光刻胶的发展及应用
光刻胶photoresist性能及发展趋势简介
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。
光刻胶行业深度：行业壁垒、前景分析、产业链及相关公司深度梳理
光刻胶发展至今已有百年历史，现已广泛用于集成电路、显示、PCB等领域，是光刻工艺的核心材料。
高壁垒和高价值量是光刻胶的典型特征。
光刻胶属于技术和资本密集型行业，全球供应市场高度集中。
而目前，我国光刻胶自给率较低，生产也主要集中在中低端产品，国产替代的空间广阔。
随着国内厂商在高端光刻胶领域的逐步突破，未来国产替代进程有望加速。
下面我们通过对光刻胶概述、发展壁垒、相关政策、产业链及相关公司等方面进行深度梳理，试图把握光刻胶未来发展。
01光刻胶行业概述1.光刻是光电信息产业链中核心环节光刻技术是指利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将图形传递到介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术，是光电信息产业链中的核心环节之一。
以芯片制造为例，在晶圆清洗、热氧化后，需通过光刻和刻蚀工艺，将设计好的电路图案转移到晶圆表面上，实现电路布图，之后再进行离子注入、退火、扩散、气相沉积、化学机械研磨等流程，最终在晶圆上实现特定的集成电路结构。
2.光刻胶是光电工艺核心材料光刻胶，又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体，是光刻工艺中最核心的耗材，其性能决定着光刻质量。
作为图像转移“中介”，光刻胶是通过曝光显影蚀刻工艺发挥转移作用，首先将光刻胶涂覆于有功能层的基底上，然后紫外光通过掩膜版进行曝光，在曝光区促使光刻胶发生溶解度变化反应，选择性改变其在显影液中的溶解度，未溶解部分最后在蚀刻过程中起保护作用，从而将掩模版上的图形转移到基底上。
3.光刻胶分类（1）按反应机理可分为正性和负性光刻胶根据化学反应机理不同，光刻胶可分正性光刻胶和负性光刻胶。
正性光刻胶受光照射后，感光部分发生分解反应，可溶于显影液，未感光部分显影后仍留在基底表面，形成的图形与掩膜版相同。
负性光刻胶正好相反，曝光后的部分形成交联网格结构，在显影液中不可溶，未感光部分溶解，形成的图形与掩膜版相反。
（2）按应用领域可分为PCB、LCD、半导体光刻胶根据应用领域不同，光刻胶可分为PCB光刻胶、LCD光刻胶和半导体光刻胶，技术门槛逐渐递增。
euv光刻胶 化学放大型光刻胶 无机光刻胶
EUV光刻胶：革命性的化学放大型光刻胶近年来，随着半导体工业的不断发展和创新，EUV（极紫外）光刻技术逐渐成为制程技术的热门话题。
EUV光刻作为一种高分辨率的曝光技术，对于半导体工艺的发展具有重要意义。
在EUV光刻技术中，光刻胶起着至关重要的作用，而化学放大型光刻胶和无机光刻胶则是其中备受关注的两种类型。
本文将深入探讨EUV光刻胶的相关概念和技术特点，并对化学放大型光刻胶和无机光刻胶进行全面评估。
1. EUV光刻胶的概念和技术特点EUV光刻胶是一种用于半导体工艺中的光敏材料，其主要作用是在半导体芯片制造过程中进行图案的定义和传输。
EUV光刻胶必须具备极高的光敏度、分辨率和对EUV光的吸收能力，以实现微细图形的生产。
EUV光刻胶还需要具备良好的化学放大性能，以提高曝光过程中的图像质量。
在这一点上，化学放大型光刻胶和无机光刻胶都各具特色，值得深入研究和比较。
2. 化学放大型光刻胶的特点和应用化学放大型光刻胶是一种以化学反应为基础的光刻材料，具有化学放大和图像增强的特性。
在EUV光刻过程中，化学放大型光刻胶通过化学反应实现对光的放大，从而提高了光刻图案的分辨率和清晰度。
化学放大型光刻胶还具有较高的光敏度和稳定性，适用于复杂微细图形的制备。
在实际应用中，化学放大型光刻胶已被广泛应用于半导体工艺中的光刻、薄膜制备等领域，发挥了重要作用。
