I-Line光刻胶材料的研究进展

光刻胶材料研发制造方案一、实施背景随着中国半导体产业的飞速发展，光刻胶材料作为核心的半导体制造材料，市场需求不断增长。

然而，国内光刻胶材料研发与制造能力相对落后，高度依赖进口，严重制约了我国半导体产业的发展。

在此背景下，开展光刻胶材料研发与制造方案的实施显得尤为重要。

二、工作原理光刻胶材料主要由树脂、感光剂、溶剂等组成，通过紫外光、电子束等照射，产生聚合反应，将芯片上的电路图案转移到硅片上。

其工作原理可归纳为曝光、显影和刻蚀三个步骤。

三、实施计划步骤1.研发阶段：成立专业研发团队，引进国外先进技术，进行光刻胶材料的配方设计和实验验证。

2.中试阶段：在实验室基础上，建立中试生产线，进行产品试制和性能检测。

3.产业化阶段：根据中试结果，放大生产规模，建设生产线，实现产业化。

4.市场推广阶段：与芯片制造企业合作，推广光刻胶材料产品，抢占市场。

四、适用范围本方案适用于芯片制造企业、半导体材料供应商等。

五、创新要点1.技术引进与创新：通过引进国外先进技术，进行消化吸收再创新，提高国产光刻胶材料的性能。

2.产学研合作：与高校、科研机构建立紧密合作关系，共同开展技术研发和人才培养。

3.全产业链布局：从原材料到成品，全面掌握光刻胶材料的研发、生产和销售环节，提高产业竞争力。

六、预期效果1.打破进口垄断：实现光刻胶材料的国产化，打破进口垄断，降低国内半导体产业成本。

2.提升产业水平：提高国产光刻胶材料的性能和品质，提升中国半导体产业的整体竞争力。

3.培养人才队伍：通过与高校、科研机构的合作，培养一支高素质的光刻胶材料研发和制造团队。

4.创造经济效益：实现光刻胶材料的国产化，可为企业带来可观的经济效益。

据预测，国产光刻胶材料的市场份额在未来五年内有望达到30%。

七、达到收益根据预期效果，该方案的收益主要体现在以下几个方面：1.经济效益：通过国产化替代进口，为企业节约成本，创造经济效益。

2.社会效益：提高中国半导体产业的自主创新能力，增强产业竞争力，为国家的科技发展做出贡献。

光刻胶成分：树脂（resin）、感光剂（photo active compound）和溶剂（solvent）。

树脂是一种有机聚合物，他的分子链长度决定了光刻胶的许多性质。

长链能增加热稳定性，增加抗腐蚀能力，降低曝光部分的显影速度，而短链能增加光刻胶和基底间的吸附，因此一般光刻胶树脂的长度为8-20个单体。

对于正性（positive tone）光刻胶，感光剂在曝光后发生化学反应，增加了树脂在显影液中的溶解度，从而使得曝光部分在显影过程中被冲洗掉；对于负性（negative tone）光刻胶，感光剂在曝光后诱导树脂分子发生交联（cross linking），使得曝光部分不被显影液溶解。

溶剂保持光刻胶的流动性，因此通过甩胶能够形成非常薄的光刻胶。

光刻胶的主要技术参数：1.分辨率（resolution）。

通常用关键尺寸（Critical Dimension）来衡量，CD越小，光刻胶的分辨率越高。

光刻胶的厚度会影响分辨率，当关键尺寸比光刻胶的厚度小很多时，光刻胶高台会塌陷，产生光刻图形的变形。

光刻胶中树脂的分子量会影响刻线的平整度，用小分子代替聚合物会得到更高的极限分辨率1。

另外，在化学放大光刻胶（CAR）中，光致产酸剂的扩散会导致图形的模糊，降低分辨率2。

2.对比度（contrast）。

指光刻胶曝光区到非曝光区侧壁的陡峭程度。

对比度越大，图形分辨率越高。

3.敏感度（sensitivity）。

对于某一波长的光，要在光刻胶上形成1/news177697613.html2G.M. Wallraff, D.R. Medeiros, Proc. SPIE 5753 (2005) 309.图像需要的最小能量密度值称为曝光的最小剂量，单位mJ/cm，通常用最小剂量的倒数也就是灵敏度来衡量光刻胶对光照的灵敏程度和曝光的速度。

