dnq光刻胶资料

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。

光刻胶成分：树脂（resin）、感光剂（photo active compound）和溶剂（solvent）。

树脂是一种有机聚合物，他的分子链长度决定了光刻胶的许多性质。

长链能增加热稳定性，增加抗腐蚀能力，降低曝光部分的显影速度，而短链能增加光刻胶和基底间的吸附，因此一般光刻胶树脂的长度为8-20个单体。

对于正性（positive tone）光刻胶，感光剂在曝光后发生化学反应，增加了树脂在显影液中的溶解度，从而使得曝光部分在显影过程中被冲洗掉；对于负性（negative tone）光刻胶，感光剂在曝光后诱导树脂分子发生交联（cross linking），使得曝光部分不被显影液溶解。

溶剂保持光刻胶的流动性，因此通过甩胶能够形成非常薄的光刻胶。

光刻胶的主要技术参数：1.分辨率（resolution）。

通常用关键尺寸（Critical Dimension）来衡量，CD越小，光刻胶的分辨率越高。

光刻胶的厚度会影响分辨率，当关键尺寸比光刻胶的厚度小很多时，光刻胶高台会塌陷，产生光刻图形的变形。

光刻胶中树脂的分子量会影响刻线的平整度，用小分子代替聚合物会得到更高的极限分辨率1。

另外，在化学放大光刻胶（CAR）中，光致产酸剂的扩散会导致图形的模糊，降低分辨率2。

2.对比度（contrast）。

指光刻胶曝光区到非曝光区侧壁的陡峭程度。

对比度越大，图形分辨率越高。

3.敏感度（sensitivity）。

对于某一波长的光，要在光刻胶上形成1/news177697613.html2G.M. Wallraff, D.R. Medeiros, Proc. SPIE 5753 (2005) 309.图像需要的最小能量密度值称为曝光的最小剂量，单位mJ/cm，通常用最小剂量的倒数也就是灵敏度来衡量光刻胶对光照的灵敏程度和曝光的速度。

灵敏度越高，曝光完成需要的时间越小。

通过曝光曲线，我们可以直观地看到对比度、分辨率和敏感度。

上图为ABC三种光刻胶的曝光曲线。

第8章光刻胶光刻胶也称为光致抗蚀剂（Photoresist，P. R.）。

8.1 光刻胶的类型一、光刻胶的类型凡是在能量束（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，以降解反应为主的光刻胶称为正性光刻胶，简称正胶。

1、灵敏度灵敏度的定义单位面积上入射的使光刻胶全部发生反应的最小光能量或最小电荷量（对电子束胶），称为光刻胶的灵敏度，记为S ，也就是前面提到过的D 100 。

S 越小，则灵敏度越高。

通常负胶的灵敏度高于正胶。

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。

8.2 光刻胶的特性2、分辨率下面讨论分辨率与灵敏度的关系。

当入射电子数为N 时，由于随机涨落，实际入射的电子数在范围内。

为保证出现最低剂量时不少于规定剂量的90%，也即。

由此可得。

因此对于小尺寸曝光区，必须满足N N ±%10≤N N 100min =N min min min min ()S L N qN q q L S S===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、颗粒的大小、显影时的溶胀、电子散射等）。

通常正胶的分辨率要高于负胶。

式中，Lmin为最小尺寸，即分辨率。

可见，若灵敏度越高（即S越小），则L min就越大，分辨率就越差。

例如，负性电子束光刻胶COP 的S= 0.3×10 -6C/cm2，则其Lmin= 0.073μm。

若其灵敏度提高到S = 0.03×10 -6C/cm2 ，则其Lmin 将增大到0.23μm。

minminN q qLS S==3、对比度对比度是图中对数坐标下对比度曲线的斜率，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。

