光刻胶参数及光刻工艺
光刻胶生产技术
光刻胶生产技术光刻胶是半导体制造工艺中不可或缺的关键材料，用于制作微电子器件中的图案。
光刻胶的生产技术在半导体工业中扮演着重要的角色。
本文将介绍光刻胶的生产技术及其在半导体制造中的应用。
一、光刻胶的基本原理光刻胶是一种特殊的胶体溶液，由聚合物和感光剂组成。
其基本原理是在光照下，感光剂会发生化学反应，使得聚合物发生交联或解聚的变化。
通过控制光照条件和光刻胶的成分，可以实现对光刻胶的选择性曝光和显影，从而形成所需的微细图案。
二、光刻胶生产工艺光刻胶的生产工艺可以分为以下几个步骤：1. 原材料准备：光刻胶的主要成分是聚合物和感光剂。
聚合物通常使用甲基丙烯酸甲酯（MMA）等单体进行合成，而感光剂则根据需要选择合适的化合物。
2. 聚合物合成：将单体与引发剂、稳定剂等添加剂一起反应，通过聚合反应得到聚合物。
聚合物的性质直接影响着光刻胶的感光性能和耐化学性能。
3. 感光剂添加：将感光剂添加到聚合物中，通过搅拌或溶解的方式，使感光剂均匀分散在聚合物中。
感光剂的选择要考虑其吸收特性、光敏性以及与聚合物的相容性。
4. 溶剂调配：根据光刻胶的用途和性能要求，选择合适的溶剂进行调配。
溶剂的选择要考虑其与聚合物和感光剂的相容性，以及对环境的影响。
5. 混合和搅拌：将聚合物、感光剂和溶剂按照一定的比例混合，并通过搅拌使其均匀混合。
混合过程中需要控制温度和时间，以确保光刻胶的质量稳定。
6. 过滤和除泡：混合好的光刻胶需要进行过滤和除泡处理，以去除其中的杂质和气泡，以保证光刻胶的纯净度。
7. 包装和贮存：将处理好的光刻胶装入适当的容器中，并进行密封，以防止光刻胶受到外界环境的污染。
光刻胶通常需要在低温下贮存，以延长其保质期。
三、光刻胶的应用光刻胶在半导体制造中有广泛的应用。
主要包括以下几个方面：1. 图案定义：光刻胶可以通过光刻工艺将图案定义到硅片上。
根据需要，可以选择正相或负相光刻胶，通过遮光掩膜和光照条件，将所需的图案转移到硅片上。
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。
光刻胶的生产工艺和技术参数是什么
光刻胶的生产工艺和技术参数是什么光刻胶是一种用于半导体制造中的关键材料。
在半导体工艺中，光刻胶的主要作用是通过光刻技术制造微小的电路元件，并在芯片上制造图案，从而实现图案的转移和光刻胶的去除。
本文将重点探讨光刻胶的生产工艺和技术参数。
一、光刻胶的组成光刻胶主要由以下几种基本成分组成：1. 基质材料：用于提供光刻胶的基本结构和力学性能。
2. 感光剂：用于吸收光线并引起发生光化学反应，从而产生化学或物理变化。
3. 催化剂：用于加速光化学反应，使得光刻胶的反应速率更快。
4. 稳定剂：用于改善光刻胶的稳定性，使其能够长期保存。
二、光刻胶的生产工艺生产光刻胶的过程可以分为前处理、生产、净化和包装等几个步骤，我们来逐一了解：1. 前处理前处理是制备光刻胶的最重要的步骤之一。
在这个步骤中，制造商将基质材料和各种辅助剂添加到反应器中，然后进行搅拌和混合，以制备基本的光刻胶材料。
2. 生产在光刻胶的生产过程中，制造商会将感光剂和稳定剂加入到反应器中，并进行混合和加热操作。
这一过程一般会持续几个小时，直到反应完成。
3. 净化净化是生产中不可或缺的一个步骤，它的目的是消除杂质，保证光刻胶的纯度。
在净化过程中，制造商将光刻胶置于高温环境中，使其能够分离出杂质和其他材料。
4. 包装在完成净化过程后，制造商将光刻胶转移到密封的容器中，以便将其运输到下一个加工环节。
在此期间，制造商还将对光刻胶进行检验和质量控制，以确保其完全符合规格。
三、光刻胶的技术参数在对光刻胶的生产工艺有了基本了解之后，我们再来了解一下光刻胶的主要技术参数。
这些参数包括：1. 光刻胶的感光速度：该参数指的是光刻胶在光照的情况下引起化学反应的速度。
2. 光刻胶的灵敏度：该参数指的是光刻胶在光照的情况下最小可分辨的特征尺寸。
3. 光学和机械性能：这些参数涉及到光刻胶的强度、硬度、抗沾污性和成型性能等。
4. 化学性质：光刻胶的化学性质包括其pH值、热稳定性、可溶性和耐化学腐蚀性等。
光刻胶及光刻工艺流程
光刻胶及光刻工艺流程光刻胶是集成电路制造过程中重要的材料之一，它的主要作用是在光刻工艺中作为掩膜保护剂，将紫外光照射过的区域与未经照射的区域进行区分，从而完成器件的精密图案的形成。
本文将介绍光刻胶及其在光刻工艺流程中的应用。
