光刻胶
Thickness Remaining 98.0% 98.2% 98.9% 98.9%
E0 (mj/cm2) 42 99 66 129
1# 2# 3# 4#
感度(最低曝光量): 40-130mJ/cm2, 提高感光剂用量有利于感度提 高，提高后烘温度（PEB）有利于感度提高。 留膜率：≥98%，非曝光区域完全不溶于碱水（显影液）
2#（9:1）分辨率(CD-SEM Image)
1.0µm L/S 149 mj/cm2
0.80µm L/S 149 mj/cm2
0.60µm L/S 155 mj/cm2
0.50µm L/S 174 mj/cm2
0.40µm L/S 186 mj/cm2
0.35µm L/S 207 mj/cm2
Abs
Wavelength/nm
Figure3 聚合物紫外吸收光谱
酯缩醛聚合物小结:
溶解性: 易溶于常用溶剂 分子量（Mn）: 2 ×103 -7 ×103 分子量分布 (Mw/Mn): 1.2-3.0, 分布窄 玻璃化温度(Tg): 40-90 ℃ 热分解温度（Td）: > 200 ℃, 高稳定性 酸分解活性: 高, 分解温度≥ 室温 缺点: 在极性溶剂中稳定性较差 易受湿气影响
BVEPP
•脂肪二乙烯基醚：
O H 2C
C H 2O
CHDDE
O
CHDVE
O
O CH 2 CH 2 O
EGDVE
•原料 ——二酸 •芳香二酸:
HOOC COOH
HOOC
COOH
COOH
HOOC
•脂肪二酸 ：
COOH
COOH
HOOC
COOH
COOH
COOH
聚合物分子结构：
O O C
O C
O
OCH2CH2O CH CH CH3 n CH3
‾40
‾70
‾80
‾ 95
容易: ≤ 0.35μ
致
谢
北京科华微电子材料公司协助进行了光刻试验 本课题研究获得以下项目的支持: 国家自然科学基金（新颖的高酸解性酯缩醛聚合物的合成及用 于光致抗蚀剂材料，批准号：50773006） 北京市自然科学基金（新型高感度深紫外光致抗蚀剂材料研 究） 国家重大科技专项(02专项)光刻胶项目（深紫外光 刻胶专用光致产酸剂及新型成膜树脂的扩试技术研究，课题编号：2010ZX02303 ）
样品描述
NO.
Sample 3:1 9:1 3:1 9:1
Spin (rpm) 1500 1500 1000 1000
Film Thickness (nm) 566 634 766 847
Soft Bake 90℃/60Sec 90℃/60Sec 90℃/60Sec 90℃/60Sec
PEB 110℃/60Sec 110℃/60Sec 100℃/60Sec 100℃/60Sec
3. 化学增幅型 i-线正性光刻胶制备与评价
光刻胶 设计: 1. 缩醛聚合物 + i-线光产酸剂 i-线 光刻胶
2. 缩醛聚合物 (+PHS)+ 光产酸剂(sulfonium salt, etc) DUV(248nm)光刻胶 3. 缩醛聚合物 (+PMMA)+光产酸剂(sulfonium salt, etc) 193 nm光刻胶
•高酸解活性酯缩醛聚合物的合成：
HOOC
O
O O
O
•原料 ——二乙烯基醚 芳香二乙烯基醚:
C H 2= C H O C H 2C H 2O O C H 2C H 2O C H = C H 2
1,4-BVEB 1,3-BVEB
CH3
C H 2= C H O C H 2C H 2O
C CH3
O C H 2C H 2O C H = C H 2
1#（3:1）分辨率(CD-SEM Image)
1.0µm L/S 70 mj/cm2
0.80µm L/S 70 mj/cm2
0.60µm L/S 70 mj/cm2
0.50µm L/S 80 mj/cm2
0.40µm L/S 85 mj/cm2
0.35µm L/S 95 mj/cm2
Ethanol
× × × × × × ×
PE
× × × × × × ×
NDA-CHDVE TPA-CHDVE NDA-EGDVE TPA-EGDVE APA-CHDVE CHDA-CHDVE APA-EGDVE
√soluble，--a little soluble，×insoluble