灵敏度曲线越陡，D 0 与D 100 的间距就越小，则就越大，这样有助于得到清晰的图形轮廓和高的分辨率。

光刻胶产品前途无量（半导体技巧天地）之五兆芳芳创作1 前言光刻胶(又名光致抗蚀剂)是指通过紫外光、电子束、准份子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射，使溶解度产生变更的耐蚀刻薄膜资料，主要用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工，近年来也逐步应用于光电子领域平板显示器（FPD）的制作.由于光刻胶具有光化学敏理性，可利用其进行光化学反响，经曝光、显影等进程，将所需要的微细图形从掩模版转移至待加工的衬底上，然落后行刻蚀、扩散、离子注入等工艺加工，因此是电子信息财产中微电子行业和光电子行业微细加工技巧的关头性根本加工资料.作为经曝光和显影而使溶解度增加的正型光刻胶多用于制作IC，经曝光或显影使溶解度减小的负型光刻胶多用于制作分立器件.2 国外情况随着电子器件不竭向高集成化和高速化标的目的成长，对微细图形加工技巧的要求越来越高，为了适应亚微米微细图形加工的要求，国外先后开发了g线（436nm）、i线（365nm）、深紫外、准份子激光、化学增幅、电子束、X射线、离子束抗蚀剂等一系列新型光刻胶.这些品种较有代表性的负性胶如美国柯达（Kodak）公司的KPR、KMER、KLER、KMR、KMPR等；联合碳化学（UCC）公司的KTI系列；日本东京应化（Tok）公司的TPR、SVR、OSR、OMR；分解橡胶（JSR）公司的CIR、CBR系列；瑞翁（Zeon）公司的ZPN系列；德国依默克（E.Merk）公司的Solect等.正性胶如：美国西帕来（Shipely）公司的AZ系列、DuPont公司的Waycot系列、日本分解橡胶公司的PFR等等.2000~2001年世界市场光刻胶生产商的收益及市场份额公司2001年收益2001年市场份额（%）2000年收益2000年市场份额（%）Tokyo Ohka Kogyo 150.1 22.6 216.5 25.2 Shipley 139.2 21.0 174.6 20.3JSR 117.6 17.7 138.4 16.1Shin-Etsu Chemical 70.1 10.6 74.2 8.6 Arch Chemicals 63.7 9.6 84.1 9.8其他122.2 18.5 171.6 20.0总计662.9 100.0 859.4 100.0 Source: Gartner Dataquest目前，国际上主流的光刻胶产品是分辩率在0.25µm～0.18µm 的深紫外正型光刻胶，主要的厂商包含美国Shipley、日本东京应化和瑞士的克莱恩等公司.中国专利CN1272637A2000年地下了国际商业机械公司创造的193nm光刻胶组合物，在无需相传递掩膜的情况下能够分辩尺寸小于150nm，更优选尺寸小于约115nm.2003年美国专利US2003/0082480又地下了Christian Eschbaumer等创造的157nm光刻胶.预计2004年全球光刻胶和助剂的市场范围约37亿美元.3 国际现状国际主要产品有聚乙烯醇肉桂酸酯（相当于美KPR胶）、聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯聚酯胶、环化橡胶型购胶（相当于OMR－83胶）和重氮萘醌磺酰氯为感光剂主体的紫外正型光刻胶（相当于AZ－1350）.其中紫外线负胶已国产化，紫外线正胶可满足2µm工艺要求，深紫外正负胶（聚甲基异丙烯基酮、氯甲基聚苯乙烯，分辩率0.5～0.3µm）、电子束正负胶（聚甲基丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸缩水甘油酯一丙烯酸乙酯共聚）（分辩率0.25～0.1µm）、X射线正胶（聚丁烯砜聚1，2一二氯丙烯酸，分辩率0.2µm），可提供少量产品，用于IC制造的初级次正型胶仍全部依赖进口.光刻胶目前国产能力约为100多吨.据国度有关部分预测，到2005年微电子用光刻胶将超出200吨.国际光刻胶主要研制生产单位有北京化学试剂所、北京化工场、上海试剂一厂、苏州瑞红电子化学品公司、黄岩有机化工场、无锡化工研究设计院、北师大、上海交大等.近年来，北京化学试剂所和苏州瑞红电子化学品公司等单位在平板显示器（FPD）用光刻胶方面进行了大量任务，已研制成功并范围生产出液晶显示器（LCD）专用正型光刻胶，如北京化学试剂所的BP218系列正型光刻胶适用于TN／STNLCD的光刻制作.北京化学试剂研究所一直是国度重点科技攻关课题——光刻胶研究的组长单位.“十五”期间，科技部为了尽快缩小光刻技巧配套用资料与国际先进水平的差距，将新型高性能光刻胶列入了“863”重大专项筹划之中，并且跨过0.35µm和0.25µm工艺用i线正型光刻胶和248nm深紫外光刻胶两个台阶，直接开展0.1µm～0.13µm工艺用193nm光刻胶的研究.