光刻胶（Photoresist）是一种特殊的感光材料，它可以在光的照射下发生化学反应，改变物质的化学和物理性质。
根据其特性，光刻胶可以分为两种类型：负型光刻胶和正型光刻胶。
负型光刻胶是在紫外光照射下，光刻胶会发生聚合反应，形成一层比原来的胶层更为固化的区域。
而未曝光的胶层在显影过程中被去除，形成比曝光区域更深的“坑”。
因此，负型光刻胶可形成器件的凹陷结构。
正型光刻胶则相反，未曝光的胶层会进一步发生聚合反应，在显影过程中保留下来形成比曝光区域更高的区域。
正型光刻胶可形成器件的突起结构。
在光刻工艺流程中，首先需要将光刻胶涂覆在晶圆表面。
这一步骤称为光刻胶的涂布。
涂布的目的是将光刻胶均匀地涂覆在晶圆表面，并形成一定厚度的胶层。
涂布方法包括旋涂法、滚涂法和喷洒法等。
涂布完成后，需要将光刻胶进行预烘烤。
预烘烤的目的是将光刻胶中的溶剂迅速挥发掉，使胶层迅速形成。
预烘烤的温度和时间需根据光刻胶的类型和要求进行调节。
接下来是曝光步骤。
曝光是将掩膜和光刻胶放置在光刻机中，通过紫外光的照射，将掩膜上的图案转移到光刻胶上。
光刻机使用的光源多是紫外光源，如Hg灯或氘灯。
曝光的参数包括曝光时间、曝光强度和曝光模式等。
完成曝光后，需要进行显影。
显影是将晶圆放入显影液中，显影液会溶解或去除光刻胶中未曝光的部分，留下曝光的部分。
显影液的种类和浓度需根据光刻胶的类型和要求进行选择。
显影完成后，还需进行后处理。
后处理通常包括后烘烤和清洗两个步骤。
后烘烤是将晶圆放入恒温烘炉中，将光刻胶中残留的溶剂和显影液彻底除去，使光刻胶更加稳定。
清洗则是将晶圆浸泡在溶剂中，去除掉与已曝光的光刻胶没有反应的部分。
光刻胶及其对应的工艺流程是集成电路制造中至关重要的一部分。
光刻胶制备工艺技术手册
光刻胶制备工艺技术手册
引言：
光刻胶是在微电子制造工艺中广泛应用的一种材料，它通常被用于半导体器件的制造过程中，用以形成电路图案。
光刻胶的制备工艺对于制造高精度、高质量的电子器件至关重要。
本手册将介绍光刻胶制备工艺的基本原理、步骤、注意事项以及常见问题的解决方法，旨在提供给从事微电子制造领域的技术人员一个参考。
第一章：光刻胶制备工艺的基本原理
1.1 光刻胶的作用及特性
1.2 光刻胶的组成和分类
1.3 光刻胶的工艺原理
第二章：光刻胶制备的步骤
2.1 原料准备
2.2 光刻胶的溶解和混合
2.3 光刻胶的过滤和除泡
2.4 光刻胶的存储和稳定性测试
第三章：光刻胶制备注意事项
3.1 温度和湿度的控制
3.2 原料质量的控制
3.3 混合工艺的控制
3.4 过滤和除泡的技术要点
3.5 存储条件和稳定性测试要求
第四章：常见问题解决方法
4.1 光刻胶制备过程中出现不良的原因分析
4.2 光刻胶制备过程中常见问题的解决方法
4.3 操作过程中的注意事项
结论：
光刻胶制备工艺对于微电子制造具有重要意义，其制备过程需要严格控制各个环节，以确保光刻胶的质量和稳定性。
通过本手册的介绍，希望能够为从事光刻胶制备工作的技术人员提供一份详尽。
光刻胶参数及光刻工艺
光刻胶参数及光刻工艺1、正性光刻胶RZJ-304●规格RZJ-304：25mpa·s，50mpa·s（粘稠度），配用显影液：RZX-3038●匀胶曲线注：粉色为50cp，蓝色为25cp●推荐工艺条件①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.0～3.5μm②前烘：热板100℃×90sec③曝光：50～75mj/cm2（计算方法:取能量60mj/cm2取光强400×102um/cm2，则60/40=1.5s）④显影：23℃，RZX-3038，1min，喷淋或浸渍⑤清洗：去离子水30sec⑤后烘：热板120℃×120sec●规格S1813，配用显影液为ZX-238●匀胶曲线●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考）①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.23um（1.1～1.9μm）②前烘：热板115℃×60sec③曝光：150mj/cm2④显影：21℃，ZX-238，65sec，喷淋或浸渍⑤清洗：去离子水30sec⑥后烘：热板125℃×120sec●规格AZ-5214，配用显影液AZ-300●匀胶表格（单位：微米）●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考）①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.47um（1.14～1.98μm）②前烘：热板100℃×90sec③曝光：240mj/cm2④后烘：115℃×120sec⑤泛曝光：>200mj/cm2⑥显影：21℃，AZ-300，60sec，喷淋或浸渍⑦清洗：去离子水30sec⑧坚膜：热板120℃×180sec注意：紧急救护措施（对于光刻胶）①吸入：转移至空气新鲜处，必要时进行人工呼吸或就医。
