光刻及刻蚀讲解
1.光刻胶的分辨率（Resolution）
• 在光刻胶层能够产生的最小图形通常被作为 对光刻胶的分辨率。
• 产生的线条越小，分辨率越高。分辨率不仅 与光刻胶本身的结构、性质有关，还与特定 的工艺有关，比如：曝光光源、显影工艺等。
• 正胶的分辨率较负胶好，一般2μm以下工艺 用正胶
2.灵敏度S（Sensitivity）
光刻的要求
• 对光刻的要求
（1）高分辨率 （2）高灵敏度 （3）精密的套刻对准 （4）大尺寸硅片上的加工 （5）低缺陷
• 1.高分辨率
• 分辨率是将硅片上两个邻近的特征图形 区分开来的能力，即对光刻工艺中可以 达到的最小光刻图形尺寸的一种描述， 是光刻精度和清晰度的标志之一。随着 集成电路的集成度提高，加工的线条越 来越细，对分辨率的要求也越来越高。
与硅片表面接触不平整而产生的光散射现象。 • 为了提高分辨率，减少图形畸变，一次曝光的象场较小，采用扫描
式曝光。 • Fraunhofer diffraction 夫琅禾费衍射 • 投影式曝光虽有很多优点，但由于光刻设备中许多镜头需要特制设
备复杂
光学曝光的各种曝光方式及其利弊
接 优点：设备简单，分辨率高。 触 式 缺点：掩膜版与晶片易损伤，成品率低。
• 由于光刻胶顶层平面不平，所以该曝光方式中间隔并不严格为0
接近式曝光- proximity printing
• 最小宽带：Wm=（dλ）½ • d:间隔； λ：光源波长 • 分辨率取决于间隙的大小，一般分辨率较差，
为2-4μm，d=10μm，I-line（365nm）
→W≈2μm • 优点：接近式曝光是以牺牲分辨率来延长了掩
正胶和负胶的比较
• 正胶 a)分辨率高 小于1μm b)抗干法刻蚀能力强 c)较好的热稳定性
• 负胶 a)对某些衬底表面粘附性好 b)曝光时间短、产量高 c)工艺宽容度较高（显影液稀释度、温度等） d)价格较低（约正胶的三分之一）
光刻胶种类
负胶
• 曝光后变为不可溶 • 显影时未曝光的部
分溶解于显影液
影响光刻的质量。不同的衬底表面，光刻胶的粘结 能力是不同的。负性胶通常比正性胶有更强的粘结 能力。 • 要求光刻胶能够粘附在不同类型的表面，例如硅， 多晶硅，氮化硅，二氧化硅和金属等。 • 必须能够经受住曝光、显影和后续的刻蚀，离子注 入等工艺。
6.抗蚀性
• 光刻胶胶膜必须保持它的粘附性，并 在后续的湿刻和干刻中保持衬底表面， 这种性质被称为抗蚀性。
接近式曝光
掩膜版与光刻胶之间有10-50μm的间距 优点：掩膜与光刻胶之间不接触，缺陷减少 缺点：掩膜和光刻胶之间有缝隙，光的衍射造成分辨率下降
投影式曝光
掩膜版与光刻胶之间有投影器（物镜） 优点：高分辨率，低缺陷，对准精度高，曝光图形可缩小 缺点：光学系统较复杂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 2.高灵敏度
• 灵敏度是指光刻胶感光的速度。为了提 高产量要求曝光时间越短越好，也就要 求高灵敏度。
• 3.精密的套刻对准
• 集成电路制作需要十多次甚至几十次光 刻，每次光刻都要相互套准。
• 由于图形的特征尺寸在亚微米数量级上， 因此对套刻要求很高。要求套刻误差在 特征尺寸的10%左右。
• 4.大尺寸硅片的加工
4.4 向衬底材料的图形转换——光刻
图形转换：将设计在掩膜版（类似于照相底片）上
的图形转移到半导体晶片上
图形转换：光刻技术
光刻工艺流程
典型的光学光刻工艺通常包括一下步骤：衬底准备、 涂胶、曝光前烘干（前烘）、曝光、显影、显影后烘干 （坚膜）以及去胶。
光刻是IC制造中最为重要的一道工艺
硅片制造工艺中，光刻占所有成本的35%
如图所示，光学
光刻机采用紫外
光刻机的种类
线作为光源，而
非光学光刻机的
光源则来自电磁
光谱的其他成分。
光学
非光学