灵敏度越高，曝光完成需要的时间越小。

通过曝光曲线，我们可以直观地看到对比度、分辨率和敏感度。

上图为ABC三种光刻胶的曝光曲线。

i-line 光刻机制程i-line光刻机制程引言：i-line光刻机是一种常用于半导体制造中的光刻设备。

光刻是半导体工艺中的一项关键步骤，用于将芯片上的电路图案转移到光刻胶上，以便后续步骤进行电路制造。

本文将介绍i-line光刻机的机制和制程。

一、i-line光刻机的机制i-line光刻机采用的是i线光源，波长为365纳米。

它通过以下几个步骤实现光刻的机制：1. 掩膜对准：首先，在光刻胶上覆盖一层掩膜，掩膜上有芯片的电路图案。

将掩膜放置在与光刻胶相接触的位置，并通过对准系统进行对准，确保掩膜上的图案与光刻胶的位置完全匹配。

2. 光刻胶涂覆：将光刻胶涂覆在硅片上，形成一层均匀的光刻胶薄膜。

光刻胶的主要成分是聚合物，可以通过旋涂的方式将其均匀涂覆在硅片表面。

3. 紫外曝光：将掩膜与光刻胶相对应的位置置于光刻机的曝光区域。

通过激活光源，发射i线波长的紫外光，光线穿过掩膜的透明部分，照射到光刻胶上。

光刻胶中的光敏剂会吸收光的能量，并引发化学反应，使光刻胶发生化学变化。

4. 显影：经过曝光的光刻胶会在显影液中发生化学反应，不同部分的光刻胶有不同的溶解性。

通过显影液的处理，将未曝光的部分去除，暴露出硅片表面。

5. 清洗：在显影之后，需要对光刻胶进行清洗，以去除残留的显影液和未固化的光刻胶。

二、i-line光刻机的制程i-line光刻机的制程主要包括以下几个步骤：1. 准备工作：包括准备硅片、掩膜和光刻胶等材料，并对设备进行检查和校准。

2. 掩膜对准：将掩膜放置在对准系统中，通过对准系统的调整，使掩膜上的图案与硅片的位置完全对准。

3. 光刻胶涂覆：将光刻胶倒在硅片上，通过旋涂的方式将光刻胶均匀涂覆在整个硅片表面。

4. 烘烤：将涂覆好的硅片放入烘烤炉中，将光刻胶烘烤，使其变得更加均匀和稳定。

5. 曝光：将掩膜与硅片对准，放入光刻机中进行曝光。

通过激活光源发射i线波长的紫外光，将图案转移到光刻胶上。

6. 显影：将曝光后的硅片放入显影液中，显影液会溶解掉未曝光的光刻胶，暴露出硅片表面的图案。

光刻胶研究报告
光刻胶是一种在微电子制造中广泛使用的材料，它可以通过光刻技术将图案转移到硅片上，从而制造出微小的电子元件。

在现代电子工业中，光刻胶已经成为了不可或缺的材料之一。

光刻胶的制备过程非常复杂，需要经过多个步骤才能得到高质量的光刻胶。

首先，需要选择合适的原材料，如聚合物、溶剂、光敏剂等。

然后，将这些原材料混合在一起，并进行搅拌、过滤等处理，最终得到光刻胶。

在使用光刻胶进行微电子制造时，需要将光刻胶涂覆在硅片表面，并通过光刻机将图案转移到光刻胶上。

这个过程需要非常精确的控制，以确保图案的精度和质量。

除了在微电子制造中的应用外，光刻胶还可以用于其他领域，如生物医学、光学等。

在生物医学中，光刻胶可以用于制造微流控芯片、生物芯片等；在光学中，光刻胶可以用于制造光学元件、光学波导等。

总的来说，光刻胶是一种非常重要的材料，它在微电子制造、生物医学、光学等领域都有广泛的应用。

随着科技的不断发展，光刻胶的制备和应用也将不断地得到改进和完善，为人类的生产和生活带来更多的便利和创新。

高分辨率Ⅰ-line正性光刻胶的制备及应用性能研究曹昕【摘要】利用两种不同重均分子量的改性酚醛树脂(PF)与一种三个酯化度的四羟基二苯甲酮-重氮萘醌磺酸酯光敏剂(PAC)按比例配制,加入适量助剂优化感光性能,制备出一种应用于电子触屏加工领域的Ⅰ-line正性光刻胶,其具有刻蚀精度高、工艺性能优良、单位成本较低等优势特点.【期刊名称】《广州化学》【年(卷),期】2015(040)002【总页数】6页(P1-6)【关键词】酚醛树脂;重氮萘醌磺酸酯;Ⅰ-line;光刻胶【作者】曹昕【作者单位】中科院广州化学有限公司,广东广州510650【正文语种】中文【中图分类】TQ577.7高分辨率I-line正性光刻胶的制备及应用性能研究曹昕（中科院广州化学有限公司，广东广州 510650）摘要：利用两种不同重均分子量的改性酚醛树脂（PF）与一种三个酯化度的四羟基二苯甲酮―重氮萘醌磺酸酯光敏剂（PAC）按比例配制，加入适量助剂优化感光性能，制备出一种应用于电子触屏加工领域的I-line正性光刻胶，其具有刻蚀精度高、工艺性能优良、单位成本较低等优势特点。

关键词：酚醛树脂；重氮萘醌磺酸酯；I-line；光刻胶中图分类号：TQ577.7 文献标识码：A文章编号：1009-220X(2015)02-0001-06收稿日期：作者简介：曹昕（1987~），男，硕士，工程师；主要从事电子化学品研究和产业化的研究。