3. 无机光刻胶的特点和应用与化学放大型光刻胶相比，无机光刻胶具有耐高温、耐化学腐蚀等特点，因此在特定的EUV光刻工艺中具有独特的优势。
无机光刻胶的主要组成成分是氧化物、氮化物等无机材料，其硬度和稳定性能够满足高温高真空下的工艺要求。
无机光刻胶还具有较高的抗辐照性能，适用于EUV光刻过程中的长时间曝光。
在一些特殊的半导体工艺中，无机光刻胶显示出了独特的应用价值。
4. 个人观点和总结作为EUV光刻技术的重要组成部分，光刻胶在实际应用中具有不可替代的作用。
化学放大型光刻胶和无机光刻胶作为两种不同类型的光刻材料，各自具有独特的技术特点和应用优势，对于实现高分辨率、高精度的EUV光刻工艺具有重要意义。
光刻技术光刻胶的发展总结_概述及解释说明
光刻技术光刻胶的发展总结概述及解释说明1. 引言1.1 概述光刻技术是一种高精度微纳加工技术，广泛应用于半导体制造、平板显示、集成电路等领域。
在光刻过程中，光刻胶作为一种重要的材料，起着关键性的作用。
它能够将图案准确地转移到基片上，并保证器件的高精度和高质量。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对光刻胶的发展进行概述和说明。
首先介绍光刻技术的基本原理和应用领域，包括其在半导体制造、平板显示和集成电路等行业的重要地位。
接着探讨光刻胶在光刻技术中的作用，解释其对图案转移过程的影响。
然后回顾了光刻胶的发展历程，包括初期阶段以及近年来新型材料在该领域中的应用。
此外，还探究了当前光刻胶研究的方向和趋势，以及与其相关的性能与工艺参数之间的关系分析。
最后得出结论，并对发展前景进行展望。
1.3 目的本文的目的是全面了解光刻胶的发展历程和性能特点，探讨其在光刻技术中的重要作用，并分析与之相关的关键因素。
通过深入研究光刻胶的发展和应用，可以为光刻技术领域的科研工作者提供参考和借鉴，促进该领域更加快速、高效地发展。
此外，对于从事相关产业或学术研究的人士而言，本文也可作为一份辅助资料和知识补充，为实际应用提供指导和支持。
2. 光刻技术的基本原理和应用光刻技术是一种微影技术，广泛应用于半导体制造、集成电路制造和微纳加工领域。
其基本原理是利用特定波长的紫外光通过掩膜将图案投射到光刻胶层上，并通过显影过程在光刻胶上形成所需的图案。
2.1 光刻技术的基本原理光刻技术基于光学衍射原理，利用紫外光与物质之间的相互作用实现微细图案的转移。
首先，将需要制造的图形模式转移至透明玻璃或石英板做成的掩膜上。
然后，将掩膜与待加工物（通常是硅片）放置在附近并对齐。
接下来，使用紫外光源照射掩膜，在掩膜上投射出所需的图案。
投射过程中，由于掩膜上图案只有部分区域可以透过或阻挡光线传播到底片表面，因此会在底片表面形成一个复制了掩模图案的强度分布。
最后，在显影过程中，选择合适的化学物质将未曝光区域的光刻胶溶解掉，留下所需图案的结构。
半导体制造中光刻技术发展历史及未来发展方向
半导体制造中光刻技术发展历史及未来发展方向半导体制造中光刻技术发展历史及未来发展方向1. 光刻技术在半导体制造中的重要性光刻技术是半导体制造中至关重要的工艺之一。
它通过将光照射到光刻胶覆盖的硅片上，形成光刻胶图案，并通过化学反应将图案转移到硅片上，从而实现半导体芯片的制造。
由于光刻技术具有高度的精度和可重复性，它被广泛应用于芯片制造过程中的图案转移步骤。
随着半导体制造工艺的不断发展，光刻技术也在不断进步和演变。
2. 光刻技术的历史发展光刻技术的发展可以追溯到20世纪60年代。
当时，使用的光刻机采用的是接触式光刻技术，即将掩模与硅片直接接触，并通过紫外线光源照射来形成图案。
然而，随着集成电路的尺寸越来越小，接触式光刻技术的分辨率和精度已不能满足要求。
随后，非接触式光刻技术的出现为光刻技术的进一步发展打开了新的方向。
1969年，史蒂芬·巴洛林发明了投影光刻技术，即将图案通过透镜系统投影到硅片上。
这奠定了现代半导体制造中的光刻技术基础。