接触式 接近式 投影式 步进式
X射线 电子束
曝光光源
一般要求： • 短波长、高强度、高稳定性 光源的产生： • 高压汞灯 • 准分子激光器
• 普通光源光的波长范围大，图形边缘衍射现 象严重，满足不了特征尺寸的要求。所以作 为晶圆生产用的曝光光源必须是某一单一波 长的光源。
• 图形与掩膜版相反 • 分辨率较低 • 含二甲苯，对环境、
身体有害
正胶
• 曝光后变为可溶 • 显影时曝光的部分溶
解于显影液 • 图形与掩膜版相同 • 更小的聚合物尺寸，
有更高的分辨率 • 大量应用于IC fabs
光刻胶材料参数
分辨率（Resolution） 敏感度（Sensitivity） 对比度（Contrast） 粘滞性 粘附性 抗蚀性
通常可用光刻次数及所需掩膜的个数来表示 某生产工艺的难易程度。
一个典型的硅集成电路工艺包括15—20掩 膜版
集成电路的特征尺寸是否能够进一步减小， 也与光刻技术的进一步发展有密切关系。
通常人们用特征尺寸来评价集成电路生产线 的技术水平。
所谓特征尺寸（CD:characteristic dimension）是指设计的多晶硅栅长，它标志 了器件工艺的总体水平，是设计规则的主要部 分。
• 随着晶圆尺寸增大，周围环境会引起晶 圆片的膨胀和收缩。因此对周围环境的 温度控制要求十分严格，否则会影响光 刻质量。
• 5.低缺陷
• 缺陷会使电路失效，因此应该尽量减少 缺陷。
5.2 光刻胶的组成材料及感光原理
• 光刻胶是光刻工艺的核心，光刻过程中 的所有操作都会根据特定的光刻胶性质 和想达到的预期结果而进行微调。光刻 胶的选择和光刻工艺的研发是一个非常 漫长的过程。
正性光刻胶—Positive Optical Resist
正胶的光化学性质
是从抗溶解到可溶
性。
正胶曝光后显影时
感光的胶层溶解了。
现有VLSI工艺都采
P.R
用正胶
.
负性光刻胶
Negative Optical Resist
负胶的光化学性质 是从可溶性到不可 溶解。
负胶在曝光后发生 交链作用形成网络 结构，在显影液中 很少被溶解，而未 被曝光的部分充分 溶解。
曝光方法
• 由于曝光光源的不同，曝光分为光学曝光，X射 线曝光，电子束曝光和离子束曝光
• 在光学曝光中，由于掩膜版的位置不同，又分 为接触式曝光，接近式曝光和投影式曝光
• 曝光方式： • 一类是光源发出的光线通过掩膜版把图案转移
到光刻胶膜上，如投影式曝光 • 另一类是把光源聚集成很细的射束，直接在光
通常我们所说的0.13μm，0.09μm就是指的 光刻工艺所能达到最小线条的工艺。
光刻的定义：光刻是一种图形复印和化学腐 蚀相结合的精密表面加工技术。
光刻的目的：光刻的目的就是在二氧化硅或 金属薄膜上面刻蚀出与掩膜版完全对应的几 何图形，把掩膜版的图形转换成晶圆上的器 件结构，从而实现选择性扩散和金属薄膜布 线的目的。
小结：正性和负性光刻胶
正性光刻胶受光或紫外线照射后感光的 部分发生光分解反应，可溶于显影液，未感 光的部分显影后仍然留在晶圆的表面。
负性光刻胶的未感光部分溶于显影液中， 而感光部分显影后仍然留在基片表面。
• 正胶：曝光前不可溶，曝光后 可溶 • 负胶：曝光前 可溶，曝光后不可溶 光刻胶对大部分可见光敏感，对黄光不敏感。 因此光刻通常在黄光室（Yellow Room）内 进行。
光刻胶种类
光刻胶又称光致抗蚀剂（Photo-Resist）,根据光 刻胶在曝光前后溶解特性的变化，有
• 正光刻胶（Positive optical resist） • 负光刻胶（Negative optical resist）
Resists are organic polymers that are spun onto wafers and prebaked to produce a film ≈ 0.5-1 μm thick.
