又称光致抗蚀剂，具有光化学敏感性，在光的照射下溶解度发生变化，一般以液态涂覆在半导体、导体等基片表面上，曝光烘烤后成固态，它可以实现从掩膜版到基片上的图形转移，在后续的处理工序中保护基片不受侵蚀，是微细加工技术中的关键材料。
光刻胶综述
光刻胶综述光刻胶又称光致抗蚀剂(photoresist), 是利用光化学反应进行图形转移的媒体,它是一类品种繁多、性能各异,应用极为广泛的精细化学品,本文主要介绍在电子工业中应用的各类光刻胶。
电子工业的发展与光刻胶的发展是密切相关的。
光刻胶的发展为电子工业提供了产业化的基础,而电子工业的发展又不断对光刻胶提出新的要求,推动光刻胶的发展。
由于电子工业的飞速发展, 目前光刻胶已经成为一个热点研究领域, 每年均有大量相关论文发表和新产品推出。
光刻胶主要应用于电子工业中集成电路和半导体分立器件的细微加工过程中,它利用光化学反应,经曝光、显影将所需要的微细图形从掩膜版(mask)转移至待加工的基片上,然后进行刻蚀、扩散、离子注入、金属化等工艺。
因此,光刻胶是电子工业中关键性基础化工材料。
光刻胶的历史可追溯至照相的起源,1826年人类第一张照片诞生就是采用了光刻胶材料--感光沥青。
在19世纪中期,又发现将重铭酸盐与明胶混合,经曝光、显影后能得到非常好的图形,并使当时的印刷业得到飞速的发展。
1954年Eastman-Kodak公司合成出人类第一种感光聚合物--聚乙烯醇肉桂酸酯,开创了聚乙烯醇肉桂酸酯及其衍生物类光刻胶体系,这是人类最先应用在电子工业上的光刻胶。
1958年该公司又开发出环化橡胶--双叠氮系光刻胶,使集成电路制作的产业化成为现实。
在此之前约1950年发明了重氮萘醌—酚醛树脂系光刻胶,它最早应用于印刷业,目前是电子工业用用最多的光刻胶,近年随着电子工业的飞速发展,光刻胶的发展更是日新月异,新型光刻胶产品不断涌现。
光刻胶按其所用曝光光源或辐射源的不同, 又可分为紫外光刻胶、深紫外光刻胶、电子束胶、离子束胶、X射线胶等。
2. 光刻技术及工艺电子工业的发展离不开光刻胶的发展, 这是由电子工业微细加工的线宽所决定的。
众所周知,在光刻工艺中离不开曝光。
目前采用掩膜版的曝光方式主要有接触式曝光和投影式曝光两种。
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光致抗蚀剂
一. 光致抗蚀剂分类及其机理
光致抗蚀剂（简称光刻胶或抗蚀剂）是一种用于光加工工艺中对加工材料表面起临时选择则性保护的涂料，是现代加工工业的重要功能材料之一[1]。
光致抗蚀剂分为两大类：①正性光致抗蚀剂：受光照部分发生降解反应而能为显影液所溶解，留下的非曝光部分的图形与掩模版一致。
正性抗蚀剂具有分辨率高、对驻波效应不敏感、曝光容限大、针孔密度低和无毒性等优点，适合于高集成度器件的生产。
它主要包括：聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯、环氧树脂、环化橡胶等等。
②负性光致抗蚀剂：受光照部分产生交链反应而成为不溶物，非曝光部分被显影液溶解，获得的图形与掩模版图形互补。
负性抗蚀剂的附着力强、灵敏度高、显影条件要求不严，适于低集成度的器件的生产。
它主要包括：线性酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等等。
二．光致抗蚀剂的起源
光致抗蚀剂的历史可追溯至照相的起源，1826年人类第一张照片诞生就是采用了光致抗蚀剂材料--感光沥青。
在19世纪中期,又发现将重铭酸盐与明胶混合，经曝光、显影后能得到非常好的图形，并使当时的印刷业得到飞速的发展。
二次大战以后，East—man--Kodak公司的Minsk等人研究成功的聚乙烯醇肉桂酸酯(KPR)为代表的新型感光高分子用于照相制版，从而开创了微电于工业用的光刻胶历史。
1944年德国Kalle公司发表了重氮萘醌的光重排反应，在此基础上，1949年开发了重氮萘醌——线性酚醛树脂系感光材料，即紫外正性光刻胶，成为二十世纪八十年代超大规模集成电路用光致抗蚀剂的主流。
1958年East．man--Kodak的Mu9plot和J．J．Sagura等开发了环化橡胶一双叠氮系负性光刻胶取代了。
1954年该公司开发的聚乙烯醇肉桂酸酯负性光刻胶，现在它仍为负性光致抗蚀剂的主流。
1980年IBM首先发现使用光致产酸剂可使聚合物分子上的特丁氧基脱落，脱悬挂基团反应使憎水聚合物变成亲水性聚合物，这种极性的变化使这种光刻胶可以成正型和负型的两型图像，且光致产酸的量并不随反应的进行而减少，对反应具有加速的作用，故称之为化学增幅型光刻胶[2]。
