光刻工艺光刻胶
光刻胶生产工艺流程
光刻胶生产工艺流程
光刻胶是一种用于半导体制造中的关键材料，用于制作微型电路芯片。
下面是光刻胶的生产工艺流程。
光刻胶生产的第一步是材料准备。
这包括所有用于制造光刻胶所需的化学物质和原材料的准备。
这些原材料可能包括聚合物、溶剂和添加剂等。
接下来，将原材料按照特定的配方混合。
这一步骤需要精确控制原材料的比例和混合的时间。
混合完毕后，会得到一种具有特定粘性和黏度的胶状材料。
然后，在一个高温高压的反应容器中，将混合物进行凝胶化反应。
这一步会使胶状材料的结构发生变化，形成具有特定结构和性质的凝胶。
接下来，通过涂覆工艺将凝胶涂覆到硅片或其他基板上。
涂覆工艺需要将凝胶均匀地涂敷在基板上，并确保涂层的厚度恰到好处。
然后，通过高温烘烤将涂覆的凝胶干燥。
这一步可以去除涂层中的溶剂，使凝胶形成坚硬的膜。
接下来，利用光刻技术，在涂覆的凝胶上进行曝光。
曝光过程中，将使用一个光面板，上面有特定的图案。
通过曝光，光刻胶会在受光的地方变得更加溶解，形成一个图案。
然后，将曝光后的凝胶进行显影。
显影是通过在特定的化学液体中浸泡凝胶，使光刻胶在曝光时变得更加溶解，从而形成一个精细的图案。
最后，通过烘烤和其他后处理步骤，使图案固化，并去除不需要的凝胶。
这样就得到了一块具有微小图案结构的半导体芯片。
总的来说，光刻胶的生产过程包括材料准备、混合、凝胶化、涂覆、烘烤、曝光、显影和后处理等步骤。
通过这一系列步骤，我们可以制造出高精度的半导体芯片，为电子行业提供了重要的支持。
光刻胶及光刻工艺流程
光刻工艺流程
原因是绝大多数光刻胶所含的高分子聚合物是疏水的，而氧 化物表面的羟基是亲水的，两者表面粘附性不好。 通常用的增粘剂：HMDS(六甲基二硅胺烷)
亲水的带羟基的硅烷醇→疏水的硅氧烷结构，既易与晶圆表 面结合，又易与光刻胶粘合。
方法有：沉浸式，旋涂法和蒸汽法
2.涂胶 涂胶工艺的目的就是在晶园表面建立薄的、均匀的、并且没
（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粘附能力。
光刻工艺流程
保持憎水性表面的方法：一种是把室内湿度保持在50%以 下，并且在晶园完成前一步工艺之后尽可能快地对晶园进行 涂胶。另一种是把晶园储存在用干燥且干净的氮气净化过的 干燥器中。
8.检验 显影检查是为了查找光刻胶中成形图形的缺陷。继续进 行刻蚀工艺或离子注入工艺前必须进行检查以鉴别并除 去有缺陷的晶圆。
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。
掩模板
PR
氧化膜
wafe r
正胶
曝光
显影
负胶
光刻胶的分类
光刻工艺流程
前处理 涂胶
软烘烤 对准曝光
检验 硬烘烤 显影
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。
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。
光刻机中的光刻胶去除技术研究与优化
光刻机中的光刻胶去除技术研究与优化光刻技术是微电子制造中的重要工艺之一，而光刻胶的去除则是光刻工艺过程中不可或缺的环节。
本文旨在研究光刻机中的光刻胶去除技术，并对其进行优化研究，以提高光刻胶去除的效率和质量。
一、光刻胶去除技术综述光刻胶去除技术是在光刻工艺中，将曝光后的光刻胶从晶圆表面去除的过程。
通常，光刻胶去除技术主要分为物理方法和化学方法两种。
1. 物理方法物理方法是通过机械地将光刻胶从晶圆表面刮除或剥离，常见的物理方法包括刮片法、撕离法和离子束法等。
刮片法采用刮刀将光刻胶刮除，撕离法则利用粘性较强的胶带撕离光刻胶。
离子束法则利用高能离子束将光刻胶表面的分子击碎并去除。
2. 化学方法化学方法是通过溶解或化学反应去除光刻胶。
常见的化学方法包括湿法和干法两种。
湿法是指用溶剂或酸碱溶液来将光刻胶溶解或软化，从而实现去除。
干法则是利用等离子体或氧化氮等气体使光刻胶发生氧化或脱附等化学反应，进而去除光刻胶。
二、光刻胶去除技术的研究进展近年来，随着微电子技术的不断发展，光刻胶去除技术也得到了迅速的进步和创新。
下面将从物理方法和化学方法两个方面，介绍几种常见的光刻胶去除技术的研究进展。
1. 物理方法的研究进展刮片法是最常见的物理方法之一，其优点是简单易行，但缺点是容易引起机械划伤。