*************.cn光刻工艺是电子加工制造业中最重要的工艺步骤，其中关键的材料——光刻胶（Photoresist）是通过紫外光等光照或辐射后，使其曝光（或非曝光）部分降解并溶解于特定显影液的耐蚀刻薄膜材料。

光刻胶主要用于触控屏、平板显示器、集成电路的微细加工，同时在LED、倒扣封装、磁头及精密传感器等制作过程中也有着广泛的应用。

光刻胶成品一般由成膜树脂、光敏剂、溶剂和助剂组成。

I-line正性光刻胶体系采用“酚醛树脂―重氮萘醌”（PF-DNQ）的光化学反应原理。

I-Line光刻胶材料的研究进展郑金红【摘要】酚醛树脂-重氮萘醌正型光刻胶由于其优异的光刻性能,在g-line(436nm)、i-line(365 nm)光刻中被广泛使用.g-line光刻胶胶、i-line光刻胶,两者虽然都是用线型酚醛树脂做成膜树脂,重氮萘醌型酯化物作感光剂,但当曝光波长从g-line发展到i-line时,为适应对应的曝光波长以及对高分辨率的追求,酚醛树脂及感光剂的微观结构均有变化.在i-line光刻胶中,酚醛树脂的邻-邻′相连程度高,感光剂酯化度高,重氮萘醌基团间的间距远.溶解促进剂是i-line光刻胶的一个重要组分,本文对其也进行了介绍.%Novolak-diazonaphthoquinone photoresists have been widely used in g-line,,I-line lithography for its high performance. Although g-line and I-line photoresists are both consisted of novolak resin and diazonaphthoquinone photoactive compounds,in order to fit I-line exposure wavelength and seeking for higher resolution,novolak resin and photoactive compounds(PAC) both have difference in structure from g-line to I-line. In I-line resist,the o-o'bonding content of resin is higher,the esterfication of PAC is higher,the proximity of DNQ groups is distant. Dissolution promoter is an important component of I-line resists,some phenolic additives were very useful to control the dissolution behavior.【期刊名称】《影像科学与光化学》【年(卷),期】2012(030)002【总页数】10页(P81-90)【关键词】i-line;光刻胶;酚醛树脂;感光剂;溶解促进剂【作者】郑金红【作者单位】北京科华微电子材料有限公司,北京101312【正文语种】中文【中图分类】O64酚醛树脂－重氮萘醌正型光刻胶是由线性酚醛树脂、重氮萘醌型感光剂、添加剂以及溶剂构成．曝光时，重氮萘醌基团转变成烯酮，与水接触时，进一步转变成茚羧酸，从而使曝光区在用稀碱水显影时被除去，显影后得到的图形与掩膜版一样，故酚醛树脂－重氮萘醌光刻胶属于正型光刻胶．此类正胶用稀碱水显影时不存在胶膜溶胀问题，因此分辨率较高，且抗干法蚀刻性较强，故能满足大规模集成电路及超大规模集成电路的制作．紫外正型光刻胶根据所用曝光波长的不同，又可分为g－line（436nm）正胶、i－line（365nm）正胶．两者虽然都是用线型酚醛树脂做成膜树脂，重氮萘醌型酯化物作感光剂，但在酚醛树脂及感光剂在微观结构上均有变化，因此两者性能，尤其是分辨率不一样，应用场合也不同．g－line正胶，适用0．5μm以上集成电路的制作，而i－line正胶，适用0．30—0．5μm集成电路的制作．紫外正胶还用于液晶平面显示器等较大面积的电子产品制作．i－line光刻技术80年代中期进入开发，90年代初进入成熟，90年代中期进入昌盛并取代了g－line光刻胶的统治地位．i－line光刻胶最初分辨率只能达到0．5μm，随着i－line光刻机的性能改进，i－line正胶亦能制作线宽为0．35μm的集成电路．i－line光刻技术目前仍是最广泛应用的光刻技术，i－line 光刻胶仍将在较长一段时间内持续占据相当数量的市场份额．我国光刻胶的研究始于上个世纪70年代，最初阶段与国际水平相差无几，几乎和日本同时起步，但由于种种原因，差距愈来愈大．国外用于193nm浸没式光刻的光刻胶早已产业化，EUV（极紫外）光刻胶也日渐成熟，而我国IC（集成电路）用i－line光刻胶全部需要进口．因此，在国内进行i－line光刻胶的研究，进而实现产业化生产是当务之急．与g－line光刻胶相比，i－line光刻胶仍然是由酚醛树脂、感光剂、添加剂和溶剂等组成，但酚醛树脂的微观结构、感光剂的载体化合物有些发展变化．从显影时溶解抑制机理来看，树脂结构和组成的不同造成了对光刻胶性能的影响，主要有两方面的因素：（1）甲酚异构体的结构及甲叉键的位置；（2）树脂的分子量及分子量分布．这些因素影响着显影过程的溶解促进和溶解抑制，从而影响分辨率．正型光刻胶中的成膜树脂一般为间甲酚、对甲酚与甲醛的缩合物．甲酚异构体具有不同的活性点，间甲酚具有3个活性点（图1），当间甲酚与其他酚反应时，甲叉键的位置有3种：邻－邻′相连、邻－对相连、邻′－对相连．对甲酚只有两个活性点（图2），甲叉键的位置只有邻－邻′相连．在间／对甲酚体系中，随着对甲酚含量的增加，邻－邻′相连程度增加，聚合物的规整性和刚性增加，在显影液中扩散速度慢，胶膜的溶解速率下降，感光度下降，但感光剂与高邻－邻′相连的树脂间由于氢键作用强，而展示高的溶解抑制性，使曝光区与非曝光区的溶解速率反差增大，胶的分辨率提高．因此，从g－line发展到i－line，为追求更高的分辨率，树脂的邻－邻′相连程度不断提高．获得高邻－邻′相连树脂的传统方法是在间甲酚／对甲酚体系中提高对甲酚的投料比．由于间甲酚的反应活性比对甲酚高，在间－对甲酚反应体系中，间甲酚的反应速度大约是对甲酚的9倍，间甲酚先被消耗完，残余的对甲酚要通过高温蒸馏除去，高温蒸馏时，酚醛树脂会发生重排，分子量分布变宽．而且传统的一步法是两相反应，缩聚过程中会引起甲醛的损失，因此传统的一步法制备出的酚醛树脂，分子量大小及分子量分布重复性差，批与批之间质量不稳定．这些树脂还要经过分级，变成Tandem型树脂（树脂的中间分子量所占比例下降），才能得到性能优异的i －line光刻胶［1］．分级的产率只有40%—50%，造成树脂的大量浪费，并产生大量的废液．用双官能团单体BHMPC（2，6－双羟甲基－对－甲酚）替代部分对甲酚，可合成出高邻－邻′相连的树脂，分子量及分子量分布低，无对甲酚富集的齐聚物，树脂重复性好，无需分级可直接使用．与传统树脂相比，这种BHMPC树脂具有更好的光刻性能［2］．BHMPC树脂是采用两步缩合法来制备的（图3）．第一步：对甲酚预缩合，制备BHMPC单体；第二步：BHMPC单体与间甲酚缩合，得BHMPC树脂．或者间－对甲酚先合成低分子量齐聚物，齐聚物再与BHMPC单体聚合［3，4］．