三. 光致抗蚀剂的国内外发展状况
1.国外发展情况
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。
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。
中国专利CN1272637A2000年公开了国际商业机器公司发明的193nm光刻胶组合物，在无需相传递掩膜的情况下能够分辨尺寸小于150nm，更优选尺寸小于约115nm。
2003年美国专利US2003/0082480又公开了Christian Eschbaumer等发明的157nm光刻胶。
预计2004年全球光刻胶和助剂的市场规模约37亿美元[3]。
2.国内发展情况
国内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）[3]。
近年来中国的微电子产业发展迅速，以中芯国际(SMIC)为代表的半导体芯片(IC Chip) 制造业和以京东方(BOE)为代表的平板显示TFT-LCD制造业在国内的发展，带动了IC设计
公司、测试封装厂、光刻胶材料与高纯试剂供应商等产业链中的相关配套企业的建立和发展。
特别是2009年LED的迅猛发展，更加有力的推动了光刻胶产业的发展。
随着我国微电子技术的迅猛发展，与之配套的材料的研发已经越来越成为制约其发展的瓶颈，材料的研发愈加显得迫切。
尽管国家对材料的发展给予了一定的支持，但由于国内基础较差，前期综合投入较少，材料发展的步伐依旧十分的迟缓。
特别是作为微电子技术发展的最为关键的基础材料一高档光刻胶的发展与国际水平相比差距更大，高档光刻胶水平的提高和本土化的实现，成为微电子技术发展过程中最为关键的一个环节。
从国内相关产业对光刻胶的需求量来看，目前主要还是以紫外光刻胶的用量为主，其中的Cd,规模(59m以上技术)及大规模集成电路(59m、2～39m、O．8～1．29m技术)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分别达到100吨／年～150吨／年；用于集成电路业、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700～800吨／年之间。
但是超大规模集成电路深紫外248nm(0．18，0．13um技术)与193nm(90nm，65nm 及45rim的技术)光刻胶随着Intel大连等数条大尺寸线的建立，需求量也与日俱增。
目前国内各类光刻胶需求量如下表所示[4]：
3.发展趋势与前景
光刻胶呈现多面化发展的趋势，以适应不同应用的需要，如常规的CD光刻胶、深紫外光刻胶、射线光刻胶、电子束光刻胶及用于深度光刻的光刻胶等。
但有一个共同的趋势就是分辨率和灵敏度越来越高[5]。
光刻的另一个发展趋势是：一个芯片的制作将同时应用到许多不同种类的抗蚀剂。
芯片的层数也将继续增加。
传统的技术通常会在各个光掩膜层都使用同一种抗蚀剂．这样可以简化制作流程，64M DRAM可能会用到25个掩膜层甚至更多。
许多掩膜层在各个方面都有比较大的差别：特征图形尺寸、刻蚀的面积百分比或者是底部基片的反射情况等．因此，部分掩膜层仍可以使用g线和i线的抗蚀剂，另外一部分则需要使用远紫外材料。
故半导体生产商应该开始关注各个步骤所使用的抗蚀剂，好让其供应商可以提供一个生产线上的全部产品。
我国集成电路、液晶显示器行业的蓬勃发展对光刻胶的需求量快速增长。
我国的光刻胶市场在2003年市场规模为l亿元，而2005年的光刻胶市场规模已增长到2．5亿元左右，年增长率超过50％，远远超过国际光刻胶的增长速度。
从对光刻胶的需求量来看，目前及今后的相当一段时间之内，紫外光刻胶的用量还将占据主导地位。
紫外负型光刻胶的用量约100t ／a，紫外正型光刻胶的用量(包括LCD)在500t以上，而深紫外光刻胶的市场需求将呈快速上升态势。
计到“十一五”末至“十二五”初，对于深紫外光刻胶的需求将突破百吨的规模[7]。
光刻胶在今后必会随中国的经济一起蓬勃发展，取得更大的突破性进展。
参考文献
[1] 赵文元，王亦军等. 功能高分子材料. 北京：化学工业出版社，2007.
[2] 王乐. 东南大学，2008：IC.
[3] 半导体技术天地：光刻胶产品前途无量.
[4] 李青. 二十一世纪中国光电产业发展论坛，2006.
[5] 姜军，周芳，曾俊英，杨铁锋. 红外技术，2002，24(6) : 3.
[6] 王雪珍. 精细与专用化学品，2009，17(9): 13.
[7] 郑金红. 精细与专用化学品，2009，17(9)：30.。