为了克服这个问题，一些研究者提出了基于涡轮气流的超声波刮片法，利用高速旋转涡轮产生强大的气流和超声波，以减小对晶圆表面的机械刮伤。
撕离法中的传统胶带撕离法效率较低，研究者们通过改变胶带的材质和特性，如利用热塑性聚合物制备的胶带，提高了撕离的效率和质量。
离子束法中，高能离子对晶圆表面的破坏较大，为此研究者提出了低能离子束去除方法。
这种方法通过调节离子束能量，减小对晶圆表面的破坏，实现高效去除光刻胶。
2. 化学方法的研究进展湿法中的酸碱溶液常用于去除光刻胶。
为了提高溶解效率，研究者们开始尝试利用超临界流体（如超临界CO2）作为溶剂，其具有较高的溶解能力和较低的粘性，能够更好地渗透和溶解光刻胶。
光刻与刻蚀工艺流程
光刻与刻蚀工艺流程光刻和刻蚀是微电子加工过程中常用的两个工艺步骤。
光刻用于创建芯片上的图案，而刻蚀则用于移除不需要的材料。
以下是光刻和刻蚀的工艺流程。
光刻工艺流程：1.沉积光刻胶：首先，在硅片上沉积一层光刻胶。
这是一个具有高度选择性和可重复性的光敏聚合物材料，能够在曝光过程中改变化学性质。
2.乾燥和前处理：将光刻胶乾燥，然后对其进行前处理，例如去除表面的污垢和残留物。
3.涂布光刻胶：用涂胶机将光刻胶均匀地涂布在硅片的表面。
4.烘烤：将涂覆有光刻胶的硅片进行烘烤，以去除溶剂并使光刻胶层变得坚硬和耐久。
5.对位：将掩模对位仪对准硅片上的光刻胶层，确保光刻胶上的图案与所需的芯片图案完全一致。
6.曝光：通过紫外线照射机将光传递到光刻胶上，使其形成与掩模图案相同的图案。
7.显影：使用显影液处理光刻胶，显影液会将未曝光的部分光刻胶溶解掉，只留下曝光过的部分。
刻蚀工艺流程：1.腐蚀栅极：首先，通过化学腐蚀将栅极区域的金属材料去除，只保留未覆盖的部分，以便后续步骤。
2.沉积绝缘层：然后，在晶圆上沉积一层绝缘层材料，用以隔离电路的不同层次。
3.涂胶和曝光：使用同样的光刻胶工艺，在绝缘层表面涂覆光刻胶，并将掩模对位仪对准绝缘层上的光刻胶层。
4.显影：通过显影液处理光刻胶，保留所需的图案，暴露绝缘层。
5.刻蚀绝缘层：使用化学腐蚀或物理刻蚀技术，将未被光刻胶保护的绝缘层材料去除，使其与下方的层次保持相同的图案。
6.清洗和检验：最后，对晶圆进行清洗，以去除残留的光刻胶和刻蚀剂。
然后，对刻蚀图案进行检验，确保其质量和精确度。
这就是光刻和刻蚀的工艺流程。
通过这些步骤，可以在微电子芯片上创建复杂的电路和结构，以实现功能丰富的科技产品。
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。
光刻胶工艺
TRACK工艺简介摘要本文简要介绍关于涂胶、显影工艺的一些相关内容。
引言超大规模IC对光刻有五个基本要求，即：高分辨率、高灵敏度、精密的套刻对准、低缺陷和大尺寸上的加工问题（如温度变化引起晶圆的胀缩等）。
这五个基本要求中，高分辨率、高灵敏度和低缺陷与涂胶、显影工艺有很密切的关系。
第一节涂胶工艺1光刻胶光刻胶主要由树脂（Resin）、感光剂（Sensitizer）及溶剂（Solvent）等不同材料混合而成的，其中树脂是粘合剂（Binder）, 感光剂是一种光活性（Photoactivity）极强的化合物，它在光刻胶内的含量和树脂相当，两者同时溶解在溶剂中，以液态形式保存。
除了以上三种主要成分以外，光刻胶还包含一些其它的添加剂（如稳定剂，染色剂，表面活性剂）。
光刻胶分为正胶和负胶。
负胶在曝光后会产生交联（Cross Linking）反应，使其结构加强而不溶解于显影液。
正胶曝光后会产生分解反应，被分解的分子在显影液中很容易被溶解，从而与未曝光部分形成很强的反差。
因负胶经曝光后，显影液会浸入已交联的负性光刻胶分子内，使胶体积增加，导致显影后光刻胶图形和掩膜版上图形误差增加，故负胶一般不用于特征尺寸小于0.3um的制造。
典型的正胶材料是邻位醌叠氮基化合物，常用的负胶材料是聚乙稀醇肉桂酸酯。
CSMC-HJ用的是正性光刻胶。
在相同的光刻胶膜厚和曝光能量相同时，不同光刻胶的感光效果不同。
在一定的曝光波长范围内，能量低而感光好的胶称为灵敏度，反之则认为不灵敏。
我们希望在能满足光刻工艺要求的情况下，灵敏度越大越好，这样可减少曝光时间，从而提高产量。
2涂胶涂胶是在结净干燥的圆片表面均匀的涂一层光刻胶。
常用的方法是把胶滴在圆片上，然后使圆片高速旋转，液态胶在旋转中因离心力的作用由轴心沿径向飞溅出去，受附着力的作用，一部分光刻胶会留在圆片表面。