如果在聚合体系中引入特定的端基，如2，4－二甲酚、2，6－二甲酚、2，5－二甲酚、3，4－二甲酚等，来控制树脂的分子量和溶解性质，制备出的树脂既具有高邻－邻′相连度的主体结构，而端基又提供了良好的溶解性和感光速度，由此而制备出的i－line正胶分辨率达0．25 μm［5，6］．在聚合体系中引入二甲酚端基，还可提高树脂的耐热性．感光剂的作用是促进曝光区的溶解，抑制非曝光区的溶解．重氮萘醌型感光剂的溶解抑制不仅是因为感光剂的疏水性，还有感光剂与树脂的多种作用，如重氮萘醌基团的氢键作用、磺酰酯的氢键作用、静电作用、碱催化偶合反应等有关．感光剂的骨架结构及酯化度会影响这些作用．与g－line胶相比，i－line胶对感光剂有以下新要求：（1）光漂白后在365nm残余吸收小，透过性高．这要求感光剂的骨架在365nm 吸收小，透过性高．（2）酯化度高，重氮萘醌基团的数目多．（3）重氮萘醌基团间的距离大，重氮萘醌基团相互之间尽可能远．（4）感光剂的疏水性大．传统的二苯甲酮型骨架在g－line是完全透过的，但在i－line有较强的非光漂白性吸收，感光剂的光敏性降低，图形侧壁角减小，分辨率下降，甚至产生footing （底脚）缺陷．通过减少体系离域化程度，可使在i－line的吸收最小化，比如用长链烷基替换一个苯基（见图4），由骨架引起的非漂白吸收大部分被除去了［7］．许多非二苯甲酮型化合物在i－line是完全透过的（见图5）．除了考虑感光剂的吸收特性，还要考虑感光剂中重氮萘醌基团间的邻近度．酚醛树脂需要一个空间与重氮萘醌基团形成一个协同球（图6），当重氮萘醌基团靠得太近，协同球相互重叠交叉，重氮萘醌基团与树脂的接触面积减小，单位重氮萘醌基团的抑制效率下降．而远距离的重氮萘醌基团，协同球在空间上不相连，单位重氮萘醌基团有更大的溶解抑制效率．图5中螺旋二茚衍生出的感光剂，重氮萘醌单元密集，溶解抑制效率低，光刻性能受到限制．双酚A、对甲酚三聚体、重氮萘醌基团与基团间距离远，溶解抑制效率高．感光剂的酯化度越高，对树脂的溶解抑制性越强，胶的分辨率高，所以从g－line 发展到i－line，感光剂的酯化度呈升高趋势．但感光剂的酯化度升高时，其光敏性下降，溶解性变差．事实上，全酯化的感光剂由于难于溶解而无法实用．单个—OH由于空间位阻而未被酯化的感光剂与全酯化感光剂相比，溶解抑制作用没有下降，仍具有高的溶解反差，高分辨力，但光敏性、溶解性更好．这个—OH 由于周围有空间位阻导致不同位置上的OH可选择性酯化．但当未被酯化的—OH 超过一个时，感光剂的溶解抑制作用迅速下降．通过感光剂的骨架结构设计及优化反应条件可以实现选择性酯化，制备出单个—OH未被酯化的的感光剂［9－13］．同样的酯化度，疏水性增加（例如在骨架上引入烷基），感光剂的溶解抑制作用增强．骨架的高透过性、高疏水性，重氮萘醌基团与基团之间布局遥远，单个位阻—OH未被酯化，沿着这一设计准则，研究者们开发了许多高性能的非二苯甲酮系感光剂，图7为一些高性能感光剂的骨架化合物［14－21］．传统的高分辨率i－line光刻胶是由高分子量分级树脂与小分子量溶解速率促进剂混合而成［22，23］．树脂分级后，由于低分子量组分被除去，树脂的光敏性下降；光刻胶与基板的粘附性变差，蚀刻时易发生钻蚀、剥离现象，导致抗蚀性下降．在胶中加入具有2—7个酚型羟基官能团并且分子量＜1000的芳香族多羟基化合物，不但可提高胶的粘附性，还提高胶的光敏性［24－28］．溶解促进剂必须符合曝光区溶解速率的增加大于非曝光区溶解速率的增加的要求．酚羟基的极性大小决定了它提供H的能力，如感光剂会优先与供H能力最强的酚类化合物形成氢键，因此非曝光区的溶解速率降低；而曝光区，由于感光剂的分解，无氢键作用，低分子量酚类化合物会增加曝光区的溶解速率，从而提高曝光区与非曝光区的溶解速率反差，达到提高分辨率的目的．一些溶解促进剂的结构如下所示［29－35］：i－line光刻胶还可根据需要加入其他添加剂，如加入表面活性剂来提高胶的流平性，防止条痕的产生，提高膜厚均匀性；加入粘附促进剂，提高光刻胶与基板的粘附性；加入紫外线吸收剂，防止因光的反射而形成驻波．化学增幅型光刻胶具有感光速度快、分辨率高的特点．如果化学增幅型光刻胶能用于i－line光刻，那么i－line光刻胶的性能将得到提高．但传统的产酸剂在紫外区吸收低，造成感光灵敏度低，限制了化学增幅型i－line光刻胶的发展．随着一些在i－line具有高灵敏度、高产酸效率的产酸剂的开发，化学增幅型i－line光刻胶已成为可能［36］．线性酚醛树脂，三嗪类产酸剂、胺类交联剂组成的化学增幅型负型i－line光刻胶，不仅具有感光速度快、分辨率高的特点，而且能经受苛刻的离子注入工艺，已广泛地应用于LED（发光二极管）制造中．线性酚醛树脂或聚羟基苯乙烯树脂、噻吩类产酸剂、双乙烯醚类交联剂组成化学增幅型正型光刻胶，采用高温前烘工艺，使酚醛树脂或聚羟基苯乙烯树脂与双乙烯醚类交联剂在前烘时发生交联．在PEB （曝光后烘烤）期间，在曝光区，酸催化已交联的树脂分解，得高灵敏度（＜30mJ／cm2）、高分辨率正图（分辨率可达0．25 μm），且具有高耐热性（＞140℃）［37］．理论上讲，用于248nm、193nm及EUV光刻中的化学增幅型光刻胶中的聚合物，如果匹配在i－line具有高产酸效率的产酸剂，均有可能用于i －line光刻，如t－BOC protected tetra－C－methyl calix［4］（特－丁氧基羰基保护的－C－甲基杯芳烃［4］）与产酸剂diphenyliodonium 9，10－dimethoxy anthracene－2－sulfonate（二苯基碘鎓9，10－二甲氧基蒽－2－磺酸酯）组成的光刻胶在i－line曝光，灵敏度高达13mJ／cm2，图形反差高达12．6［38］．然而这些为248nm、193nm及EUV光刻设计的聚合物，制备费用比酚醛树脂昂贵得多，这也是化学增幅型正胶没有成为i－line光刻胶主流的原因．随着集成电路集成度的提高、加工线宽的缩小，对光刻胶分辨率的要求越来越高．根据瑞利原则，缩短曝光波长可以提高光刻分辨率，因此光刻技术经历了从g －line、i－line光刻，到深紫外248nm、193nm光刻以及即将量产化的EUV光刻，相对应于各曝光波长的光刻胶也应运而生．随着曝光波长变化，光刻胶的组成与结构也不断地变化，以使光刻胶的综合性能满足对应集成工艺制程的要求．我国的光刻胶也必然从g－line、i－line光刻胶朝着深紫外248nm、193nm光刻胶以及EUV光刻胶的方向发展．【相关文献】［1］ Hanabata M，Oi F，Furuta A．Novolak design for high－resolution positive photoresists（IV）：tandem－type novolak resin for high－performance positivephotoresists［J］．Proc．SPIE，1991，1466：132－140．［2］ Jeffries A，Brzozowy D，Greene N，Kokubo T，Tan S．Novel novolac resins produced from 2，6－bishydroxymethyl－p－cresol，p－cresol，and m－cresol：a method to more evenly distribute p－cresol units throughout a novolac resin ［J］．