分子量（Mn）、玻璃化温度（Tg）和热解温度Td：
化学增幅型 i-线胶遇到的问题：
“T”型顶现象： 1. 试验环境中的碱性物质（胺） 2. 曝光区域的酸向非曝光区迁移 解决的方法：适量的碱添加剂
新型 化学增幅型 i-线胶与普通i-线 胶比较：
光刻胶 E0 普通 i-线胶: 酚醛树脂 /DNQ 新型 化学增幅 型 i-线胶 ‾ 90 曝光 量 (感度) (mJ/cm2) 0.8μ ‾120 0.50μ ‾ 150 0.35μ ‾ 200 困难: ≤ 0.50μ 分辨率
Tg(℃) 89 52 41 53 65 48
Td(℃) 245 227 228 268 213 201
聚合物酸解：
Figure 2 聚合物 （APA-CHDVE）的红外光谱 1:未曝光，2-4:曝光20，40 and 60s ,无 PEB PAG
hv CH-O-R1-O-CH-OOC-R2-COO
OH
加热
•典型的 化学增幅型 193nm 光刻胶成像原理:
CH3
CH3
CH3
CH3 H2C C
x H2C
C
+ y H2C
C
聚合
H2C
C
x
y
COOH
COOC(CH3)3
COOH
COOC(CH3)3
加热
CH3 H2C C
H
+
hv
PAG
稀 碱水
n + ROH
显影
图像
COOH
•化学增幅型光刻胶组成与性质
中国电子化学品技术发展及创新交流会
主办单位：中国电子材料行业协会、广东振威国展展览有限公司
2011中国（广州）国际电子化学品展览会 官网：（暂用）
电子化学品技术发展与创新交流会
化学增幅型高性能 i-线光刻胶研制 王力元 博士
北京师范大学化学学院
振威展览·2011年9月
聚合物 APA-CHDVE NDA-CHDVE TPA-CHDVE APA-EGDVE NDA-EGDVE TPA-EGDVE
Mn(×103) 5.76 2.37 2.61 3.40 4.26 4.49
Mw(×103) 9.15 5.29 7.46 4.23 7.58 7.51
Mw/Mn 1.6 2.2 2.9 1.2 1.8 1.7
PEB: 140℃
3
t-Butyl ester type
CH3
中活化能
PEB: 120℃
(
)
t-BOC type
O O C O CH3 C H3C CH3
( )
Acetal (ketal) type
Acetal: R1=H Ketal : R1=CH3 R2=CH3 R2=C(CH3)3 R2=CH2CH3 R2=CH2CH2OR3
2011 中 国 （广 州） 国际电子化学品展览会
振威展览-广东振威国展展览有限公司 地址：广州市海珠区琶洲大道东1号保利国际南塔501
联系人：苗春光 电 话：０２０－８４１２ ０４１９ ／ １８２ １８３ ４２５２３ ＱＱ：１０９２９１０６９０ 传 真：020-8989 9050 E-mail: mcg@ 官 网：
低活化能 /高酸解活性
PEB: ≤100℃
R1 O C O R R2
•高酸解性保护：
CH2=CHOR2 R1
OH OR2
R1
OCH
缩醛保护 碱不溶
酚醛树脂或含羧基化合物 碱可溶
CH3
H+ / hv PAG
常用试剂－乙烯基醚化合物：
≥室温
CH2=CHOCH2CH3
O
2.高酸解活性酯缩醛聚合物的合成与性质
高分辨率 高感度
工艺宽容性好
价格低廉
光刻技术与光刻胶： i-线光刻： 1980年代中期－1990年代中期 KrF激光(248nm)光刻：1990年代中期－2000年代中期 ArF激光(193nm)光刻: 2000年代中期－ ●光刻胶市场完全被进口产品占据，i-线胶国产化仍处于起步 阶段, 248nm光刻胶研发被列入国家重大科技专项(02专项)
Figure 1 聚合物的1HNMR
溶解性：
聚合物 PGMEA
√ √ √ -√ √ √
ethyl lactate
√ √ √ √ √ √ √
THF
√ √ √ √ √ √ √
Dioxane
√ √ √ √ √ √ √
Aceton e
√ √ √ √ √ √ √
CHCl3
× × × × √ -√
CH3OH
× × × × × × ×
