贵州光刻实验室

光刻胶是光刻工艺中较关键材料，国产替代需求紧迫。光刻工艺是指在光照作用下，借助光刻胶将掩膜版上的图形转移到基片上的技术，在半导体制造领域，随着集成电路线宽缩小、集成度大为提升，光刻工艺技术难度大幅提升，成为延续摩尔定律的关键技术之一。同时，器件和走线的复杂度和密集度大幅度提升，较好制程关键层次需要两次甚至多次曝光来实现。其中，光刻胶的质量和性能是影响集成电路性能、成品率及可靠性的关键因素。光刻胶经过几十年不断的发展和进步，应用领域不断扩大，衍生出非常多的种类。不同用途的光刻胶曝光光源、反应机理、制造工艺、成膜特性、加工图形线路的精度等性能要求不同，导致对于材料的溶解性、耐蚀刻性、感光性能、耐热性等要求不同。因此每一类光刻胶使用的原料在化学结构、性能上都比较特殊，要求使用不同品质等级的光刻胶**化学品。接触式曝光只适于分立元件和中、小规模集成电路的生产。贵州光刻实验室

通常来说，在使用工艺方法一致的情况下，波长越短，加工分辨率越佳。静态旋转法：首先把光刻胶通过滴胶头堆积在衬底的中心，然后低速旋转使得光刻胶铺开，再以高速旋转甩掉多余的光刻胶。在高速旋转的过程中，光刻胶中的溶剂会挥发一部分。静态涂胶法中的光刻胶堆积量非常关键，量少了会导致光刻胶不能充分覆盖硅片，量大了会导致光刻胶在硅片边缘堆积甚至流到硅片的背面，影响工艺质量。动态喷洒法：随着硅片尺寸越来越大，静态涂胶已经不能满足较新的硅片加工需求。广东省科学院半导体研究所。贵州光刻实验室深紫外线坚膜使正性光刻胶树脂发生交联形成一层薄的表面硬壳，增加光刻胶的热稳定性。

光刻层间对准，即套刻精度（Overlay），保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准。曝光中较重要的两个参数是：曝光能量（Energy）和焦距（Focus）。如果能量和焦距调整不好，就不能得到要求的分辨率和大小的图形。表现为图形的关键尺寸超出要求的范围。曝光方法：a、接触式曝光（ContactPrinting）。掩膜板直接与光刻胶层接触。曝光出来的图形与掩膜板上的图形分辨率相当，设备简单。缺点：光刻胶污染掩膜板；掩膜板的磨损，寿命很低（只能使用5～25次）；1970前使用，分辨率〉0.5μm。b、接近式曝光（ProximityPrinting）。

常用的光刻胶主要是两种，正性光刻胶（positive photoresist）被曝光的部分会被显影剂去除，负性光刻胶(negative photoresist)未被曝光的部分会被显影剂去除。正性光刻胶主要应用于腐蚀和刻蚀工艺，而负胶工艺主要应用于剥离工艺（lift-off）。光刻是微纳加工当中不可或缺的工艺，主要是起到图形化转移的作用。常规的光刻分为有掩膜光刻和无掩膜光刻。无掩膜光刻主要是电子束曝光和激光直写光，有掩膜光刻主要是接触式曝光、非接触式曝光和stepper光刻。对于有掩膜光刻，首先需要设计光刻版，常用的设计软件有CAD、L-edit等软件。接触式曝光和非接触式曝光的区别，在于曝光时掩模与晶片间相对关系是贴紧还是分开。

光聚合型，可形成正性光刻胶，是通过采用了烯类单体，在光作用下生成自由基从而进一步引发单体聚合，较后生成聚合物的过程；光分解型光刻胶可以制成正性胶，通过采用含有叠氮醌类化合物的材料在经过光照后,发生光分解反应的过程。光交联型，即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，从而起到抗蚀作用，是一种典型的负性光刻胶。按照应用领域的不同，光刻胶又可以分为印刷电路板（PCB）用光刻胶、液晶显示(LCD）用光刻胶、半导体用光刻胶和其他用途光刻胶。PCB 光刻胶技术壁垒相对其他两类较低，而半导体光刻胶表示着光刻胶技术较先进水平。接触式光刻曝光主要优点是可以使用价格较低的设备制造出较小的特征尺寸。贵州光刻实验室

非接触式曝光，掩膜板与光刻胶层的略微分开，可以避免与光刻胶直接接触而引起的掩膜板损伤。贵州光刻实验室

光刻胶若性能不达标会对芯片成品率造成重大影响。目前中国光刻胶国产化水平严重不足，重点技术差距在半导体光刻胶领域，有2-3代差距，随着下游半导体行业、LED及平板显示行业的快速发展，未来国内光刻胶产品国产化替代空间巨大。同时，国内光刻胶企业积极抓住中国晶圆制造扩产的百年机遇，发展光刻胶业务，力争早日追上国际先进水平，打进国内新建晶圆厂的供应链。光刻胶的国产化公关正在各方面展开，在面板屏显光刻胶领域，中国已经出现了一批有竞争力的本土企业。在半导体和面板光刻胶领域，尽管国产光刻胶距离国际先进水平仍然有差距，但是在政策的支持和自身的不懈努力之下，中国已经有一批光刻胶企业陆续实现了技术突破。贵州光刻实验室