Proc．SPIE，1993，1925：235－245．［3］ Baehr G，Westerwelle U，Gruetzner G．Tailoring of novolac resins for photoresist applications using a two－step synthesis procedure［J］．Proc．SPIE，1997，3049：628－638．［4］东京应化工业株式会社．正型光致抗蚀剂组合物以及抗蚀剂图形的形成方法［P］．中国专利，200410005582．9，2004－02－18．Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition and process for forming resist pattern［P］．China patent，200410005582．9，2004－02－18．［5］ Xu C B，Zampini A，Sandford H F，Lachowski J，Carmody J．Sub－0．25－μm i－line photoresist：the role of advanced resin technology［J］．Proc．SPIE，1999，3678：739－750．［6］ Zampini A，Monaghan M J，Xu C B，Cardin W J．Effect of end group on novolak resin properties［J］．Proc．SPIE，1998，3333：1241－1250．［7］ Brunsvold W R，Eib N K，Lyons C F，Miura S S，Plat M V，Dammel R R．Novel DNQ PACs for high－resolu－tion i－line lithography［J］．Proc．SPIE，1992，1672：273－285．［8］ Uenishi K，Kawabe Y，Kokubo T，Slater S G，Blakeney A J．Structural effects of DNQ－PAC backbone on resist lithographic properties［J］．Proc．SPIE，1991，1466：102－116．［9］ Jeffries A T，Brzozowy D J，Naiini A A，Gallagher P M．Novel combination of photoactive species：photoresists formed from selectively esterified novolacs and polyfunctional photoactive compounds［J］．Proc．SPIE，1997，3049：746－756．［10］ Hanawa R，Uetani Y，Hanabata M．Design of PACs for high－performance photoresists（I）：role of di－esterified PACs having hindered－OH groups ［J］．Proc．SPIE，1992，1672：231－241．［11］ Uenishi K，SakaguchiS，Kawabe Y，Kokubo T，Toukhy M A，Jeffries A T，Slater A G，Hurditch R J．Selectively DNQ－esterified PAC for high－performance positive photoresists［J］．Proc．SPIE，1992，1672：262－272．［12］ Hanawa R，Uetani Y，Hanabata M．Design of PACs for high－performance photoresists（II）：effect of number and orientation of DNQs and－OH of PACs on lithographic performances［J］．Proc．SPIE，1993，1925：227－234．［13］ Pandya A，Trefonas P，Zampini A，Turci P．Highly regioselective PACs for i－line resist design：synthetic reaction model，dissolution kinetics and lithographic response［J］．Proc．SPIE，1994，2195：559－575．［14］ Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition and processing and synthesizing polyphenol compound［P］．US patent，6492085，2001－12－10．［15］三星电子株式会社．光刻胶组合物、其制备方法和用其形成图纹的方法［P］．中国专利，00118160．2，2000－03－30．Samsung Electronics Co．，Ltd．Photoresist composition，method of preparation thereof and process for forming resist pattern［P］．China patent，00118160．2，2000－03－30．［16］ Fuji Photo Film Co．Ltd．Micropattern－forming material having a low molecular weight novolak resin，aquinone diazide sulfonyl ester and a solvent［P］．US patent，5380618，1995－01－10．［17］ Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive working photosensitive resin composition containing 1，2－naphthoquinone diazide esterification product of triphenylmethane compound［P］．US patent，5401605，1995－03－28．［18］ Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition and processing and synthesizing polyphenol compound［P］．US patent，6106994，2000－08－22．［19］ Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition and process for forming contact hole［P］．US patent，6177226，2001－01－23．［20］ Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition［P］．