第二章-3(光刻胶)

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。

简述光刻胶光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一，它是是用于若干工艺的光敏材料，以在表面上形成图案化涂，这个过程在电子行业中至关重要。

1 简介及工作原理光刻胶(又称光致抗蚀剂)，是指通过紫外光、准分子激光、电子束、离子束、X射线等光源的照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻材料。

光刻胶具有光化学敏感性，其经过曝光、显影、刻蚀等工艺，可以将设计好的微细图形从掩膜版转移到待加工基片。

因此光刻胶微细加工技术中的关键性化工材料，被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作。

2 主要成分树脂：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wafer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3 主要技术参数分辨率（resolution）：是指光刻胶可再现图形的zui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光的zui小能量值（或zui小曝光量）。

单位：毫焦/平方厘米mJ/cm2。

粘滞性/黏度（Viscosity）：衡量光刻胶流动特性的参数。

光刻胶中的溶剂挥发会使粘滞性增加。

粘附性（Adherence）：是指光刻胶与晶圆之间的粘着强度。

抗蚀性（Anti-etching）：光刻胶黏膜必须保持它的粘附性，并在后续的湿刻和干刻中保护衬体表面，这种性质被称为抗蚀性。

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。

光刻胶的构成及其作用？光刻胶有哪些分类？半导体光刻工艺中不可缺少的光致抗蚀剂（光刻胶）光刻胶主要是由成膜树脂、光引发剂、溶剂为主要成分的。

还包含有抗氧化剂，均匀剂和增粘剂等辅助成分。

成膜树脂：以正胶为例，大部分正性光刻胶的树脂是酚醛树脂，一种苯酚和甲醛合成的树脂，其分子链的长度是光刻胶性能的关键调节因素;长的分子链可以提高热稳定性，减少残膜率和显影速率，短分子链能提高粘度，光刻胶则是这些混合的树脂依靠着物理和化学特性组合而成。

光引发剂：以i线正胶为例，光引发剂是一种带有重氮萘醌基团的化合物，在经过曝光后转化为一种羧酸，伴随氮气的释放和水分的吸收，加速在碱溶液中的溶解速率。

混合该化合物后的线性酚醛树脂，可通过曝光来改变其在弱碱性溶液中的溶解速率，以达到图形化的目的。

溶剂：几乎所有的正性光刻胶溶剂是PGMEA（丙二醇甲醚醋酸酯），光刻胶大约55-65%的原料是此溶液，有很好的溶解性，适合将成膜树脂和光引光剂液化以便于旋转涂敷。

其沸点高达145摄氏度，常温下挥发性低，是一种稳定的溶剂。

在烘烤过程中可以充分挥发，否则剩余的溶剂会影响光刻胶的性质。

光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶应用：模拟半导体（Analog Semiconductors）发光二极管（Light-Emitting Diodes LEDs）微机电系统（Microelectromechanical Systems MEMS）太阳能光伏（Solar Photovoltaics 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）。

