动力黏度测量


液体流动时内磨擦力的量度叫粘度，粘度值随温 度的升高而降低。 动力粘度：表示液体在一定剪切应力下流动时内 磨擦力的量度，其值为加于流动液体的剪切应力 和剪切速率之比在我国法定计量单位中以帕*秒 （Pa•s）为单位。习惯用厘泊（Cp）为单位， 1cp=0.001Pa•s。 测量方法：芬式粘度计
D0 1.0
典型的正性
光 刻 胶 残 0.5 膜 率
低 曝 光 区 过 渡 区
高曝光区
光刻胶对比度 为2-4左右。 光刻胶对比度 曲线不是固定 的，与实验条 件（显影、前 烘、曝光波长、 后烘）有关。
0.0
D100 10
曝光量
100 （mj/mm2）
正性光刻胶理想对比度曲线


光刻胶开始发生化学反应的最低能量，这个能量 密度以D0表示，去掉所有光刻胶所需的最低能量 剂量以D100表示，曝光量=光强（mw/cm2）*曝光 时间（S）。 对比度为：γ =1/log10(D100/D0) 相当于曝光 量对数曲线的斜率 光刻的一个任务，就是调节光刻胶工艺过程，使 其对比度最大而光刻速度维持在一个可接受的水 平。
O N2 O
+hv
SO2 R 感光化合物
：
＋N2
感光剂感光过程
PAC中的氮分子化合键较 弱，UV光的加入使氮分 子脱离碳环，留下一个高 活性的碳位。一种使其结 构稳定的方法是将环中的 一个碳移到环外，那么氧 原子将与这个外部的碳原 子形成共价键，这个过程 被称作Wolff重组。
SO2 R Wolff 重组 O C OH ＋N2 +H2O O C ＋N2
SO2 R
溶解增强剂
SO2 R
乙烯酮
感光部分与显影液中和反应
O C OH O C O(CH3)4N
+
SO2 ｜ R SO2 ｜ R
+
H2O
未感光部分树脂与DNQ键桥反应
PAC作为抑制剂，以十倍或更大倍数降低光刻胶在显影液中 的溶解速率
溶解率的变化
快
樹脂＋羧酸类 感光部
显 影 速 度
樹脂
Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ
2.0S
3.0S
1,2,3秒曝光后的近似胶剖面
光刻胶组分检查方法

溶剂组成PGMEA ：气相色谱仪法 UV比227/349nm ：紫外分光光度计 水分含有率 ：卡尔· 费休法 动粘度25℃ ：芬斯克粘度剂 金属不纯物含有量:：原子吸收光度计
溶剂组分分析

气相色谱是对气体物质或可以在一定温度下转化 为气体的物质进行检测分析。 由于物质的物性不同，其试样中各组份在气相和 固定液液相间的分配系数不同，当汽化后的试样 被载气带入色谱柱中运行时，各组份在色谱柱中 的运行速度不同，经过一定时间的流动后，便彼 此分离，按顺序离开色谱柱进入检测器，产生的 讯号经放大后，在记录器上描绘出各组份的色谱 峰。 根据出峰位置，确定组分的名称，根据峰面 积确定浓度大小。
OH

对比度曲线

光刻胶的对比度曲线测量方法 首先在基板上涂一层光刻胶，测定胶的厚度， 然后给光刻胶一个短时间的均匀曝光，接着进行 一定条件的显影，测定显影后的膜厚。不断增曝 光剂量，测得显影后的残膜量，如果归一化所剩 的光刻胶厚度，画出残膜率随曝光量（或者对数） 的对比度曲线。
正性光刻胶理想对比度曲线
光刻胶与显影液相关介绍
陈建军 2004.9.18
光刻胶组成

S1采用光刻胶为Clariant日本有限公司生产的『AZ SFP-1400(10cp）』。
组成：novolak(酚醛树脂）树脂20％ 感光剂PAC(Photo Active Compound)5% 溶剂PGMEA(EL)75％ 添加剂 数ppm－数％
显 影 速 度 差
樹脂＋感光剤
慢
非感光部
溶剂与添加剂