US patent，6312863，2001－11－06．［21］ Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition and process for forming resist pattern［P］．US patent，6406827，2002－06－18．［22］ Rahman M D，Lu P H，Cook M M，Kim W K，Khanna D N．Novolak resin for ultrafast high－resolution positive i－line photoresist compositions［J］．Proc．SPIE，1998，3333：1189－1200．［23］ Yu J J，Meister C C，Vizvary G，Xu C B，Fallon P．Sub－0．30－μm i－line photoresist：formulation strategy and lithographic characterization［J］．Proc．SPIE，1998，3333：1365－1380．［24］ Uetani Y，Tomioka J，Moriuma H，Miya Y．Contrast enhancement by alkali－decomposable additives in quinonediazide－type positive resists［J］．Proc．SPIE，1998，3333：1280－1287．［25］ Wanat S F，Rahman M D，Dixit S S，Lu P H，McKenzie D S，Cook M M．Novel novolak block copolymers for advanced i－line resists［J］．Proc．SPIE，1998，3333：1092－1102．［26］ Cook M M，Rahman M D，Lu P H．Effects of structural differences in speed enhancers（dissolution promoters）on positive photoresist composition ［J］．Proc．SPIE，1998，3333：1180－1188．［27］ Miyamoto H，Nakamura T，Inomata K，Ota T，Tsuji A．Study for the design ofhigh－resolution novolak－DNQ photoresist：the effects of low－molecular－weight phenolic compounds on resist systems［J］．Proc．SPIE，1995，2438：223－234．［28］ Shih H I，Reiser A．Dissolution promotion in novolac－diazoquinone resists ［J］．Proc．SPIE，1997，3049：340－344．［29］东京应化工业株式会社．正型光致抗蚀剂组合物以及抗蚀剂图形的形成方法［P］．中国专利，03154301．4，2003－08－14．Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition and process for forming resist pattern［P］．China patent，03154301．4，2003－08－14．［30］ Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive working naphthoquinone photoresist containing a cyclohexyl－substituted triphenylmethane compound［P］．US patent，5501936，1996－03－26．［31］ Miyamoto H，Nakamura T，Inomata K，Ota T，Tsuji A．Study for the design of high－resolution novolak－DNQ photoresist：the effects of low－molecular－weight phenolic compounds on resist systems［J］．Proc．SPIE，1995，2438：223－234．［32］ Kawabe Y，Tan S，Nishiyama F，Sakaguchi S，Kokubo T，Blakeney A J，Ferreira L．Effect of low－molecularweight dissolution－promoting compounds in DNQ－novolac positive resist［J］．Proc．SPIE，1996，2724：420－437．［33］东京应化工业株式会社．正型光致抗蚀剂组合物［P］．中国专利，200410071372．X，2004－07－23．Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition ［P］．China patent，200410071372．X，2004－07－23．［34］ Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition［P］．US patent，5702861，1997－12－30．［35］ Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition and process for forming resist pattern using same［P］．US patent，6379859，2002－04－30．［36］ Asakura T，Yamato H，Matsumoto A，Ohwa M．Novel photoacid generators for chemically amplified resists with g－line，i－line and DUV exposure［J］．Proc．SPIE，2001，4345：484－493．［37］东京应化工业株式会社．正型光致抗蚀剂组合物［P］．中国专利，200510064839．2，2005－07－23．Tokyo Ohka Kogyo Co．Ltd．Positive photoresist composition ［P］．China patent，200510064839．2，2005－07－23．［38］ Kwon Y G，Kim J K，Fujigaya T，Shibasaki Y，Ueda M．A positive－working alkaline developable photoresist based on partially tert－Boc－protected calix［4］resorcinarene and a photoacid generator［J］．J．Mater．Chem．，2002，12：53－57．。