光刻胶的研究与应用第一章：引言光刻是一种半导体制造过程中不可缺少的技术，而光刻胶则是在该技术中扮演重要角色的物质。

光刻胶被应用于电子芯片制造、LCD屏幕、光学元件制造等多个领域。

本文将探讨光刻胶的研究与应用。

第二章：光刻胶的性质光刻胶具有可调控的粘度、光感度和溶解度。

不同的光刻胶可以用于制作不同精度和深度的光刻芯片、LCD屏幕和光学元件。

在光刻过程中，光刻胶被涂布在硅片或玻璃基板上，然后用光掩模进行曝光。

光刻胶受到光照后，会发生化学反应，部分区域会产生不同程度的溶解，从而形成光掩模所需要的图案。

第三章：光刻胶的制备方法目前，光刻胶的制备方法主要有两种：单相光刻胶和双相光刻胶。

单相光刻胶是一种致密的聚合物网络，在光刻过程中被化学反应断裂，其分子链具有直线和枝形结构。

单相光刻胶主要采用丙烯酸盐类单体制备，在其中掺杂不同比例的光敏剂、溶剂和防腐剂。

但是，由于单相光刻胶不具备多孔材料的性质，因此无法满足制作微米级光刻芯片的需求。

为了解决这一问题，双相光刻胶应运而生。

双相光刻胶包含两种不同的相，即连续相和离散相。

其中，连续相是聚合物网络，具有高的强度和稳定性；离散相是孔隙结构，由粒径较小的颗粒组成。

离散相是孔壁材料，具有控制孔径等重要性质。

双相光刻胶在制作可调控孔径的微型结构时具有优势。

第四章：光刻胶的应用光刻胶广泛应用于电子芯片制造、LCD屏幕、光学元件制造等领域。

下面将介绍不同领域光刻胶的应用。

1.电子芯片制造在电子芯片制造中，光刻胶被用于制作光掩模。

光掩模是电子芯片制造过程中的关键步骤，用于实现电路的局部化。

光刻胶在该过程中担任着很重要的角色。

光刻胶的厚度、稠度和光敏性要求都很高。

除此之外，多层光刻胶的叠加也被广泛应用于微电子器件的制造。

2.LCD屏幕在制造LCD屏幕时，光刻胶被用于制作通道和基板之间的微米级间隙。

这些间隙在液晶器件中起到关键作用。

光刻胶还可以用于制作LCD屏幕中的颜色滤光器和极性透镜。

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。

光刻胶制备工艺技术手册摘要：光刻胶是一种重要的微电子工艺材料，用于半导体工艺中的光刻步骤。

本手册介绍了光刻胶制备的工艺技术，包括材料选择、溶解剂选择、配方设计、混合、搅拌、过滤和存储等。

在光刻胶制备过程中，操作人员需要严格遵循安全规定，并进行实验室操作训练。

第一章：引言1.1 背景介绍在微电子和半导体工业中，光刻胶在光刻步骤中起到了至关重要的作用。

它用于定义电路图案，并决定最终的器件形状和尺寸。

光刻胶的质量和制备工艺对于芯片的质量和性能具有重要影响。

1.2 目的本手册旨在提供光刻胶制备的工艺技术，帮助操作人员了解光刻胶制备的关键步骤和要点，确保光刻胶的质量和稳定性。

第二章：光刻胶的材料选择2.1 光刻胶概述光刻胶一般由三个主要成分组成：聚合物、光敏剂和溶剂。

材料的选择要充分考虑其溶解性、抗冲洗性和耐化学性等因素。

2.2 聚合物选择聚合物是光刻胶的基础材料，其中常用的聚合物有甲基丙烯酸甲酯(MMA)和环氧树脂等。

要根据实际应用需求选择合适的聚合物。

2.3 光敏剂选择光敏剂是光刻胶中起到显影作用的关键成分，它可以吸收特定波长的紫外光并产生化学反应。

常用的光敏剂有苯乙烯类、丁二烯类和腈类等。

根据需要选择合适的光敏剂。

2.4 溶剂选择溶剂用于将聚合物和光敏剂溶解在一起，并调整光刻胶的粘度和黏度。

要选择对聚合物和光敏剂具有良好溶解性的溶剂。

第三章：光刻胶的制备工艺3.1 配方设计根据所需的光刻胶性能和应用要求，设计合适的配方。

涉及到聚合物、光敏剂和溶剂的种类和比例等。

3.2 材料混合将聚合物、光敏剂和溶剂按照配方中的比例放入混合容器中，使用搅拌器将其充分混合均匀。

混合时间和速度要根据具体材料来确定。

3.3 过滤将混合好的光刻胶通过滤网进行过滤，除去其中的固体杂质和颗粒物。

过滤后的光刻胶应保持清澈透明。

3.4 存储将过滤后的光刻胶储存在干燥、阴凉和避光的地方。

注意光刻胶的有效期，过期的光刻胶可能无法正常使用。

感谢所有的原文作者，这里我只是略作整理，希望能对新手有所帮助。

光刻工艺光刻工艺是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一。

主要作用是将掩膜板上的图形复制到硅片上，为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。

光刻的成本约为整个硅片制造工艺的1/3，耗费时间约占整个硅片工艺的40～60%。

光刻机是生产线上最贵的机台，5～15百万美元/台。

主要是贵在成像系统（由15～20个直径为200～300mm的透镜组成）和定位系统（定位精度小于10nm）。

其折旧速度非常快，大约3～9万人民币/天，所以也称之为印钞机。

光刻部分的主要机台包括两部分：轨道机（Tracker），用于涂胶显影；扫描曝光机（Scanning)光刻工艺的要求：光刻工具具有高的分辨率；光刻胶具有高的光学敏感性；准确地对准；大尺寸硅片的制造；低的缺陷密度。