• h为比例常数；I为照射光强度，t为曝光时间 • 灵敏度反应了需要多少光来使光刻胶曝光，
即光刻胶感光所必须的照射量。 • 曝光时间越短，S越高。 • 波长越短的光源（射线）能量越高。在短波
长光曝光，光刻胶有较高的灵敏度。
3.对比度（Contrast）
• 衡量光刻胶辨别亮（light）/暗(dark)区域的能力 • 测量的方法：对一定厚度的光刻胶，改变曝光剂量，
• 由于掩膜版与硅片相接触磨损，使得掩膜版的寿命降低-Fresnel diffraction 菲涅尔衍射
• Mask Image:Resist Image=1:1，设备简单，分辨率高，可达到 0.5μm。主要用于SSI和MSI电路中
• 必须加压力，会使胶膜剥离；易玷污，掩膜版易损坏，成品率下降。 目前在生产中很少使用
4.对准和曝光（Alignment And Exposure）
• 对准是将掩膜版与涂了胶的硅片上的正确位 置对准。
• 曝光是对准以后，将掩膜版和硅片曝光，把 掩膜版图形转移到涂胶的硅片上。
• 对准和曝光包括两个系统：
• 一个是要把图形在晶圆表面上准确定位的对准系统 （不同的对准机类型的对准系统各不相同）；
刻胶上扫描出图案（可以不用掩膜版），如电 子束曝光
光学曝光方式: • 接触式曝光 Contact printing • 光学接近式曝光 Optical proximity printing • 扫描投影曝光 Scanning projection printing
接触式曝光 Contact printing
膜版的寿命，掩膜寿命长（刻提高10倍以上）， 图形缺陷少。 • 缺点：分辨率低，图形模糊，操作比较复杂
投影式曝光—projection printing
现在的工艺普遍采用投影式光刻机，投影式光刻 具有下列特点
08光刻与刻蚀-01
热板
26
27
曝光（ 曝光（ Expose ）
对准： 对准： 将具有图形的掩模 板放在光刻胶表面 并将图形对准。 并将图形对准。 与前面工艺形成的 图形进行套准。 图形进行套准。
28
曝光： 曝光： 用尽可能短的时间使光刻胶 充分感光， 充分感光，在显影后获得近 似垂直的光刻胶侧壁和可控 的线宽。 的线宽。 曝光前：正光刻胶的感光剂 曝光前： 不溶于水； 不溶于水； 曝光后， 曝光后，感光剂发生光化学 反应， 反应，在碱性中的溶解度增 加100倍，从而实现图形转 倍 移。
developer dispenser
vacuum chuck spindle
影响显影速率的因素： 影响显影速率的因素：
显影液的溶液、温度， 显影液的溶液、温度，光刻胶 的前烘条件和曝光量
31
32
33
坚膜：后烘（ 坚膜：后烘（ Post-bake） ）
去除显影后胶层内残留的溶 使胶膜坚固， 剂，使胶膜坚固，同时提高粘 附力和抗蚀性。 附力和抗蚀性。 烘烤条件 10～30min@100～140℃ ～ ～ ℃
18
• 如果在光刻胶上面放置具有一定图形的掩模 板，曝光后由于图形选择性感光，显影后在 曝光后由于图形选择性感光， 光刻胶上留下掩模板的图形。 光刻胶上留下掩模板的图形。