光刻机光刻胶材料研发的新进展光刻技术是现代微电子工艺中最重要的制造工艺之一，而光刻胶作为光刻技术的核心材料，在半导体芯片的制造过程中起到至关重要的作用。

近年来，随着微电子产业的快速发展，对光刻胶材料的要求也越来越高。

本文将介绍光刻机光刻胶材料研发的新进展。

一、多层光刻胶材料的研制多层光刻胶材料是近年来光刻胶技术的一项重要进展。

传统的光刻胶材料只能实现单层的光刻图形，在某些高密度集成电路的制造中已经无法满足需求。

因此，研发出支持多层光刻工艺的光刻胶材料对于提高集成度至关重要。

目前，研究人员通过改进光刻胶的化学配方以及添加多种功能性材料，成功开发出一系列具有多层光刻能力的光刻胶材料。

这些新型材料在提高分辨率的同时，还具备了较高的光刻容忍度和宽光谱响应性能，大大提高了光刻胶的制程适应性和工艺稳定性。

二、亲水性光刻胶的研究在传统的光刻胶材料中，亲油性光刻胶占据主导地位。

然而，在一些特殊的应用场景中，需要使用亲水性光刻胶来实现更好的图案浸润和减少残留物的产生。

为了满足这一需求，研究人员通过改变光刻胶的化学结构和表面性质，成功研制出了一种新型的亲水性光刻胶。

与传统的亲油性光刻胶相比，这种亲水性光刻胶具有较低的粘附性和较高的抗残留性能，可有效防止图案结构的损伤和残留物的形成。

三、高分辨率光刻胶的突破在微电子行业中，随着芯片集成度的提高，对光刻胶的分辨率要求越来越高。

为了实现更小尺寸的线宽和更高分辨率的图案，研究人员不断探索创新，努力寻找新的高分辨率光刻胶材料。

目前，一种基于紫外光刻胶的高分辨率光刻胶材料正逐渐崭露头角。

这种新型光刻胶材料具有较低的抗反射能力和较高的光刻容忍度，能够实现亚100纳米级别的线宽和图案分辨率，为微电子工艺的进一步发展提供了新的可能性。

四、光刻胶材料的环保性能提升在过去的光刻胶材料中，存在一些对环境造成潜在危害的有害物质。

随着环境保护意识的提高和相关法规的出台，研究人员开始致力于开发更加环保的光刻胶材料。

晶瑞股份i线光刻胶通过中芯国际上线测试
2018年8月6日，晶瑞股份在全景网投资者关系互动平台介绍，公司的i线光刻胶已通过中芯国际上线测试，高纯双氧水已在中芯国际产线测试。