光刻工艺过程一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。

1、硅片清洗烘干（Cleaning and Pre-Baking）方法：湿法清洗＋去离子水冲洗＋脱水烘焙（热板150～2500C,1～2分钟，氮气保护）目的：a、除去表面的污染物（颗粒、有机物、工艺残余、可动离子）；b、除去水蒸气，是基底表面由亲水性变为憎水性，增强表面的黏附性（对光刻胶或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷）。

2、涂底（Priming)方法：a、气相成底膜的热板涂底。

HMDS蒸气淀积，200～2500C,30秒钟；优点：涂底均匀、避免颗粒污染；b、旋转涂底。

缺点：颗粒污染、涂底不均匀、HMDS 用量大。

目的：使表面具有疏水性，增强基底表面与光刻胶的黏附性。

3、旋转涂胶（Spin-on PR Coating）方法：a、静态涂胶（Static）。

硅片静止时，滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂（原光刻胶的溶剂约占65～85%,旋涂后约占10～20%）；b、动态（Dynamic）。

低速旋转（500rpm_rotation per minute）、滴胶、加速旋转（3000rpm）、甩胶、挥发溶剂。

光刻胶在光刻过程中的作用一、光刻胶是什么光刻胶就像是光刻过程中的魔法涂料呢。

它是一种对光敏感的材料，在光刻这个超级精细的工艺里，那可是有着超级重要的地位。

光刻胶可以被看作是一种能够记录图案的特殊材料，就像我们小时候用的印泥一样，不过它可是高科技版本的。

它可以把设计好的电路图案精确地“印”在硅片或者其他材料上。

二、光刻胶在光刻过程中的作用1. 图案转移光刻胶在光刻过程中首先承担的任务就是图案转移。

光刻的过程有点像在一个微观世界里进行画画。

我们先把想要的电路图案通过光照到光刻胶上，光刻胶在光照的部分和没光照的部分就会发生不同的化学变化。

就像是有些地方变得强壮（不容易被去除），有些地方变得脆弱（容易被去除）。

然后通过化学溶液的冲洗，就把这个图案从光刻掩膜版上转移到了光刻胶上，这就像是把一个模板上的图案复制到了胶水上。

2. 保护作用光刻胶还像一个小小的保护罩。

在后续的加工过程中，比如说刻蚀或者离子注入等工序，光刻胶覆盖的地方就会保护下面的材料不被这些加工过程影响。

比如说，当我们进行刻蚀的时候，如果没有光刻胶的保护，那些不该被刻蚀的地方也可能被刻蚀掉，那就乱套了。

光刻胶就像一个忠诚的卫士，坚守在那些需要保护的地方。

3. 精确性的保障光刻胶还能保障光刻过程的精确性。

因为光刻胶可以精确地按照光照的图案发生变化，这就使得我们最终得到的电路图案能够非常精确。

在如今芯片制造越来越精细的时代，光刻胶的这个作用尤为重要。

哪怕是一点点的偏差，在微观的芯片电路里可能就会导致整个芯片的功能出现问题。

就像我们搭积木，如果一块积木放错了位置，整个建筑可能就不稳了。

三、不同类型光刻胶的作用特点1. 正性光刻胶正性光刻胶在光照后，被光照的部分会变得容易溶解。

这就意味着它在图案转移的时候，最后留下来的是没被光照的部分。

这种光刻胶在一些需要制作凸起结构的光刻工艺中比较有用。

比如说，我们要制作一些微小的凸起电极之类的结构，正性光刻胶就可以很好地完成任务。