高感度 光产酸剂： 高产酸效率和高酸催化能力 高性能光刻胶 高分辨率 酸 敏化合物 ： 高酸解活性
化学增幅型 光刻胶的问题： 在曝光过后的后烘(PEB)过程中酸 向非曝光区域扩散会 降低 的分辨率。
•化学增幅型 光刻胶用含酸解基团的代表性成膜聚合物：
( )(
C O OH CH C CH3
)
O
高 活化能
化学增幅型 i-线光刻胶制备
光产酸剂:
C l3 C N N N C C l3
光刻胶及光刻工艺流程
光刻工艺流程
前处理
检验
涂胶
硬烘烤
软烘烤
显影
对准曝光
PEB
光刻工艺流程
1.前处理 （1）微粒清除 wafer表面的杂质微粒会影响光刻胶的粘附，且会损坏光刻 的图形，造成成品率的下降，所以必须要清洁掉表面的杂质颗 粒、表面沾污以及自然氧化层等。 微粒清除方法：高压氮气吹除，化学湿法清洗，旋转刷刷洗， 高压水喷溅等。 （2）烘干 经过清洁处理后的晶圆表面会含有一定的水分（亲水性表 面），所以必须将其表面烘烤干燥（干燥的表面为憎水性表 面），以便增加光刻胶和晶圆表面的参数
分辨率（resolution）：是指光刻胶可再现图形的最小尺寸。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
根据光刻胶能形成图形的最小光刻尺寸来分：
传统光刻胶（正胶和负胶） 适用于紫外光（UV），I线365nm、H线405nm和G线436nm，关 键尺寸在0.35um及其以上。 化学放大光刻胶（CAR，Chemical Amplified Resist） 适用于深紫外光（DUV），KrF 准分子激光248nm和 ArF准分子激 光193nm。
续的湿刻和干刻中保护衬体表面，这种性质被称为抗蚀性。
表面张力（Surface
Tension）：液体中将表面分子拉向液体主体内
的分子间的吸引力。
光刻胶的分类
1.
根据光刻胶按照如何响应紫外光的特性可以分为两类
正胶（Positive Photo Resist）：曝光前对显影液不可溶，而曝光 后变成了可溶的，能得到与掩模板遮光区相同的图形。 负胶（Negative Photo Resist）：反之。
光刻胶
````4、光刻胶光刻胶主要由树脂（Resｉn)、感光剂(Ｓｅnsｉｔizｅｒ）、溶剂（Solveｎｔ)及添加剂（Aｄdｉtiｖｅ)等不同得材料按一定比例配制而成。
其中树脂就是粘合剂（Biｎder），感光剂就是一种光活性（Ｐｈotｏactivity）极强得化合物，它在光刻胶内得含量与树脂相当,两者同时溶解在溶剂中,以液态形式保存,以便于使用.4、1 光刻胶得分类⑴负胶1.特点·曝光部分会产生交联（Cross Lｉｎｋｉng)，使其结构加强而不溶于现像液；·而未曝光部分溶于现像液;·经曝光、现像时,会有膨润现像，导致图形转移不良，故负胶一般不用于特征尺寸小于３um得制作中。
2.分类(按感光性树脂得化学结构分类）常用得负胶主要有以下两类:·聚肉桂酸酯类光刻胶这类光刻胶得特点,就是在感光性树脂分子得侧链上带有肉桂酸基感光性官能团.如聚乙烯醇肉桂酸酯（KＰR胶）、聚乙烯氧乙基肉桂酸酯（OSR胶)等。
·聚烃类—双叠氮类光刻胶这种光刻胶又叫环化橡胶系光刻胶。
它由聚烃类树脂（主要就是环化橡胶）、双叠氮型交联剂、增感剂与溶剂配制而成。
3.感光机理①肉桂酸酯类光刻胶KPR胶与OSR胶得感光性树脂分子结构如下：在紫外线作用下，它们侧链上得肉桂酰官能团里得炭－炭双键发生二聚反应,引起聚合物分子间得交联，转变为不溶于现像液得物质。
KPR胶得光化学交联反应式如下:这类光刻胶中得高分子聚合物,不仅能在紫外线作用下发生交联，而且在一定温度以上也会发生交联，从而在现像时留下底膜,所以要严格控制前烘得温度与时间.②聚烃类—双叠氮类光刻胶这类光刻胶得光化学反应机理与前者不同，在紫外线作用下,环化橡胶分子中双键本身不能交联，必须有作为交联剂得双叠氮化合物参加才能发生交联反应.交联剂在紫外线作用下产生双自由基，它与聚烃类树脂相作用,在聚合物分子之间形成桥键，变为三维结构得不溶性物质。