苏州瑞红则是微电子化学品行业中惟一一家中外合伙生产企业，曾作为国度“八五”科研攻关“南方基地”的组长单位，其光刻胶产品以用于LCD的正胶为主，负胶为辅.为放慢成长光刻胶财产的程序，北京化学试剂研究所的上级单位——北京化工团体有限责任公司正在做相关筹划，争取在“十五”期间，在大兴区兴建的化工基地实现年产光刻胶80吨至100吨的范围.在此筹划中，化工基地前期以生产紫外负型光刻胶及0.8µm～1.2µm技巧用紫外正胶为主，之后还要相继生产i线正胶、248nm深紫外光刻胶及0.1µm～0.13µm技巧用的193nm高性能光刻胶.而苏州瑞红也正积极地与国外著名的光刻胶厂商协作，进行248nm深紫外光刻胶的财产化任务，争取使其产品打入国际合伙或独资的集成电路生产企业.4 前途无量近年来，光刻胶在微电子行业中不竭开收回新的用途，如采取光敏性介质资料制作多芯片组件(MCM).MCM技巧可大幅度缩小电子系统体积，加重其质量，并提高其可靠性.近年来国外在初级军事电子和宇航电子装备中，已普遍地应用MCM技巧. 可以预见，成长微电子信息财产及光电财产中不成缺少的根本工艺资料——光刻胶产品在21世纪的应用将更普遍、更深入.光刻胶的定义及主要作用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产生变更.一般光刻胶以液态涂覆在硅片概略上，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概略的氧化层中；b、在后续工序中，庇护下面的资料（刻蚀或离子注入）.光刻胶起源光刻开始于一种称作光刻胶的感光性液体的应用.图形能被映射到光刻胶上，然后用一个developer就能做出需要的模板图案.光刻胶溶液通常被旋转式滴入wafer.如图wafer被装到一个每分钟能转几千转的转盘上.几滴光刻胶溶液就被滴到旋转中的wafer的中心，离心力把溶液甩到概略的所有地方.光刻胶溶液黏着在wafer上形成一层均匀的薄膜.多余的溶液从旋转中的wafer上被甩掉.薄膜在几秒钟之内就缩到它最终的厚度，溶剂很快就蒸发掉了，wafer上就留下了一薄层光刻胶.最后通过烘焙去掉最后剩下的溶剂并使光刻胶变硬以便后续处理.镀过膜的wafer对特定波成的光线很敏感，特别是紫外（UV）线.相对来说他们仍旧对其他波长的，包含红，橙和黄光不太敏感.所以大多数光刻车间有特殊的黄光系统.光刻胶的主要技巧参数a、分辩率（resolution）.区别硅片概略相邻图形特征的能力.一般用关头尺寸（CD，Critical Dimension）来权衡分辩率.形成的关头尺寸越小，光刻胶的分辩率越好.b、对比度（Contrast）.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，分辩率越好.c、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最小能量值（或最小曝光量）.单位：毫焦/平方厘米或mJ/cm2.光刻胶的敏理性对于波长更短的深紫外光（DUV）、极深紫外光（EUV）等尤为重要.d、粘滞性/黏度（Viscosity）.权衡光刻胶流动特性的参数.粘滞性随着光刻胶中的溶剂的削减而增加；高的粘滞性会产生厚的光刻胶；越小的粘滞性，就有越均匀的光刻胶厚度.光刻胶的比重（SG，Specific Gravity）是权衡光刻胶的密度的指标.它与光刻胶中的固体含量有关.较大的比重意味着光刻胶中含有更多的固体，粘滞性更高、流动性更差.粘度的单位：泊（poise），光刻胶一般用厘泊（cps，厘泊为1%泊）来度量.百分泊即厘泊为绝对粘滞率；运动粘滞率定义为：运动粘滞率=绝对粘滞率/比重. 单位：百分斯托克斯（cs）＝cps/SG.e、粘附性（Adherence）.表征光刻胶粘着于衬底的强度.光刻胶的粘附性缺乏会导致硅片概略的图形变形.光刻胶的粘附性必须经受住后续工艺（刻蚀、离子注入等）.f、抗蚀性（Anti-etching）.光刻胶必须保持它的粘附性，在后续的刻蚀工序中庇护衬底概略.耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力.g、概略张力（Surface Tension）.液体中将概略份子拉向液体主体内的份子间吸引力.光刻胶应该具有比较小的概略张力，使光刻胶具有良好的流动性和笼盖.h、存储和传送（Storage and Transmission）.能量（光和热）可以激活光刻胶.应该存储在密闭、低温、不透光的盒中.同时必须规则光刻胶的闲置期限和存贮温度情况.一旦超出存储时间或较高的温度范围，负胶会产生交联，正胶会产生感光延迟.光刻胶的分类a、按照光刻胶依照如何响应紫外光的特性可以分为两类：负性光刻胶和正性光刻胶.