光刻胶的质量一定程度上决定了晶圆图形加工的精度、效率和稳定性。光刻胶质量指标包括痕量杂质离子含量、颗粒数、含水量、粘度等材料的理化性能。

1、痕量杂质离子含量

集成电路工艺对光刻胶的纯度要求是非常严格的，尤其是金属离子的含量。

通常光刻胶、显影液和溶剂中无机非金属离子和金属杂质的量控制在ppb级别，控制和监测光刻工艺中无机非金属离子和金属离子的含量，是集成电路产业链中非常重要的环节。由g线光刻胶发展到i线光刻胶材料时，金属杂质Na⁺、Fe²⁺和K⁺的含量由10⁻⁷降低到了10⁻⁸。

随着技术节点的发展，光刻曝光源已经从g线（436nm）演变为当前的极紫外（EUV，13.5nm），关键尺寸也达到了10nm以下。痕量级别的金属含量过量都可能会对半导体元件造成不良影响。碱金属元素与碱土金属元素如Li、Na、K、Ca等可造成对元器件漏电或击穿，过渡金属与重金属Fe、Cr、Ni、Cu、Mn、Pb、Au可造成元器件的寿命缩短。光刻胶中除了需要关注金属杂质离子外，还需要关注F⁻、Cl⁻、Br⁻、I⁻、NO₃⁻、SO₄²⁻、PO₄³⁻、NH₄⁺等非金属离子杂质的含量，通常使用离子色谱仪进行测定。

2、颗粒数

半导体对光刻胶中颗粒数有着严格要求，可利用液体颗粒度仪测试光刻胶中各尺寸颗粒数量。

光散射发生时，通过进口喷嘴引入的样品与光照射，然后粒子通过光。当粒子通过光时，光探测器探测的光变小，光电探测器探测散射光并转换成电信号。电信号的大小代表颗粒大小，散射光的频率代表颗粒计数，如果样品是液体，则使用由熔融石英或蓝宝石制成的颗粒检测池。

3、含水量

光刻胶的含水量一般要求小于0.05%，在分析检测中通常使用国际上公认准确度很高的卡尔-费休法测定光刻胶的含水量。

卡尔-费休法测定含水量包括容量法与电量法（库仑法）。容量法通常用于常规含量含水量的测定，当含水量低于0.1%时误差很大；而电量法可用于0.01%以下含水量的测定，所以对于光刻胶中微量水分的检测应该用电量法。当光刻胶含有能够和卡尔-费休试液发生反应而产生水或能够还原碘和氧化碘的组分时，就有可能和一般卡尔-费休试液发生反应而使结果重现性变差，所以在测定光刻胶的微量水分时应使用专用试剂。

4、粘度

粘度是衡量光刻胶流动特性的参数。粘度随着光刻胶中的溶剂的减少而增加，高粘度会产生厚的光刻胶，随着粘度减少，光刻胶厚度将变得均匀。

大多数的光刻胶生产商用旋转式粘度计在光刻胶中转动风向标的方法测量黏度。转动风向标法是一种相对简单的测量方法，其基本原理是利用旋转器件（通常是一个旋转的圆柱体）在流体中产生阻力，根据阻力的大小来推测流体的黏度。

5、成膜性能

光刻胶的成膜性能是评价光刻胶优劣的重要性能。光刻前，需要确保光刻胶薄膜表面质量均匀平整，表观上无气孔、气泡等涂布不良情况，这有利于提高光刻图形分辨率，降低图形边缘粗糙度。

在制备了具有一定膜厚的光刻胶薄膜之后，再利用原子力显微镜（AFM）观察和检测薄膜表面。利用AFM软件对得到的图像进行处理和分析，可以计算得到表面的粗糙度、颗粒尺寸分布、薄膜厚度等参数。

6、溶解性

光刻胶主要材料的溶解性是光刻胶配方中的关键物理参数，它对于光刻胶配方中的溶剂选择、涂层的条件以及涂层的厚度起到了决定性的影响。

光刻胶在丙二醇甲醚（PGME）/丙二醇甲醚醋酸酯（PGMEA）、异丙醇（IPA）、甲醇、丙酮和N-甲基吡咯烷酮（NMP）等溶剂中溶解度不同，在实际应用中可根据需要选用或混合溶剂使用。

在光刻工艺中溶解性涉及光刻胶的显影等工艺过程。正性光刻胶在显影工序中，显影液喷淋到光刻胶表面上，与光刻胶发生反应生成的产物溶解于溶液中流走。经过曝光辐射的区域被显影液溶解，同时掩模版覆盖部分会被保留下来。在这个过程中，显影剂对光刻胶的溶解速率与曝光量之间存在一定的关系。在实际应用中，需要综合考虑各种因素，选择适当的曝光量和显影条件，以获得所需的图形形态和质量。

7、固含量

固含量是指经过光刻胶烘干处理后的样品质量与烘干前样品质量之间的比值，一般随着光刻胶固含量的增加，其粘度也会增加，流动性变差。通常光刻胶的固含量是通过加热称重测试的，将一定质量的试样在一定温度下常压干燥一定时间至恒重。