光刻胶、低介电常数材料、抗反射膜材料讲解
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
光刻机中光刻胶材料的选择与特性分析
光刻机中光刻胶材料的选择与特性分析光刻机是现代集成电路制造中至关重要的设备，它在芯片制造过程中发挥着至关重要的作用。
而光刻胶作为光刻机中的核心材料之一，对于芯片的制造质量和性能具有重要影响。
在光刻机中，选择合适的光刻胶材料是至关重要的。
本文将就光刻胶材料的选择和特性进行详细分析。
一、光刻胶材料的选择1. 线性光刻胶材料线性光刻胶材料具有较高的分辨率和较低的剂量要求，适合制造高精度光刻图案。
此类光刻胶材料通常基于苯乙烯共聚物或环氧树脂，具有良好的光刻性能和物理性能。
常用的线性光刻胶材料有对甲苯磺酸甲基丙烯酯（MMA/MAA）、苯乙烯为主链的聚合物等。
2. 脂环光刻胶材料脂环光刻胶材料具有较高的机械强度和附着力，适用于制造微纳结构。
此类光刻胶通常基于环氧树脂或芳香族酮类，并添加适量的交联剂和光敏剂。
常用的脂环光刻胶材料有聚环氧丙烷（PEP）、聚对苯二甲酸酯（PMDA）等。
3. 高抗刻蚀光刻胶材料高抗刻蚀光刻胶材料具有较高的耐刻蚀性能和较低的折射率，适用于深刻蚀和多层光刻。
此类光刻胶通常基于含有硅元素的有机聚合物或含有含氟功能基团的聚合物，并添加适量的交联剂和光敏剂。
常用的高抗刻蚀光刻胶材料有氟化聚对苯二甲酸酯（F-PDMA）、聚苯硅氧烷（PBS）等。
二、光刻胶材料的特性分析1. 光刻性能光刻性能是衡量光刻胶材料优劣的重要指标之一。
光刻性能包括分辨率、敏感度和对环境光的抵抗能力等。
高分辨率是光刻胶材料的一项基本要求，它决定了光刻胶能够制造的芯片结构的最小尺寸。
敏感度是指光刻胶材料对输入光强度的响应能力，它影响着光刻胶的曝光时间和设备的生产效率。
抵抗环境光的能力决定了光刻胶材料在光刻机运行过程中的稳定性和可靠性。
2. 机械性能机械性能是光刻胶材料的重要特性之一。
它影响着光刻胶材料的附着力、抗剥离能力、耐磨损性以及机械强度等。
光刻胶材料应具有良好的附着力，确保光刻图案在后续加工过程中不脱落。
同时，光刻胶材料应具有较高的抗剥离能力，以保证芯片制造过程中的制品质量。
光刻胶 概念
光刻胶概念光刻胶是一种化学材料，常用于微电子芯片制造中的图形化处理过程。
光刻胶通过对光线的敏感性，使其可以对光器件中的部分区域进行选择性曝光，并在后续的化学浸润处理中起到控制溶液反应的作用。
这样就能在基片表面限定并形成所需的微细图形结构，从而完成芯片加工的制造工艺。
光刻胶在微电子制造中起到了关键的作用，主要用于制造芯片中的金属导线、半导体器件、光学器件等微型制造技术中。
而在生产过程中，光刻胶的性能会影响到芯片制造的成本、质量、效率等方面。
因此，不同类型的光刻胶的性能和应用范围需要针对不同的制造需求进行选择和调整。
光刻胶的主要成分通常是组成复杂的物质，其中含有一些有机化合物和特殊添加剂，它们的结构与材料的物理、化学性质有着密切的关系。
一般来说，光刻胶的性能因素有：1. 灯光功率：光刻胶对于紫外线的敏感性越高，则需要的紫外线强度便越低，相应的光源也需要具备更高的功率。
2. 曝光时间：曝光时间通常与被制造物的尺寸、形状等有关，不同的光刻胶会选择不同的时间。
3. 显像时间：显像时间通常与光刻胶薄膜的厚度和显像液的性质有关系。
4. 烘烤温度：烘烤温度通常与曝光和显像过程中产生的化学反应和溶液去除有关。
针对不同的制造需求，可以选择不同特性的光刻胶。
其中主要可以分为三类：紫外光刻胶、深紫外光刻胶和电子束光刻胶。
1. 紫外光刻胶紫外光刻胶是在近红外（365nm）波长下进行制造。
它具有高分辨率、快速成像和较低成本的优点。
同时，紫外光刻胶的选择性、敏感度和耐腐蚀性都比较好，通常用来制造较大尺寸的微小器件，如半导体集成电路和场效应管等。
深紫外光刻胶是在254nm波长下制造，通常被称为低基片和裸片制造领域中的中期光刻胶。
深紫外光刻胶具有高分辨率、显影速度快等优点，但成像时间较长、制造条件严格、成本较高。
通常用于制造较小的微型器件。
3. 电子束光刻胶电子束光刻胶是一种新型的微小器件的制造材料，它具有极高的分辨率和控制能力。
光刻胶基础知识
光刻胶基础知识光刻胶也称光致抗蚀剂（Photoresist,P.R.）。