负性光刻胶（Negative Photo Resist）.最早使用，一直到20世纪70年代.曝光区域产生交联，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；显影时产生变形和膨胀.所以只能用于2μm 的分辩率.正性光刻胶（Positive Photo Resist）.20世纪70年代，有负性转用正性.正性光刻胶的曝光区域加倍容易溶解于显影液.特性：分辩率高、台阶笼盖好、对比度好；粘附性差、抗刻蚀能力差、高成本.b、按照光刻胶能形成图形的最小光刻尺寸来分：传统光刻胶和化学缩小光刻胶.传统光刻胶.适用于I线（365nm）、H线（405nm）和G线（436nm），关头尺寸在0.35μm及其以上.化学缩小光刻胶（CAR，Chemical Amplified Resist）.适用于深紫外线（DUV）波长的光刻胶.KrF（248nm）和ArF（193nm）. 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），光刻胶中不合伙料的粘合剂，授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，感光剂对光能产生光化学反响；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），用以改动光刻胶的某些特性，如改良光刻胶产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份子间形成交联.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响而抑制交联.正性光刻胶.树脂是一种叫做线性酚醛树脂的酚醛甲醛，提供光刻胶的粘附性、化学抗蚀性，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在显影液中；感光剂是光敏化合物（PAC，Photo Active Compound），最罕有的是重氮萘醌（DNQ），在曝光前，DNQ是一种强烈的溶解抑制剂，下降树脂的溶解速度.在紫外曝光后，DNQ在光刻胶中化学分化，成为溶解度增强剂，大幅提高显影液中的溶解度因子至100或更高.这种曝光反响会在DNQ中产生羧酸，它在显影液中溶解度很高.正性光刻胶具有很好的对比度，所以生成的图形具有良好的分辩率.b、化学缩小光刻胶（CAR，Chemical Amplified Resist）.树脂是具有化学基团庇护（t-BOC）的聚乙烯（PHS）.有庇护团的树脂不溶于水；感光剂是光酸产生剂（PAG，Photo Acid Generator），光刻胶曝光后，在曝光区的PAG产生光化学反响会产生一种酸.该酸在曝光后热烘（PEB，Post Exposure Baking）时，作为化学催化剂将树脂上的庇护基团移走，从而使曝光区域的光刻胶由原来不溶于水转变成高度溶于以水为主要成分的显影液.化学缩小光刻胶曝光速度很是快，大约是DNQ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理性；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辩率.光刻胶的主要应用领域模拟半导体（Analog Semiconductors）发光二极管（Light-Emitting Diodes LEDs）微电机系统（MEMS）太阳能光伏（Solar PV）微流道和生物芯片（Microfluidics & Biochips）光电子器件/光子器件（Optoelectronics/Photonics）封装（Packaging）光刻胶的成长趋势中国的微电子战争板显示财产成长迅速，带动了光刻胶资料与高纯试剂供给商等财产链中的相关配套企业的成立和成长.特别是2009年LED（发光二极管）的迅猛成长，加倍有力地推动了光刻胶财产的成长.中国的光刻胶财产市场在原有分立器件、IC、LCD（液晶显示器）的根本上，又参加了LED,再加上光伏的潜在市场，到2010年中国的光刻胶市场将超出20亿元，将占国际光刻胶市场比例的10%以上.从国际相关财产对光刻胶的需求量来看，目前主要仍是以紫外光刻胶的用量为主，其中的中小范围（5μm以上技巧）及大范围集成电路（5μm、2~3μm、0.8~1.2μm技巧）企业、分立器件生产企业对于紫外负型光刻胶的需求总量将辨别达到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的紫外正负性光刻胶的需求总量在700吨/年~800吨/年之间.但是超大范围集成电路深紫外248nm（0.18-0.13um技巧）与193nm（90nm、65nm及45nm的技巧）光刻胶随着Intel大连等数条大尺寸线的成立，需求量也与日俱增.。