• 利用留下的光刻胶作为保护，再进一步对没 利用留下的光刻胶作为保护， 有光刻胶保护的区域进行刻蚀或离子注入。 有光刻胶保护的区域进行刻蚀或离子注入。 刻蚀或离子注入 • 实现了光刻胶上的图形转移到硅表面的过程。 实现了光刻胶上的图形转移到硅表面的过程。
13
• 光刻是集成电路工艺中的关键性技术，有力推 光刻是集成电路工艺中的关键性技术， 动了ULSI工艺的高速发展。 动了ULSI工艺的高速发展。 ULSI工艺的高速发展 • 光刻成本大约占整个工艺成本的1/3，光刻的分 光刻成本大约占整个工艺成本的1/3， 1/3 辨率（线宽） IC工艺水平的标志。 辨率（线宽）是IC工艺水平的标志。 工艺水平的标志 • 光刻技术涉及到光学、物理学、精密机械、自 光刻技术涉及到光学、物理学、精密机械、 动化控制以及电子技术， 动化控制以及电子技术，是要求极高的系统化 工业技术。 工业技术。 • 目前世界上的曝光机主要由日本及瑞士的三家 目前世界上的曝光机主要由日本及瑞士的三家 公司制造。 公司制造。 制造
光刻与刻蚀工艺
涂胶/显影技术
01
02
03
涂胶
在晶圆表面涂上一层光敏 胶，以保护非曝光区域并 提高图像对比度。
显影
用适当的溶剂去除曝光区 域的光敏胶，以形成所需 的图案。
控制胶厚
保持胶厚均匀，以避免图 像的扭曲和失真。
烘烤与曝光技术
烘烤
通过加热去除晶圆表面的湿气，以提高光敏胶的灵敏度和图像质 量。
曝光
将掩模图像投影到光敏胶上，通过光化学反应将图像转移到晶圆 上。
非接触式光刻
投影式非接触
利用光学系统将掩膜板上的图像投影到光刻胶涂层上，优点是无需直接接触，缺点是难度较高，需要精确的控 制系统。
电子束光刻
利用电子束在光刻胶上直接曝光，优点是分辨率高、无需掩膜板，缺点是生产效率低。
投影式光刻
接触式投影
掩膜板与光刻胶涂层之间保持接触，通过投影系统将图像投影到光刻胶上，优点是操作简单、高效， 缺点是图像质量可能受到掩膜板损伤和光刻胶污染的影响。
要点二
损伤控制
是指在刻蚀过程中避免对材料产生损伤。对于某些特殊 材料，如脆性材料，损伤控制尤为重要。如果刻蚀过程 中产生过多损伤，可能会导致材料性能下降甚至破裂。
感谢您的观看
THANKS
光刻工艺的基本步骤
涂胶
将光刻胶涂敷在硅片表面，以形成 光刻胶层。
烘烤
通过烘烤使光刻胶层干燥并固化。
曝光
将掩膜版上的图形对准硅片上的光 刻胶层，并使用曝光设备将图形转 移到光刻胶上。
显影
使用显影液将曝光后的光刻胶进行 化学处理，使图形更加清晰地展现 出来。
光刻工艺的重要性
光刻工艺是半导体制造中的关键环节，直接影响芯片的制造 质量和性能。
集成电路制造工艺之光刻与刻蚀工艺
任意粒子曝光的最高的分辨率
关于光束的线宽限制，对其他的粒子束同样适用。任何粒子束都具有波动性，即 德布罗意物质波，其波长λ与质量m、动能E的关系描述如下。粒子束的动能E为
其动量p 粒子束的波长
E 1 mV 2 2
phmV 2mE
由此，用粒子束可得到的 最 细线h 条为
、对比度
为了测量光刻胶的对比度，将一定厚度的光刻胶膜在不同的辐照剂量下曝光，然 后测量显影之后剩余光刻胶的膜厚，利用得到的光刻胶膜厚-曝光剂量响应曲线进行 计算就可以得到对比度。