1.光刻胶类型凡是在能量束（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，以交联反应为主的光刻胶称为正性光刻胶，简称正胶。
1.光刻胶特性灵敏度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。
通常负胶的灵敏度高于正胶。
分辨率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。
2.光刻胶材料光刻胶通常有三种成分：感光化合物、基体材料和溶剂。
在感光化合物中有时还包括增感剂。
3.1负性光刻胶主要有聚肉桂酸系（聚酯胶）和环化橡胶系两大类。
3.2正性光刻胶主要以重氮醌为感光化合物，以酚醛树脂为基体材料。
最常用的有AZ 系列光刻胶。
正胶的主要优点是分辨率高，缺点是灵敏度、耐刻蚀性和附着性等较差。
3.3 负性电子束光刻胶为含有环氧基、乙烯基或环硫化物的聚合物。
3.4 正性电子束光刻胶主要为甲基丙烯甲酯、烯砜和重氮类这三种聚合物。
最常用的是PMMA胶。
PMMA胶的主要优点是分辨率高。
主要缺点是灵敏度低，在高温下易流动，耐干法刻蚀性差。
3.双层光刻胶技术随着线条宽度的不断缩小，为了防止胶上图形出现太大的深宽比，提高对比度，应该采用很薄的光刻胶。
但薄胶会遇到耐蚀性的问题。
由此出现了双层光刻胶技术，也就是超分辨率技术的组成部分。
汶颢微流控技术公司提供AZ 光刻胶和SU 8光刻胶以及光刻胶去胶液和显影液等芯片实验室周边耗材及配件。
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标签: 光刻胶。
193nm光刻胶底部抗反射涂层经济效应
193nm光刻胶底部抗反射涂层经济效应一、光刻胶的作用光刻胶是半导体制造过程中的重要材料之一，广泛应用于芯片制造中。
其主要作用是在光刻过程中对芯片表面进行覆盖，形成一层薄膜，以保护芯片表面和调整光的传播。
光刻胶的性能直接影响到芯片的质量和成本。
二、193nm光刻胶底部抗反射涂层的原理193nm光刻胶底部抗反射涂层是在光刻胶底部添加一层特殊的涂层材料，用于减少光在光刻胶底部的反射。
193nm光刻胶底部抗反射涂层的原理是通过调节涂层的折射率，使得光在涂层与光刻胶之间的界面上发生干涉，从而降低反射的程度。
这样可以提高光的利用率，提高芯片的精度和品质。
三、193nm光刻胶底部抗反射涂层的经济效应1. 提高芯片制造的成功率：193nm光刻胶底部抗反射涂层可以减少光在涂层与光刻胶之间的反射，提高光的利用率，减少光能的浪费，从而提高芯片制造的成功率。
这样可以减少制造过程中的失败率，降低生产成本。
2. 提高芯片的成品率：193nm光刻胶底部抗反射涂层可以减少光在涂层与光刻胶之间的反射，减少光能的损失，提高芯片的成品率。
高成品率意味着更多的可用芯片，可以提高产能，增加经济效益。
3. 降低芯片制造成本：通过使用193nm光刻胶底部抗反射涂层，可以提高光的利用率，减少光能的浪费，从而降低制造过程中的能耗和材料消耗。
此外，高成品率也可以减少废品的产生，降低材料和人工的浪费，进一步降低芯片制造成本。
4. 提高产品竞争力：采用193nm光刻胶底部抗反射涂层可以提高芯片的精度和品质，使得产品更加稳定可靠。
这不仅能够提高产品的竞争力，还能够满足市场对高质量芯片的需求，进一步增加经济效益。
193nm光刻胶底部抗反射涂层可以提高芯片制造的成功率和成品率，降低制造成本，提高产品竞争力。
因此，采用193nm光刻胶底部抗反射涂层具有显著的经济效益。
未来随着半导体技术的不断发展，对光刻胶底部抗反射涂层的需求也将越来越高，相关企业应加强研发，提高产品质量和性能，以满足市场需求，进一步推动产业的发展。
光刻胶基本介绍
The introduction of Photoresist and Application光刻胶基本介绍主要内容CONTENT☐一，光刻胶基础知识☐二，光刻胶的种类☐三，光刻胶的应用领域☐四，光刻胶的特点☐五，光刻胶的可靠性测试内容☐六，光刻胶的来料要求一、光刻胶基础知识☐光刻胶是一种具有感光性的化学品（混合物）树脂（Resin）：10-40% by weight感光剂（PAC）或光致产酸剂（PAG）：1-6% by weight溶剂（Solvent）：50-90% by weight添加剂（Additive）：1-3% by weight单体（Monomer）：10-20% by weight二、光刻胶的种类☐依照化学反应和显影原理分类一、正性光刻胶形成的图形与掩膜版相同；二、负性光刻胶形成的图形与掩膜版相反。