光刻胶主要技术参数的重新说明光刻胶（Photoresist）是半导体制造中不可或缺的材料，它在光刻过程中起到了至关重要的作用。

光刻胶的主要技术参数在半导体工业中被广泛使用，以确保制造过程的准确性和可靠性。

在本文中，我们将重新说明光刻胶主要技术参数的相关内容。

1. 曝光感度（Exposure Sensitivity）曝光感度是指光刻胶对特定波长的光照强度的响应能力。

曝光感度通常以mJ/cm²或μC/cm²为单位进行测量，其数值越小，表示对光的敏感程度越高。

光刻胶的曝光感度参数应根据具体的制程要求进行选择，以确保在光刻过程中能够获得所需的细节和分辨率。

2. 对比度（Contrast）对比度是指在曝光过程中所使用的光刻胶影像的清晰度和辨识度。

对比度值越高，表示胶膜上的图像与掩膜图案之间的差异越明显。

光刻胶的对比度参数对于细微图案的准确性和成像质量至关重要。

3. 显影速度（Developer Speed）显影速度是指光刻胶在显影液中被处理所需的时间。

显影速度的选择应考虑到制程的要求以及对制程的影响。

较快的显影速度可提高生产效率，但可能会牺牲一定的分辨率。

相反，较慢的显影速度可以提供更高的分辨率，但会增加制程的时间和成本。

4. 最小可分辨尺寸（Minimum Resolvable Feature Size）最小可分辨尺寸是指在光刻胶上能够清晰成像的最小尺寸。

这个参数受制于光刻机的分辨能力和光刻胶的特性。

最小可分辨尺寸的选择是根据制程要求和制程能力进行的，以确保所需的器件结构可以被精确地制造。

5. 附着力（Adhesion）附着力是指光刻胶与底层衬底材料之间的结合力。

优良的附着力可以确保光刻胶在制程过程中不会出现剥离或破裂的情况。

光刻胶的附着力参数需要与底层材料的特性相匹配，以确保制程的可靠性和稳定性。

6. 化学耐性（Chemical Resistance）化学耐性是指光刻胶在制程过程中所能够耐受的化学物质的腐蚀和影响程度。

光刻胶各成分
一、光刻胶的组成成分有哪些
光刻胶主要由感光剂（光引发剂）、聚合剂（感光树脂）、溶剂与助剂构成。

1、光引发剂是光刻胶的最关键成分，对光刻胶的感光度、分辨率起着决定性作用。

2、感光树脂用于将光刻胶中不同材料聚合在一起，是构成光刻胶的骨架，决定光刻胶包括硬度、柔韧性、附着力等基本属性。

3、溶剂是光刻胶中最大成分，目的是使光刻胶处于液态，但溶剂本身对光刻胶的化学性质几乎没影响。

4、助剂通常是专有化合物，由各家厂商独自研发，主要用来改变光刻胶特定化学性质。

二、光刻胶的原理
1、光敏性原理
光刻胶的基本原理是光敏材料暴露在紫外线下，光线将光敏材料中的分子激活，使其发生化学反应，使光敏胶发生预设的变化。

根据光线能量的不同，光刻胶可分为UV光刻胶和深紫外光刻胶。

UV光刻胶用于制造精度要求低的电子元件，而深紫外光刻胶则用于制造更微小的元器件。

2、光学成像原理
光刻胶是通过光学成像原理来实现预期的纹理结构。

当光照射在光刻
胶表面时，会通过掩膜上的白色区域透过黑色区域，达到将图案映射到光刻胶上的目的。

通过开发过程，只剩下光刻胶上所需的微型器件的部分区域，即可形成要制造的微型器件。

3、选择适合的溶剂
光刻胶的成分包括光敏材料、单体、溶剂和剂量。

反应关键因素之一是选择适合系统的溶剂，溶剂是优化反应速率和接触角的关键因素。

正确的溶剂选择可确保强大的粘附力和最小的溶液浸透时间。

光刻胶产品前途无量（半导体技术天地）1前言光刻胶(又名光致抗蚀剂)是指通过紫外光、电子束、准分子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射，使溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，主要用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工，近年来也逐步应用于光电子领域平板显示器（FPD）的制作。

由于光刻胶具有光化学敏感性，可利用其进行光化学反应，经曝光、显影等过程，将所需要的微细图形从掩模版转移至待加工的衬底上，然后进行刻蚀、扩散、离子注入等工艺加工，因此是电子信息产业中微电子行业和光电子行业微细加工技术的关键性基础加工材料。