其光化学反应工程如下：首先,双叠氮交联剂按以下方式进行光化学分解反应:双叠氮交联剂分解后生成得双氮烯自由基极易与环化橡胶分子发生双键交联(加成）与炭氢取代反应，机理如下：⑵正胶1.特点·本身难溶于现像液,曝光后会离解成一种溶于现像液得结构;·解像度高，耐Ｄｒy Etcｈ性强等。
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，并使链及链之间发生交联，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，给及光刻胶的机械及化学性质(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；曝光时光刻胶容易及氮气反应而抑制交联。
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。
光刻胶的种类有哪些各有何特点
光刻胶的种类有哪些各有何特点光刻胶是微电子加工过程中的关键材料之一，它起到了良好的光刻功能，使得微电子芯片制造过程得以顺利进行。
而不同种类的光刻胶，由于其化学成分和性能特点的不同，也会在微电子芯片制造的过程中遇到不同的问题。
本文将重点介绍光刻胶的种类及其特点。
一、光刻胶的种类1. 正型光刻胶（Positive photoresist）正型光刻胶在微细加工过程中，通过光暴露后生成可溶性膜丝，再通过显影去除未暴露部分的胶膜，形成图形，并在这部分形成图形的区域进行加工工艺。
正型光刻胶多数采用溶液显影方式，显影后形成的结构具有边缘清晰，分辨率高的特点，特别适用于制作细微结构。
2. 反型光刻胶（Negative photoresist）反型光刻胶与正型光刻胶相反，是在曝光未受光照射的区域形成可溶性膜丝，在显影之后去除已曝光部分的胶膜，形成所需加工的图形构件。
反型光刻胶则主要用于一些特殊用途，如用于蚀刻和电子束光刻加工中。
3. 混合型光刻胶（Hybrid photoresist）混合型光刻胶则是前两者的混合物，拥有两种光刻胶的优点，是相对理想的光刻胶。
其中，许多混合型光刻胶概念在电子束光刻加工中得到了广泛应用，可以同时满足其高分辨率需求和较长的品质寿命。
二、光刻胶的特点1. 分辨率（Resolution）光刻胶最重要的物理特性之一就是分辨率。
分辨率定义为影像的最小宽度，从图形的一个纹理结构的特征尺度来说就是边缘渐进的斜率之变化。
分辨率决定了影像造成的图形在纵横向尺寸上的限制程度，越高的分辨率使得制作更小、更紧凑的结构成为了可能。
2. 漏光（Tolerance）漏光可以被视为光刻胶性能的指标之一，意味着胶上的图形逐渐被严格建立的边界包围。
开发过程还能够承受某些胶的倾向吸收不同程度的对比度。
这样的不一致的吸收能力称为装备项，而且如果不恰当的使用就会阻碍漏光的控制，从而严重损害影像质量。
3. 敏感度（Sensitivity）光刻胶的敏感度也是一个不容忽视的特性。
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。
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：
第八章光刻胶
比度大于 1。
通常正胶的对比度要高于负胶。
Microelectronic Fabrication & MEMS Technology 8
光进入光刻胶后，其强度按下式衰减
I ( z ) I 0 e z
式中，α为光刻胶的光吸收系数。设 TR 为光刻胶的厚度，则可 定义光刻胶的 光吸收率 为
I 0 I ( z ) dz 1 e T A 0 1
则其 Wmin 将增大到 0.23 m 。
Microelectronic Fabrication & MEMS Technology
6
3、对比度
对比度的定义为
D100 lg D0
1
D0
D100
对比度是上图中对数坐标下曲线的斜率，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。
Microelectronic Fabrication & MEMS Technology
18
掩膜版与光刻胶的关系
期望印在硅片上 的光刻胶结构.