光刻胶的对比度：不同的光刻胶膜厚-曝光剂量响应曲线的外推斜率。
Y2 Y1
X2 X1 光刻胶的对比度会直接影响到曝光后光刻胶膜的倾角和线宽。
根据对比度定义， Y2＝0，Y1=1.0，X2＝log10Dc，X1＝ log10Do。
正胶的对比度
p
1 log10 (Dc
Do )
Dc为完全除去正胶膜所需要的最小曝光剂量， Do为对正胶不产生曝光效果所允许的最大曝光剂量。
光刻胶的侧墙倾斜
在理想的曝光过程中，投到光刻胶上的辐照区域应该 等于掩模版上的透光区域，在其他区域应该没有辐照能 量。
显影方式与检测
目前广泛使用的显影的方式是喷洒方法。 可分为三个阶段： ①硅片被置于旋转台上，并且在硅片表面上喷洒显影液； ②然后硅片将在静止的状态下进行显影； ③显影完成之后，需要经过漂洗，之后再旋干。
喷洒方法的优点在于它可以满足工艺流水线的要求。
显影之后，一般要通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)或者激光系统来检查图形的 尺寸是否满足要求。
8.3、光刻胶的基本属性
光学光刻胶通常包含有三种成份： ①聚合物材料(树脂)：附着性和抗腐蚀性 ②感光材料：感光剂 ③溶剂：使光刻胶保持为液态
光刻与刻蚀工艺流程ppt
硅片准备
涂胶种类
根据光刻掩膜版的要求，选择合适的涂胶材料。
涂胶厚度
控制涂胶的厚度，一般要求均匀、无气泡、无杂质。
涂胶
曝光方式
根据光刻掩膜版图形设计要求，选择合适的曝光方式。
曝光时间
控制曝光时间，保证光刻胶充分反应且不过度曝光。
曝光
显影液选择
根据光刻胶的性质，选择合适的显影液。
控制显影时间
显影时间要适当，以充分溶解光刻胶，同时避免损伤硅片表面。
纳米科技领域需要借助光刻和刻蚀技术来制造纳米级结构，从而进一步探索纳米世界的奥秘。
在生物医学工程领域，光刻和刻蚀技术可以制造出复杂的微纳结构，用于药物输送、组织工程等应用。
纳米科技
生物医学工程
建议与展望
06
优化工艺参数
通过严格控制实验参数，如波长、功率、曝光时间等，以提高工艺稳定性和效率。
引入先进设备
xx年xx月xx日
光刻与刻蚀工艺流程ppt
CATALOGUE
目录
光刻和刻蚀工艺简介光刻工艺详细流程刻蚀工艺详细流程光刻和刻蚀工艺的控制因素光刻和刻蚀工艺的未来发展建议与展望
光刻和刻蚀工艺简介
01
1
光刻工艺发展历程
2
3
最早的光刻工艺，分辨率较低，制程技术限制较大。
接触式光刻工艺
改善了分辨率和制程技术限制的问题，但仍然存在接触式光刻工艺的一些缺点。
采用先进的自动控制系统和智能化设备，实现工艺过程的实时监控和精准调控。
改进工艺流程
简化工艺流程，减少重复步骤，降低工艺时间和成本。
提高工艺稳定性与效率的措施
技术交叉融合
加强光刻和刻蚀工艺与材料科学、物理学、化学等学科的交叉融合，引入新技术，如纳米压印、离子束刻蚀等，提高工艺水平和效率。
第八章光刻与刻蚀工艺模板
第八章光刻与刻蚀工艺模板光刻与刻蚀工艺是现代集成电路制造中的重要工艺环节之一、光刻技术用于在硅片上制作电路图形，而刻蚀技术则用于去除不需要的材料，以形成所需的电路结构。