SubstratePhotoresistCoating Maskh u TransferEtchStripExposure DevelopPositive Negative☐按照感光树脂的化学结构分类一、光聚合型：1）采用烯类单体，在光作用下生成自由基，进一步引发单体聚合，最后生成聚合物。
2）采用环氧树脂，阳离子开环，引发环氧交联反应，最后生成聚合物。
二、光分解型，采用含有叠氮醌类化合物的材料，其经光照后,发生光分解反应，可以制成正性胶；☐按照曝光波长类一、紫外光刻胶（300~450nm）；I-line：365nm；H-line：405nm；G-line：436nm；Broad Band （g+h+i）二、深紫外光刻胶（160~280nm）；KrF：248nm；ArF：193nm；F2：157nm；三、极紫外光刻胶（EUV，13.5nm）；四、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。
不同曝光波长的光刻胶，其适用的光刻极限分辨率不同，通常来说，在使用工艺方法一致的情况下，波长越小，加工分辨率越佳。
简述光刻胶
简述光刻胶光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一，它是是用于若干工艺的光敏材料，以在表面上形成图案化涂，这个过程在电子行业中至关重要。
1 简介及工作原理光刻胶(又称光致抗蚀剂)，是指通过紫外光、准分子激光、电子束、离子束、X射线等光源的照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻材料。
光刻胶具有光化学敏感性，其经过曝光、显影、刻蚀等工艺，可以将设计好的微细图形从掩膜版转移到待加工基片。
因此光刻胶微细加工技术中的关键性化工材料，被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作。
2 主要成分树脂：光刻胶树脂是一种惰性的聚合物基质，是用来将其它材料聚合在一起的粘合剂。
光刻胶的粘附性、胶膜厚度等都是树脂给的。
感光剂：感光剂是光刻胶的核心部分，它对光形式的辐射能，特别在紫外区会发生反应。
曝光时间、光源所发射光线的强度都根据感光剂的特性选择决定的。
溶剂：光刻胶中容量最大的成分，感光剂和添加剂都是固态物质，为了方便均匀的涂覆，要将它们加入溶剂进行溶解，形成液态物质，且使之具有良好的流动性，可以通过旋转方式涂布在wafer表面。
添加剂：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3 主要技术参数分辨率（resolution）：是指光刻胶可再现图形的zui小尺寸。
一般用关键尺寸来（CD，Critical Dimension）衡量分辨率。
对比度（Contrast）：指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度。
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zui小能量值（或zui小曝光量）。
单位：毫焦/平方厘米mJ/cm2。
粘滞性/黏度（Viscosity）：衡量光刻胶流动特性的参数。
光刻胶中的溶剂挥发会使粘滞性增加。
粘附性（Adherence）：是指光刻胶与晶圆之间的粘着强度。
抗蚀性（Anti-etching）：光刻胶黏膜必须保持它的粘附性，并在后续的湿刻和干刻中保护衬体表面，这种性质被称为抗蚀性。
光刻胶、低介电常数材料、抗反射膜材料综述
化学放大光刻胶（续）
化学放大光刻胶是当今光刻胶市场的主流，整个国际市场2011年的数据表明， 单单ArF,193nm干法，ArF,193nm浸湿法就贡献了整个半导体行业的40%的份额。 整个半导体行业仍然在遵循着摩尔定律继续往前发展，系统级芯片（SoC）和 系统级封装（SiP）两大引擎推动着芯片和封装的持续精细化，化学放大光刻技术 会越来越显示出其重要的作用。 国外的化学放大光刻胶的主要供应商有：AZ Electronic Materials, Dow