溶剂： PGMEA:单甲基醚丙二醇乙酸酯 ：CH3OC3H6COOCH3 ( EL:乳酸乙酯) CH3CHCOOC2H5 添加剂： 界面活性剂(Surfactant)：Striation mura防止，提高涂覆特性 增感剂(Speed Enhancer) ：提高感度 密着性增强剂(Adhension Promoter) ：显影湿刻时密着性提高 染料(Dye) ：线宽均一性提高（降低光刻胶中的反射与干涉） 溶剂（Solvent）：涂覆性、线宽均一性提高
显影液


TMAH是一种很强的有机碱，无色、无臭，在135-140℃ 完全气化，高纯品在140℃低温气化处理无残渣存在。 TMAH水溶液无色透明有微氨臭，容易吸收空气中的CO2 生成碳酸盐。1wt%水溶液的PH值为12.9（相当于浓度 0.2%），浓度2.38%水溶液的比重与水相当约为1.0， 25℃下动力粘度约为1.35cp。2.38%TMAH水溶液，与皮 肤与眼睛接触会造成轻微的刺激感，对鱼类有毒性（注意 环保）。 TMAH显影液，引进较少的Na等迁移率高的金属离子， 同时当浓度为2.38%时，选择醛树脂是水溶性的，容易在水中溶解，其长链聚合物结构相 当的耐化学腐蚀，是一种很好的掩膜材料。
OH O M CH3 OH OH
+
H3C CH3
HCHO
重缩合
─CH2─
P 甲酚
CH3 酚醛树脂
n
二甲苯酚

重要因素：分子量、分布度、-OH的位置
感光化合物重氮醌(DQ:diazoquinone)
吸收率曲线
A
2.0
树脂相关 Abs
1.5
UV比=A/B
1.0
B
0.5
PAC相关
0.0 277 349
紫外吸收 光谱分析 主要用于 已知物质 的定量分 析和纯度 分析。
Wavelength(nm)
水分含有率测定
采用卡尔-费休(Karl Fischer)（电量）法测定大部分有 机和无机固、液体石油、化工产品中游离水或结晶水的 含量，是一种传统的经典方法其原理是基于有水时，碘 被二氧化硫还原,在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢 碘酸吡啶和甲基硫酸氢吡啶。反应式如下： H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3 C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3 在电解过程中,电极反应如下: 阳极:2I--2e→I2 阴极:I2+2e→2I2H++2e→H2↑ 根据电离所用电量，计算出所测物质的水分含有量。
UV比227/349nm


有色溶液对光线有选择性的吸收作用，紫外线吸收是由 不饱和的结构造成的，含有双键的化合物表现出吸收峰。 不同物质由于其分子结构不同，对不同波长线的吸收能 力也不同，每种物质都具有其特异的吸收光谱。 紫外分光光度法 测定溶液浓度：测定出未知液的吸光度，从标准曲线上 查到其相对应的浓度 测定溶液含量比：被测物质的最大吸收波长处的吸光度 的比值，代表着彼此含量的比例。用此方法来测量光刻 胶中树脂与感光剂的含量比。
光刻胶近似剖面
膜 厚
1.0S 对于常用的光刻胶， 低曝光量小于50mj/cm2 时，光刻胶剖面分布主 要取决于对比度曲线低 曝光区和过渡区，这类 曝光产生小角度的剖面， 剖面分布较少依赖于实 像质量。当曝光量大于 150mj/cm2时，曝光区 通常远大于D100，光刻 胶剖面主要取决于光学 图像及光在胶中的散射 和吸收，剖面分布十分 陡峭。
金属不纯物含有量

原子吸收光度计
原子吸收光谱法：将试样溶液中的待测元 素原子化，同时还要有一定光强稳定的光 源，并能给出同种原子特征的光辐射，使 之通过一定的待测之原子区域，从而测其 吸光度，然后根据吸光度对标准溶液浓度 的关系曲线：计算出试样中待测元素的含 量。
显影液

四甲基氢氧化铵(TMAH)