②皮肤接触：肥皂水清洗后自来水清洗。
③眼睛接触：流动清水清洗15分钟以上，必要时就医。
9章 光刻工艺
本章的学习目标： 1.了解光刻主要的特征参数。 2.掌握光刻胶的组成，能够区分正性光刻胶和
负性光刻胶。 3.了解掩膜板的分类及制备工艺流程。 4.掌握光刻工艺流程。 5.了解常用的光刻机的组成及特点。
9.1 光刻概念
图9-1 半导体制造工艺流程
图9-2 光刻的基本原理
1. 光刻的特征参数
Vacuum
微波烘箱
四、对准和曝光
工艺目的： 对准和曝光是将掩膜板上的图形通过镜头由紫外 光传递到涂有光刻胶的硅片上, 形成光敏感物质的 空间精确分布，从而实现精确的图形转移。
对准——同轴和离轴对准系统
曝光
对准标记
对准标记
1. 投影掩膜版的对位标记(RA) ：在版的左右两 侧， RA与步进光刻机上的基准标记对准 2. 整场对准标记(GA):第一次曝光时被光刻在硅 片左右两边，用于每个硅片的粗对准 3. 精对准标记(FA)：每个场曝光时被光刻的，用 于每个硅片曝光场和投影掩膜版的对准
3）刻画，利用电子束或激光等通过原版对空白版进行曝光， 将图形转移到光刻胶上，即刻画；
4）形成图形，对铬膜、氧化铁膜或明胶等进行刻蚀，形成 图形，最后除去残胶； 5）检测与修补，测量关键尺寸，检测针孔或残余遮光膜等 缺陷并对其进行修补； 6）老化与终检，在200～300℃的温度下烘烤几个小时，对 其进行老化。 （4）掩膜版分类
Developer puddle
Wafer Form puddle Spin spray
Spin rinse and dry
经曝光的正胶逐层溶解，中和反应只在光 刻胶表面进行。
非曝光区的负胶在显影液中首先形成凝胶 体，然后再分解，这就使整个负胶层被显影液 浸透而膨胀变形。
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光刻胶参数及光刻工艺
1、正性光刻胶RZJ-304
●规格
RZJ-304：25mpa·s，50mpa·s（粘稠度），配用显影液：RZX-3038
●匀胶曲线
注：粉色为50cp，蓝色为25cp
●推荐工艺条件
①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.0～3.5μm
②前烘：热板100℃×90sec
③曝光：50～75mj/cm2（计算方法:取能量60mj/cm2取光强400×102um/cm2，则60/40=1.5s）
④显影：23℃，RZX-3038，1min，喷淋或浸渍
⑤清洗：去离子水30sec
⑤后烘：热板120℃×120sec
●规格
S1813，配用显影液为ZX-238
●匀胶曲线
●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考）
①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.23um（1.1～1.9μm）
②前烘：热板115℃×60sec
③曝光：150mj/cm2
④显影：21℃，ZX-238，65sec，喷淋或浸渍
⑤清洗：去离子水30sec
⑥后烘：热板125℃×120sec
●规格
AZ-5214，配用显影液AZ-300
●匀胶表格（单位：微米）
●推荐工艺条件1（以具体工艺为参考）
①涂布：23℃，旋转涂布，膜厚1.47um（1.14～1.98μm）
②前烘：热板100℃×90sec
③曝光：240mj/cm2
④后烘：115℃×120sec
⑤泛曝光：>200mj/cm2
⑥显影：21℃，AZ-300，60sec，喷淋或浸渍
⑦清洗：去离子水30sec
⑧坚膜：热板120℃×180sec
注意：
紧急救护措施（对于光刻胶）
①吸入：转移至空气新鲜处，必要时进行人工呼吸或就医。
②皮肤接触：肥皂水清洗后自来水清洗。
③眼睛接触：流动清水清洗15分钟以上，必要时就医。