本章将介绍光刻与刻蚀工艺的基本原理及常见的工艺模板。
一、光刻工艺模板在光刻工艺中，需要使用光刻胶作为图形保护层，以及光罩作为图形的模板。
光刻模板通常由硅片或光刻胶制成，可以通过不同的工艺步骤来实现具体的图形需求。
1.硅片模板硅片模板是一种常见的光刻工艺模板，它的制作过程相对简单。
首先，将一块纯净的硅片进行氧化处理，形成硅的氧化层。
然后，在氧化层上通过光刻技术制作所需的图形。
最后，使用化学刻蚀方法去除不需要的硅的氧化层，就可以得到所需的硅片模板。
硅片模板具有较好的精度和可靠性，能够满足微纳加工的要求。
然而，硅片模板制作过程复杂，成本较高。
2.光刻胶模板光刻胶模板是利用光刻胶作为模板材料的一种工艺模板。
光刻胶是一种感光性的聚合物材料，可以在光照的作用下发生化学反应。
在光刻工艺中，首先将光刻胶涂覆在硅片上，然后通过光刻曝光将所需的图形转移到光刻胶上。
接下来，使用化学方法或溶剂去除不需要的光刻胶，就可以得到所需的光刻胶模板。
光刻胶模板制作过程简单，成本较低。
同时，光刻胶模板的精度较高，可以满足微纳加工的要求。
然而，光刻胶模板的使用寿命较短，通常只能使用几次。
在刻蚀工艺中，需要使用刻蚀胶作为图形保护层，以及刻蚀模板作为图形的模板。
刻蚀模板通常由硅片或光刻胶制成，可以通过不同的工艺步骤来实现具体的图形需求。
1.硅片模板硅片模板在刻蚀工艺中的制作方法与光刻工艺类似。
首先，在硅片上通过光刻技术制作所需的图形，然后使用化学刻蚀方法去除不需要的硅材料，就可以得到所需的刻蚀模板。
硅片模板具有较高的精度和可靠性，可以满足微纳加工的要求。
然而，硅片模板制作过程复杂，成本较高。
2.光刻胶模板光刻胶模板在刻蚀工艺中的制作方法与光刻工艺类似。
首先，将光刻胶涂覆在硅片上，然后通过光刻曝光将所需的图形转移到光刻胶上。
光刻及刻蚀方法
光刻及刻蚀方法
光刻及刻蚀方法如下：
１．光刻：光刻的主要环节包括涂胶、曝光与显影。
涂胶是指通过旋转晶圆的方式在晶圆上形成一层光刻胶；曝光是指先将光掩模上的图形与晶圆上的图形对准，然后用特定的光照射，光能激活光刻胶中的光敏成分，从而将光掩模上的电路图形转移到光刻胶上；显影是用显影液溶解曝光后光刻胶中的可溶解部分，将光掩模上的图形准确地用晶圆上的光刻胶图形显现出来。
２．刻蚀：刻蚀主要分为干法刻蚀和湿法刻蚀，指未被光刻胶覆盖的材料被选择性去除的过程。
干法刻蚀主要利用等离子体对特定物质进行刻蚀；湿法刻蚀主要通过液态化学品对特定物质进行刻蚀。
刻蚀 沉积 光刻
刻蚀沉积光刻
刻蚀、沉积和光刻是半导体制造中非常重要的工艺步骤。
刻蚀是指在制造过程中去除材料的一种方式，通过化学或物理手段将不需要的材料削减。
沉积则是指在半导体表面上沉积一层薄膜，以改变半导体的性质或用于制造器件。
而光刻则是制造电路元件的关键工艺，它利用光学照射和化学反应来定义微细结构。
在刻蚀过程中，常用的技术包括干法刻蚀和湿法刻蚀。
干法刻蚀通常使用化学气相沉积的气体，如氟化物、氯化物等，通过离子轰击将这些气体转化成等离子体，再将其注入刻蚀室中与半导体表面反应。