在旋转过程中胶中所含溶剂不断挥发，故可得到一层分布均匀的胶膜。
涂胶过程有以下几个步骤：1.1涂胶前处理（Priming）：要使光刻胶精确地转移淹膜版上的图形，光刻胶与圆片之间必须要有良好的粘附。
光刻胶的分类
光刻胶的分类
光刻胶（Photoresist）是一种在光刻工艺中使用的化学物质，
主要用于半导体和微电子器件的制造中。
根据其化学特性和用途，光刻胶可以分为以下几类：
1. 乙烯基光刻胶（Evolvable Status Imaging Resist，ESIR）：
使用持久性较强的光致溶解性实现图案转移。
2. 菲涅耳光刻胶（Fresnel Imaging Resist，FIR）：主要用于X
射线和伪光学的光刻工艺中，可以实现高分辨率图案转移。
3. 改性聚苯乙烯光刻胶（Modified Polystyrene Resist，MSR）：具有良好的光刻性能，适用于一般的光刻工艺。
4. 紫外光刻胶（Ultraviolet Photoresist，UVPR）：适用于紫外
光刻工艺，通常用于半导体器件制造。
5. 电子束光刻胶（Electron Beam Resist，EBR）：适用于电子
束光刻工艺，常用于微细图案的制备。
此外，根据光刻胶的性质和制备方式，还可以将其分为正胶（Positive Resist）和负胶（Negative Resist）两类。
正胶在光
照后，被光固化的部分会变得溶解性差，而未受光照的部分溶解性较好；负胶则相反，即光照后被固化的部分溶解性较好，未受光照的部分溶解性差。
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8、显影检查
目的是查找光刻胶中成形图形的缺陷 显影检查用来检查光刻工艺的好坏，为光学光刻工艺生产 人员提供用于纠正的信息
光刻
1、基本描述和过程 2、光刻胶 3、显影 4、文献
光刻胶
定义:
光学曝光过程中，为了将掩模上的图形转移到圆片 上，辐照必须作用在光敏物质上，该光敏物质必须通过 光照，改变材料性质，使在完成光刻工艺后，达到转移 图形的目的。该光敏物质称为光刻胶。它是一种对光敏 感的有机化合物，它受紫外光曝光后，在显影液中的溶 解度会发生变化。 作用： a、将掩膜板上的图形转移到晶圆表面顶层的光刻 胶中； b、在后续工序中，保护下面的材料（刻蚀或离子 注入）。
2、旋转涂胶
涂胶工艺的目的就是在晶圆表面建立薄的、均匀的、并且 没有缺陷的光刻胶膜。
旋 转 涂 胶 的 四 个 基 本 步 骤
2、旋转涂胶
常用涂胶法：静态旋转和动态喷洒 静态涂胶：首先把光刻胶通过管道堆积在晶圆的中心，然 后低速旋转使光刻胶铺开，再高速旋转甩掉多余的光刻胶， 高速旋转时光刻胶中的溶剂会挥发一部分。
4、对准和曝光
对准是把所需图形在晶圆表面上定位或对准，而曝光的目 的是要是通过汞弧灯或其他辐射源将图形转移到光刻胶图 层上。用尽可能短的时间使光刻胶充分感光，在显影后获 得尽可能高的留膜率和近似垂直的光刻胶侧壁和可控的线 宽。
5、曝光后烘培
在曝光时由于驻波效应的存在，光刻胶侧壁会有不平整的 现象，曝光后进行烘烤，可使感光与未感光边界处的高分 子化合物重新分布，最后达到平衡，基本可以消除驻波效 应。
正光刻胶
正胶
IC主导
负光刻胶
聚合物被辐射后不溶于显影剂，精度逊于正胶 在负胶曝光时，产生大量的交联聚合，成为互相连接的大 树脂分子，很难在显影液中溶解。从而负胶的曝光部分在 显影后保留。而未曝光部分则在显影时去除。
某种负胶中的加聚反应
负胶
两种光刻胶的性能
两种光刻胶的性能
优点 正胶 缺点 分辨率高、对比度好 粘附性差、抗刻蚀能力差、高成本
光刻三要素
Used for preparing the substrate of a wafer for the subsequent processing stage. Elements (三要素）
1）Light source
– light, X-ray, electron or ion beams – Ultraviolet (UV) light with a wavelength of 250-450 nm is used for silicon process 2）Mask( 掩模板） – a chromium pattern on a light transparent substrate (glass).