光刻胶岛 Substrate
铬
石英
窗口
岛
当使用负胶时，要 求掩膜版上图形与 想要的结构相反
当使用正胶时，要 求掩膜版上图形与 想要的结构相同
19
Microelectronic Fabrication & MEMS Technology
Microelectronic Fabrication & MEMS Technology 12
8.5 正胶的典型反应
一、光化学反应
化学反应速度 k 可表示为
式中，A 、R 为常数，T 为绝对温度，EA 为化学反应激活能， 随电子状态的不同而不同。EA 越小，则在同样的温度下反应 速度越快。
光刻胶生产技术
光刻胶生产技术光刻胶是微电子和光电子行业中一种重要的材料，它在芯片制造过程中起着至关重要的作用。
本文将介绍光刻胶的生产技术和相关应用。
一、光刻胶的概述光刻胶是一种特殊的涂覆材料，由聚合物、溶剂和添加剂组成。
它的主要功能是在芯片制造过程中实现图形的转移和传输。
光刻胶的特殊结构和性质使其在微细加工领域具有广泛的应用。
二、光刻胶的分类根据不同的特性和应用需求，光刻胶可以分为正胶和负胶两类。
正胶是指在曝光后，光刻胶的溶解度增加，曝光部分被溶解掉，从而形成芯片上的图形。
负胶则是指在曝光后，光刻胶的溶解度降低，曝光部分保留下来，形成芯片上的图形。
三、光刻胶的生产工艺光刻胶的生产工艺主要包括以下几个步骤：1. 材料准备：将聚合物、溶剂和添加剂按照一定的配方比例混合均匀，制备成光刻胶的前驱物。
2. 光刻胶的涂覆：将前驱物涂覆在硅片或其他基材上，形成一层均匀的薄膜。
3. 前驱物的固化：通过加热或紫外线照射等方式，使前驱物发生聚合反应，形成固体光刻胶。
4. 曝光：将掩膜与光刻胶层紧密接触，通过光源的照射将图形转移至光刻胶层。
5. 显影：使用合适的显影液将未曝光或曝光部分溶解掉，使图形显现出来。
6. 后续处理：清洗、干燥和固化等步骤，以确保光刻胶层的质量和稳定性。
四、光刻胶的应用领域光刻胶在微电子和光电子行业中广泛应用。
它是芯片制造过程中的关键材料，可用于制备集成电路、光学器件、光纤通信等。
光刻胶的特殊性能使得微细加工成为可能，为电子产品的小型化和高效化提供了重要支持。
五、光刻胶的发展趋势随着科技的不断进步和市场需求的不断增长，光刻胶的研发和生产技术也在不断改进和创新。
目前，人们对光刻胶的要求越来越高，主要体现在以下几个方面：1. 分辨率的提高：随着芯片制造工艺的进一步微细化，对光刻胶分辨率的要求也越来越高。
2. 适应性的增强：光刻胶需要适应不同材料和工艺的要求，以满足不同行业和应用领域的需求。
3. 性能的稳定性：光刻胶需要具备良好的化学稳定性和热稳定性，以确保生产过程的可靠性和一致性。