作为经曝光和显影而使溶解度增加的正型光刻胶多用于制作IC，经曝光或显影使溶解度减小的负型光刻胶多用于制作分立器件。

2国外情况随着电子器件不断向高集成化和高速化方向发展，对微细图形加工技术的要求越来越高，为了适应亚微米微细图形加工的要求，国外先后开发了g线（436nm）、i线（365nm）、深紫外、准分子激光、化学增幅、电子束、X射线、离子束抗蚀剂等一系列新型光刻胶。

这些品种较有代表性的负性胶如美国柯达（Kodak）公司的KPR、KMER、KLER、KMR、KMPR等；联合碳化学（UCC）公司的KTI系列；日本东京应化（Tok）公司的TPR、SVR、OSR、OMR；合成橡胶（JSR）公司的CIR、CBR系列；瑞翁（Zeon）公司的ZPN系列；德国依默克（E.Merk）公司的Solect等。

正性胶如：美国西帕来（Shipely）公司的AZ系列、DuPont公司的Waycot系列、日本合成橡胶公司的PFR等等。

2000~2001年世界市场光刻胶生产商的收益及市场份额公司2001年收益2001年市场份额（%）2000年收益2000年市场份额（%）Tokyo Ohka Kogyo 150.122.6216.525.2Shipley 139.221.0174.620.3JSR117.617.7138.416.1Shin-Etsu Chemical 70.110.674.28.6Arch Chemicals 63.79.684.19.8其他122.218.5171.620.0总计662.9100.0859.4100.0Source:Gartner Dataquest目前，国际上主流的光刻胶产品是分辨率在0.25µm～0.18µm的深紫外正型光刻胶，主要的厂商包括美国Shipley、日本东京应化和瑞士的克莱恩等公司。

Lift off负胶反应原理及底膜机理一、光刻胶分类☐正胶：曝光显影后可溶与显影液☐负胶：曝光显影后不溶与显影液负胶：•环化橡胶体系负胶•化学放大型负胶（主体树脂不同、作用原理不同）正胶：•传统正胶（DNQ-Novolac体系）•化学放大光刻胶（Chemicalamplified resist, CAR）成份普通正胶 lift off负胶区别树脂酚醛树脂酚醛树脂lift off负胶酚醛树脂分子量小、溶解速率快PAC DNQ 产酸剂DNQ能在显影液中生成偶合物，抑制溶解。

所以正胶如果不曝光，光刻胶就很难溶解于显影液中。

Lift off负胶没有DNQ，酚醛树脂能快速溶解于显影液中。

交联剂交联剂交联剂为含多官能团的小分子化合物溶剂PGMEA PGMEA添加剂dye Dye起到调节undercut角度的功能正胶和lift off负胶成分差别酚醛树脂合成示意图第一步：加成反应（苯酚和醛发生加成反应。

）在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进行加成反应，就可生成二元及多元羟甲基苯酚：第二步：缩合及缩聚反应酚醛树脂的分子量正态分布图特高相对分子量的树脂，在显影液中的溶解速率慢因为酚醛树脂是苯酚和醛加成和缩聚反应生成，如前面介绍，是混合物，不是纯净物。

如上图所示，酚醛树脂是由不同分子量的树脂混合而成的。

二、光刻胶作用原理☐光刻胶的特点：在光的照射下溶解速率发生变化，利用曝光区与非曝光区的溶解速率差来实现图形的转移。

☐溶解抑制(Dissolution Inhibition)/溶解促进(Dissolution Promotion)共同作用。

☐作用的机理因光刻胶胶类型不同而不同DNQ-Novolac体系作用示意图Lift off负胶的酚醛树脂在显影液中的显影液速率。

靠的是物理溶解，存在形成底膜的可能性。

正胶曝光区域产生羧酸，羧酸和显影液反应，生成易溶于水的物质。

所以曝光区域的显影速率很快。

由于是化学反应，不会形成底膜正胶的DNQ-Novolac体系作用机理溶解抑制：DNQ上的偶氮基与树脂形成氢键，引起溶解速率的下降溶解促进：DNQ在光照下发生重排反应，脱去偶氮键形成羧基，易溶于碱液Lift off 工艺用光刻胶组分☐树脂：酚醛树脂⏹分子量小、溶解速率快☐感光组分：光致产酸剂、DNQ⏹在宽谱、G/I 线曝光产生酸☐交联剂：含多官能团的小分子化合物☐溶剂：PGMEA、ELLift Off 工艺用光刻胶作用机理☐溶解促进：树脂本身的溶解速率较快，加入交联剂有助于提高光刻胶未曝光区的溶解速率。