而湿法刻蚀则是通过在溶液中浸泡半导体，利用化学反应将所需的材料去除。
沉积过程中，常用的技术包括物理蒸镀、化学气相沉积和原子层沉积等。
物理蒸镀是利用蒸发的金属或化合物形成薄膜，这种方法可以制造出非常均匀的膜。
化学气相沉积是将气体注入反应室中，通过化学反应在半导体表面上形成薄膜。
原子层沉积则是将气体分子一个个地注入反应室中，以形成非常薄且均匀的膜。
光刻技术是制造电路元件中最为关键的步骤之一。
该技术利用掩膜板在半导体表面上形成微细结构。
掩膜板通常包括金属或玻璃等材料，通过控制光的反射和透射来定义微细结构。
在制造过程中，先将掩膜板放置在半导体表面上，再使用紫外线和化学反应将掩膜板上不需要的区域去除，留下所需的结构。
光刻技术的精度非常高，可以制造出微米级甚至纳米级的电路元件。
综上所述，刻蚀、沉积和光刻技术是半导体制造中非常重要的工艺步骤。
这些技术的不断发展和改进，使得半导体制造变得更加精确和高效。
光刻与刻蚀工艺流程
Mask制作
！！！ 留意：正图 / 反图 ！！！
曝光剂量
曝光剂量是指光刻胶所吸取紫外光的总和，曝光剂量可用下 式来表示：
E(x)I(x)t
式中Ex为光刻胶的曝光剂量〔mJ/cm2〕，Ix为曝光灯发出的 光强〔mW/cm2〕，t为曝光时间(s)。
在光刻工艺中， 当曝光剂量Ex >E0时：光刻胶显影后能完全去除； 当曝光剂量Ex <E0时: 光刻胶显影时会残留余胶；
❖ 高区分率 High Resolution； ❖ 高光敏性 High PR Sensitivity ❖ 准确对准 Precision Alignment
+PR & -PR
Negative Photo-resist 负性光刻胶－负胶
Positive Photo-resist 正性光刻胶－正胶
曝光后不可溶解 显影时未曝光的被溶解 便宜
曝光后可溶解 显影时曝光的被溶解 高分辨率
+PR & -PR根本原理
正胶工艺
基板处理
负胶工艺
涂胶 + 烘烤 曝光
显影、光刻
+PR & -PR 树脂分子构造
正胶：曝光时切断树脂聚合体主链和从链之 间的联系，到达减弱聚合体的目的，所以曝光 后光刻胶在随后的显影处理中溶解度上升，曝 光后溶解度几乎是未曝光时的10倍；更高区分 率〔无膨胀现象〕在IC制造应用更为普遍；
光刻胶涂布-旋转涂布法
滴胶 基片
旋转
旋涂结果
旋转涂布也称为甩胶，用转速和旋转时间可自由设定的甩胶机来进展，是利用高 速旋转的离心力作用，将光刻胶在基片外表均匀地开放，多余的光刻胶被甩掉， 最终获得肯定厚度的光刻胶膜，光刻胶的膜厚是由光刻胶的粘度和甩胶的转速来 掌握，通常这种方法可以获得优于±2%的涂布均匀性〔边缘除外〕。光刻胶涂 布的厚度与转速、时间、胶的特性有关系，此外旋转时产生的气流也会有肯定的 影响。同时也存在肯定的缺陷：气泡、彗星(胶层上存在的一些颗粒)、条纹、边 缘效应等，其中边缘效应对于小片和不规章片尤为明显。
刻蚀 沉积 光刻
刻蚀沉积光刻在微电子工艺中，“刻蚀、沉积、光刻”是不可或缺的三个步骤，它们被广泛地应用于半导体制造、器件制造以及集成电路的研究和生产中。
下面，我们将一步步地介绍这三个步骤的详细过程。