中国化学放大光刻胶市场现状和趋势
从国内的相关产业对光刻胶的需求量看，目前主要还是以紫外光刻胶 的用量为主，其中中小规模和大规模集成电路企业、分立器件生产企业对 于紫外负性光刻胶的需求总量分别达到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显示的紫外正负性光刻胶需求 总量在700吨/年~800吨/年之间。
集成电路制作技术是半导体制造业的关键工艺，而光刻了光刻工艺的发展，并相应地推动着整个半导体行业 的快速发展。从成本上讲，光刻工艺占整个硅片加工成本的三分之一，决定光刻工 艺效果的光刻胶约占集成电路材料总成本的4%左右。
光刻胶的主要技术参数
a. 分辨率 - 区别硅片表面相邻图形特征的能力。一般用关键尺寸来衡量分辨率。 形成的关键尺寸越小，光刻胶的分辨率越好。 b. 对比度 - 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，分辨率越好。 c. 敏感度 - 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。光刻胶 的敏感性对于深紫外光、极深紫外光等尤为重要。 d. 粘滞性/黏度 - 衡量光刻胶流动特性的参数。 e. 粘附性 - 表征光刻胶粘着于衬底的强度。光刻胶的粘附性不足会导致硅片表面 的图形变形。光刻胶的粘附性必须经受住后续工艺。 f. 抗蚀性 - 光刻胶必须保持它的粘附性，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。
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光刻胶的组成
a. 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）； b. 感光 剂，感光剂对光能发生光化学反应； c. 溶剂（Solvent）-- 保持光刻胶的液体状态，使之具有良好的流动性；
d. 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。
光刻胶的分类
根据光刻胶按照如何响应紫外光的特性可以分为两类：
负性光刻胶。最早使用，一直到20世纪70年代。曝光区域发生交联，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；显影时发生变形和膨胀。所
以只能用于2μm的分辨率。
正性光刻胶。20世纪70年代，有负性转用正性。正性光刻胶的曝光区域更加容易溶解 于显影液。特性：分辨率高、台阶覆盖好、对比度好；粘附性差、抗刻蚀能力差、高 成本。
集成电路制作技术是半导体制造业的关键工艺，而光刻工艺是集成电路制作的驱动
力。其中光刻胶的发展便决定了光刻工艺的发展，并相应地推动着整个半导体行业 的快速发展。从成本上讲，光刻工艺占整个硅片加工成本的三分之一，决定光刻工 艺效果的光刻胶约占集成电路材料总成本的4%左右。
光刻胶的主要技术参数
a. 分辨率 - 区别硅片表面相邻图形特征的能力。一般用关键尺寸来衡量分辨率。 形成的关键尺寸越小，光刻胶的分辨率越好。 b. 对比度 - 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，分辨率越好。 c. 敏感度 - 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。光刻胶 的敏感性对于深紫外光、极深紫外光等尤为重要。 d. 粘滞性/黏度 - 衡量光刻胶流动特性的参数。 e. 粘附性 - 表征光刻胶粘着于衬底的强度。光刻胶的粘附性不足会导致硅片表面 的图形变形。光刻胶的粘附性必须经受住后续工艺。 f. 抗蚀性 - 光刻胶必须保持它的粘附性，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。
248nm光刻胶 193nm光刻胶
成膜树脂
环化橡胶 酚醛树脂