PAG (photo-acid generator)
原理：入射光子与PAG分子反应，产生酸分子，在后续的烘烤过程中， 酸分子起催化剂作用，使曝光区域光刻胶改性
总量子效率>>1，因此DUV胶的灵敏度有很大提高。 g线、i线光刻胶灵敏度为100 mJ/cm-2，DUV胶为20－40 mJ/cm-2
DUV胶化学增强的基本原理
光刻胶的组成
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 旋转方式涂布在晶圆表面。 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。
Abstract This paper discusses the basic concepts and current state of development of EUV lithography (EUVL), a relatively new form of lithography that uses extreme ultraviolet (EUV) radiation with a wavelength in the range of 10 to 14 nanometer (nm) to carry out projection imaging. Currently, and for the last several decades, optical projection lithography has been the lithographic technique used in the high-volume manufacture of integrated circuits. It is widely anticipated that improvements in this technology will allow it to remain the semiconductor industry’s workhorse through the 100 nm generation of devices. However, some time around the year 2005, so-called NextGeneration Lithographies will be required. EUVL is one such technology vying to become the successor to optical lithography.
集成电路工艺光刻
光刻
1、基本描述和过程 2、光刻胶 3、显影 4、文献
光刻
1、基本描述和过程 2、光刻胶 3、显影 4、文献
光刻基本介绍
光刻是通过一系列生产步骤，将晶圆表面薄膜的特定部分 除去的工艺。在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构 的薄膜。通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留的是特征 图形部分。
掩模板
PR
氧化膜
wafer
曝 光
显 影 正胶 负胶
正光刻胶
受光辐射后聚合物发生变化，被辐射部分溶解，未被辐射 部分保持不变。 曝光时切断树脂聚合体主链和从链之间的联系，达到削弱 聚合体的目的，所以曝光后光刻胶在随后的显影处理中溶 解度升高，曝光后溶解度几乎是未曝光时的10倍；更高分 辨率（无膨胀现象）在IC制造应用更为普遍；
光刻胶的组成
光刻胶类型
光刻胶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， 原本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。 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。
Why EUVL? In order to keep pace with the demand for the printing of ever smaller features, lithography tool manufacturers have found it necessary to gradually reduce the wavelength of the light used for imaging and to design imaging systems with ever larger numerical apertures. The reasons for these changes can be understood from the following equations that describe two of the most fundamental characteristics of an imaging system: its resolution (RES) and depth of focus (DOF). These equations are usually expressed as RES = k1 λ / NA (1a) and DOF = k2 λ / (NA)2, (1b) where λ is the wavelength of the radiation used to carry out the imaging, and NA is the numerical aperture of the imaging system (or camera). These equations show that better resolution can be achieved by reducing λ and increasing NA.
聚合物长链
INSOL INSOL PAG
曝光
聚合物长链
INSOL INSOL 酸
聚合物长链 SOL SOL 酸 酸
聚合物长链 SOL 酸 INSOL 酸
（曝 光 后 ）烘 烤
要求对于环境和工艺参数控制严格，PEB 温度控制在几分之一度。
PEB
EUV Lithography—The Successor to Optical Lithography?
6、显影
显影就是用显影液溶解掉不需要的光刻胶，将掩膜版上的 图形转移到光刻胶上。 显影中可能出现的问题： 显影不足：比正常线条要宽并且在侧面有斜坡 不完全显影：在衬底上留下应去掉的光刻胶 过显影：除去了太多的光刻胶，引起图形变窄和拙劣的外 形
7、坚膜烘焙
目的是通过溶液的蒸发来固化光刻胶，此处理提高了光刻 胶对衬底的粘附性，为下一步工艺做好准备。正胶的坚膜 烘焙温度约为120℃到140℃，这比软烘温度要高，但也 不能太高，否则光刻胶就会流动从而破坏图形。