 2018年8月6日，晶瑞股份在全景网投资者关系互动平台介绍，公司的i线光刻胶已通过中芯国际上线测试，高纯双氧水已在中芯国际产线测试。

 据旭日显示与触摸了解，晶瑞股份的i线光刻胶由子公司苏州瑞红生产，系承接国家重大科技项目02专项“i线光刻胶产品开发及产业化”而来，为首次在国内实现i线光刻胶的量产。

 在半导体制造领域，光刻和刻蚀技术是半导体芯片在精细线路图形加工中最重要的工艺，决定着芯片的最小特征尺寸，占芯片制造时间的40－60％，占芯片制造成本的35％左右。

而光刻胶是光刻工艺得以实现选择性刻蚀的关键材料，占芯片制造成本约7％左右，是评定半导体芯片生产工艺技术水平的重要指标。

中国国内光刻胶产品和国外先进产品相比，基本上落后了三、四代左右。

 《国家集成电路产业发展推进纲要》，提出“研发光刻机、刻蚀机、离子注入机等关键设备，开发光刻胶、大尺英寸硅片等关键材料”；国家重点支持的高新技术领域（2015）中提到“高分辨率光刻胶及配套化学品作为精细化学品重要组成部分，是重点发展的新材料技术”；光刻技术（包括光刻胶）是《中国制造2025》重点领域。

 目前市面上的半导体光刻胶一般分为磺化橡胶光刻胶、g／i线光刻胶（436／
365nm）、KrF／ArF光刻胶（248／193nm）。

i线光刻胶是指在365nm波长下工作的光刻胶，主要用于6英寸和部分8英寸晶圆半导体的生产。

光刻胶研究技术总结报告1.光刻胶分类光刻胶体系成膜树脂感光部分波长分辨率酚醛树脂-重氮萘醌酯缩醛聚合物，线性酚醛树脂重氮萘醌化合物G线：436nm；I线：365nm0.25-0.5um248nm 聚对羟基苯乙烯及其衍生物光致产酸剂248nm0.18-0.15um193nm 聚脂环族丙烯酸酯及其衍生物光致产酸剂193nm130-65nmEUV-13.5nm 聚酯衍生物分子玻璃单组分材料光致产酸剂13.5nm/电子束甲基丙烯酸甲酯及其共聚物光致产酸剂电子束10-50nm2.光刻胶介绍对酚醛树脂基光刻胶而言，在紫外光的照射下，重氮萘醌分解产生氢离子，酯缩醛聚合物具有高酸解性，在酸性作用下分解成小分子，在显影液的作用下去除；针对化学增幅型光刻胶，他主要由以下部分组成：序号组成内容1主体树脂丙烯酸酯及其共聚物2光致产酸剂芳基碘鎓盐，硫鎓盐3添加剂溶解抑制剂、碱性添加剂、流平剂、增塑剂4溶剂挥发性溶剂（1）主体树脂主体树脂应该具有酸敏侧挂基团，提供成像能力，与0.26mol/L的四甲基氢氧化铵显影液匹配，它具有高的玻璃化转变温度，一般要求130℃-170℃，以满足加工工艺要求；为了提高抗蚀性，在主链上引入环形亚甲基（酯环结构），但成像力、粘附力、可显影性以及大部分的抗蚀性均有侧链承担，侧链部分由极性部分和酸敏部分，极性部分提供粘附力和可显影性，酸敏部分提供抗蚀性和成像能力，酸敏部分使主体树脂曝光前后的溶解速率发生变化提供成像能力，总体来讲，ArF 光刻胶（193nm）主要分为三类，加急丙烯酸酯衍生物，环烯烃-马来酸酐共聚物，聚降冰片烯衍生物。

（2）PAG光致产酸剂PAG方面，248nm和193nm使用的PAG相似，主要有各种碘鎓盐、硫鎓盐、N-羟基琥珀酰亚胺磺酸酯，选用传统PAG，如三苯基三氟甲基磺酸盐（紫外光吸收光谱特殊峰在205nm和233nm处）、三苯基全氟丁烷磺酸盐、萘基三氟甲基磺酸盐（紫外光吸收光谱特殊峰在205nm和295nm处）等，在实验条件有限的情况下，可以使用汞灯进行曝光测试，汞灯的紫外波长为365nm，436nm，254nm，具体方法为在5%PMMA的THF溶液中，加上固含量为5%的PAG，溶解均一后在石英上涂布烘干后做紫外光图谱检测，以PMMA膜作为参照，测试PAG的真实吸收。