聚对羟基苯乙烯 及其衍生物 聚酯环族丙烯酸 酯及其共聚物 甲基丙烯酸酯及 其共聚物
感光剂
双叠氮化 合物 重氮酚醛 化合物
光致产酸 试剂 光致产酸 试剂 光致产酸 试剂
曝光波长
紫外全谱 300-450nm G线 436nm I线 365nm
KrF,248nm
化学放大光刻胶（续）
化学放大光刻胶是当今光刻胶市场的主流，整个国际市场2011年的数据表明， 单单ArF,193nm干法，ArF,193nm浸湿法就贡献了整个半导体行业的40%的份额。 整个半导体行业仍然在遵循着摩尔定律继续往前发展，系统级芯片（SoC）和 系统级封装（SiP）两大引擎推动着芯片和封装的持续精细化，化学放大光刻技术 会越来越显示出其重要的作用。 国外的化学放大光刻胶的主要供应商有：AZ Electronic Materials, Dow
根据光刻胶能形成图形的最小光刻尺寸来分：
传统光刻胶。适用于I线（365nm）、H线（405nm）和G线（436nm），关键尺寸在
0.35μm及其以上。
化学放大光刻胶。适用于深紫外线（DUV）波长的光刻胶。KrF（248nm）和ArF （193nm）。
集成电路行业主要的光刻胶
光刻胶体系
环化橡胶---双 叠氮负胶 酚醛树脂---重 氮酚醛正胶
中国化学放大光刻胶市场现状和趋势
从国内的相关产业对光刻胶的需求量看，目前主要还是以紫外光刻胶 的用量为主，其中中小规模和大规模集成电路企业、分立器件生产企业对 于紫外负性光刻胶的需求总量分别达到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显示的紫外正负性光刻胶需求 总量在700吨/年~800吨/年之间。
集成电路前端材料项目
— 光刻胶、低介电常数材料、抗反射膜材料
目录
I.
化学放大光刻胶
II. 低介电常数材料 III. 抗反射涂层材料
化学放大光刻胶
半导体光刻原理
光刻的基本原理是利用光刻胶感光后 光源
因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩
模板上的图形刻制到被加工表面上。 光刻半导体芯片二氧化硅的主要步骤是： 1、涂布光刻胶； 2、套准掩模板并曝光；
DuPont, Electra Polymers Ltd, Fujifilm Electronic Materials, JSR Micro, Kolon
Industries, MacDermid, Rohm and Haas, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. 国际供应商的化学放大光刻胶的价格普遍偏高。
树脂是具有化学基团保护的聚乙烯。有保护团的树脂不溶于水；感光剂是光酸 产生剂，光刻胶曝光后，在曝光区的光酸产生剂发生光化学反应会产生一种酸。该 酸在曝光后热烘时，作为化学催化剂将树脂上的保护基团移走，从而使曝光区域的 光刻胶由原来不溶于水转变为高度溶于以水为主要成分的显影液。
化学放大光刻胶的优点：
化学放大光刻胶 曝光速度非常快，大约是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感性； 提供陡直侧墙，具有高的对比度； 具有0.25μm及其以下 尺寸的高分辨率。
掩膜
缩图 透镜
3、用显影液溶解未感光的光刻胶；
4、用腐蚀液溶解掉无光刻胶保护的二氧
化硅层；
晶圆
5、去除已感光的光刻胶。Байду номын сангаас
什么是光刻胶
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发生 变化。一般光刻胶以液态涂覆在硅片表面上，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表面的氧化层中； b、在后续工序中，保护下面的材料（刻蚀或离子注入）。
主要用途
2um以上集成电路及半导 体分立器件的制作。 0.5um以上集成电路制作 0.35-0.5um集成电路制作
0.25-0.15um集成电路制 作
ArF,193nm干法 130nm-65nm集成电路制 ArF,193nm浸湿 作，45nm以下集成电路 法 制作 电子束 掩膜板制作
电子束光刻胶
化学放大光刻胶（波长：248nm, 193nm）