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微细和纳米加工技术：第2章光学曝光技术（2-4 光刻胶的特性).ppt

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微细和纳米加工技术：第2章光学曝光技术（2-4 光刻胶的特性).ppt

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★光刻胶是指一大类具有光敏化学作用的高分子聚合物材料。

★光刻胶又称为“抗蚀剂”，因为它的作用就是作为抗刻蚀层保

护晶圆表面。

★光刻胶只是一种形象的说法，因为这类聚合物从外观上呈现

为胶状液体。

2.4光刻胶的特性

★光刻胶可以分为两类：正型胶与负型胶。

★就光敏化学反应而言，聚合物的长链分子因光照而截断成短

链分子的为正型胶；聚合物的短链分子因光照而交连成长链

分子的为负型胶。短链分子聚合物可以被显影液溶解掉，因

此正型胶的曝光部分被去除，而负型胶的曝光部分被保留。

正型光刻胶和负型光刻胶

图2.10

正型光

刻胶与

负型光

刻胶的

区别

★光刻胶一般由4个基本成分组成，即树脂型聚合物、溶剂、

光活性物质、添加剂。

光刻胶的基本成分

★值得提出的是，光刻胶并不意味着仅对光辐射敏感，有些

光刻胶对电子束、离子束或X射线也敏感，因此这些胶可

同时用来做其他加工工艺中的抗蚀剂。

★不管是光致抗蚀剂还是电子抗蚀剂，人们总希望在曝光前

，抗蚀剂完全不起化学变化，而在曝光后，则应迅速起化

学变化。这是对抗蚀剂的基本要求。

★树脂型聚合物是光刻胶的主体，它使胶具有抗刻蚀性能。

★溶剂使树脂型聚合物保持液体状态以利于涂覆。

★光活性物质控制树脂型聚合物对某一特定光波长的感光度。

★添加剂用于控制胶的光吸收率或溶解度。

★灵敏度是衡量曝光速度的指标。

★光刻胶的灵敏度越高，所需要的曝光剂量越小。

★曝光剂量以毫焦耳每平方厘米(mJ／cm

)为单位。

曝光剂量=光强（mW/cm

）×时间

★光刻胶聚合物分子的断链或交链是通过吸收特定波长光辐射

能量完成的。

★一种光刻胶通常只在某一特定波长范围内使用，因此G 线与I

线胶一般不能通用。且G 线或I线胶完全不能用于深紫外曝光

。

2．4．1光刻胶的一般特性

一、灵敏度

★对比度与灵敏度的定义如图中的显影曲线所示。该曲线也称做对比度函数

。显影曲线上的横坐标表示曝光剂量，纵坐标代表显影后胶膜留下的厚度

（归一化值）。显影曲线的斜率越大，光刻胶的对比度越高。

(a)正型胶显影曲线 (b)负型胶显影曲线

二、光刻胶的对比度

图2.11 正型胶与负型胶的灵敏度与对比度的定义

★对比度高的光刻胶所得到的曝光图形具有

陡直的边壁和较高的图形高宽比。

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