一、刻蚀刻蚀是通过物理、化学或混合物理化学的方式，将薄膜材料从基板表面去除的过程。
刻蚀技术可以分成干式刻蚀和湿式刻蚀两种方式，其中干式刻蚀技术是将气体离子注入到材料表面，对其进行氧化、还原、硝化和氟化等反应，从而使表面材料物理和化学上发生变化，进而被刻蚀去除。
湿式刻蚀技术则是在溶液中将基板浸泡，并通过化学反应使其表面材料被腐蚀或溶解。
二、沉积沉积是在基板表面上形成薄膜材料的过程。
与刻蚀不同，沉积主要是通过化学或物理反应使工艺材料被沉积在基板上。
其主要作用是增加基板的功能层或表面涂层，从而控制电学、光学、磁学等特性。
在沉积过程中，通常使用物理气相淀积(PVD)或化学气相淀积(CVD)技术。
PVD使用物理手段将材料蒸发或喷涂到基板上，而CVD则是通过化学反应，在基板上形成大气气相、低压气相和等离子体气相等不同的形式，当然这就需要了解具体的条件和反应过程。
三、光刻光刻是将图形模式转移到光刻胶表面的过程。
光刻技术采用光刻胶的感光性质，在光的作用下，胶层中的光引发剂会释放出运移子，导致光刻胶的物化性质发生变化。
在漏光区域，光印刷的剂量不够，物化性质变化不够充分，光刻胶不容易被溶解，黑色模式被保留下来；在透光区域，光印刷的剂量足够，物化性质充分变化，光刻胶容易被溶解，白色模式被去除，基板的材料裸露出来。
总之，“刻蚀、沉积、光刻”这三个步骤是微电子领域中最为重要的工艺技术之一。
了解这三个步骤的原理和应用，对于掌握并运用现代电子技术，实现更加精密的微型电路和芯片等制造都至关重要。
第八章光刻与刻蚀工艺
双叠氮交联剂的感光波长范围为260~460nm，已适用于高 压汞灯等光源。但添加适宜的增感剂，感光度也有所提高。
若曝光气氛中存在氧，将导致灵敏度下降，因此，必须在 氮气或真空条件下曝光操作。
原始光刻胶膜可被某些溶剂溶解；受适当波长的光照射后 发生聚合或交联反应，聚合为不可溶物质；显影后，硅片表面 的光刻胶图形与掩模版相反。其成分主要为感光性树脂，其次 包括溶剂和增感剂。以感光性树脂的种类来分类：
（1）聚乙烯醇肉桂酸脂类
产品有北京化工厂的北化103胶、上海化学试剂厂的上试 1 号胶、美国的柯达光致抗蚀剂（KPR）以及日本东京应化光致 抗蚀剂（TPR）。
2、正性光刻胶（正胶）
原始光刻胶膜不能被某些溶剂溶解；受适当波长的光照射 后，发生光分解反应，分解为可溶性物质；显影后，硅片表面 的光刻胶图形与掩模版相同；未经感光的光刻胶仍然保持它在 紫外光照射下发生光分解反应的活性，因此此类光刻胶在光刻 工艺中能够多次曝光。
主要成分为邻叠氮醌类化合物。产品有：北京化工厂的205、 206、212正性胶，上海试剂一厂的702、703胶等，美国Shipley 公司生产的AZ-1350系列等。
第八章 光刻与刻蚀工艺
1
§8.1 概述
一、光刻技术的特点
1、光刻是一种表面加工技术； 2、光刻是复印图像和化学腐蚀相结合的综合性技术； 3、器件的尺寸越小，集成电路的集成度越高，对光刻精 度的要求就越高，难度就越大。
二、光刻的目的
在二氧化硅或金属薄膜上面刻蚀出与掩模版完全对应的几 何图形，从而达到选择性扩散和金属薄膜布线的目的。