3. 非接触式光刻技术的演进与应用随着非接触式光刻技术的发展，投影光刻技术开始成为主流。
为了提高分辨率和精度，光刻机逐渐采用了更高波长的光源，并引入了透镜系统的改进和优化。
在20世纪80年代和90年代，紫外线(KrF和ArF)和深紫外线(EUV)光刻技术相继问世，并得到了广泛应用。
这些技术的出现使得芯片的制造工艺能够在50纳米以下的尺寸范围内实现。
4. 光刻技术的未来发展方向然而，随着芯片制造工艺的不断革新和半导体器件的尺寸不断缩小，现有的光刻技术也面临着挑战。
在20纳米以下的工艺节点上，传统的紫外线和EUV技术已经达到了极限，无法满足更高分辨率和更高精度的需求。
寻找新的光刻技术成为了未来的发展方向。
其中，多重电子束直写技术是一个备受关注的技术。
该技术通过使用多个电子束来直接写入硅片，具有更高的分辨率和更大的灵活性，能够满足未来芯片制造的需求。
纳米光刻技术和极紫外光刻技术也在不断探索和发展中。
中国光刻胶市场发展前景分析
中国光刻胶市场发展前景分析光刻胶主要用于图形转移用耗材。
光刻胶是一种胶状的物质，可以被紫外光、深紫外光、电子束、离子束、X射线等光照或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，是光刻工艺中的关键材料，主要应用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工。
具体流程如在光刻工艺中，光刻胶被均匀涂布在衬底上，经过曝光(改变光刻胶溶解度)、显影(利用显影液溶解改性后光刻胶的可溶部分)与刻蚀等工艺，将掩膜版上的图形转移到衬底上，形成与掩膜版完全对应的几何图形。
根据在显影过程中曝光区域的去除或保留可分为正性光刻胶和负性光刻胶。
正性光刻胶之曝光部分发生光化学反应会溶于显影液，而未曝光部分不溶于显影液，仍然保留在衬底上，将与掩膜上相同的图形复制到衬底上。
而负性光刻胶之曝光部分因交联固化而不溶于显影液，而未曝光部分溶于显影液，将与掩膜上相反的图形复制到衬底上。
1、中国半导体材料市场稳步增长《2020-2026年中国光刻胶行业市场深度监测及投资战略决策报告》数据显示：中国半导体材料市场稳步增长。
2018年全球半导体材料销售额达到519.4亿美元，同比增长10.7%。
其中中国销售额为84.4亿美元。
与全球市场不同的是，中国半导体材料销售额从2010年开始都是正增长，2016年至2018年连续3年超过10%的增速增长。
而全球半导体材料市场受周期性影响较大，特别是中国台湾，韩国两地波动较大。
北美和欧洲市场几乎处于零增长状态。
而日本的半导体材料长期处于负增长状态。
全球范围看，只有中国大陆半导体材料市场处于长期增长窗台。
中国半导体材料市场与全球市场形成鲜明对比。
全球半导体材料逐步向中国大陆市场转移。
从各个国家和地区的销售占比来看，2018年排名前三位的三个国家或地区占比达到55%，区域集中效应显现。
其中，中国台湾约占全球晶圆的23%的产能，是全球产能最大的地区，半导体材料销售额为114亿美元，全球占比为22%，位列第一，并且连续九年成为全球最大半导体材料消费地区。
光刻胶概念一览表
光刻胶概念一览表光刻胶概念一览表随着微电子、半导体、光电子和其他高新技术的发展，对光刻胶的需求越来越大。
然而，对于光刻胶这一概念，很多人并不太了解。
下面，我们将介绍一些与光刻胶相关的概念，以便更好地了解和使用光刻胶。
1、光刻胶的定义光刻胶是一种通过光刻技术，将图案或图像的形状转移到半导体材料表面的重要材料之一。
光刻胶可用于制备微型电子元件、机械装置和图案。
2、光刻胶的分类按照用途的不同，光刻胶可以分为以下几类：（1）正胶：用于沟槽、线、阵列等结构的制备。
（2）反胶：用于制备负图案，主要是负形结构。
（3）双层胶：由覆盖在基础上的正胶和底部的反胶组成，用于加深沟槽和减小线宽度。
3、光刻胶的制备过程光刻胶的制备大致可以分为三个步骤：（1）底层制备：这一步骤包括淀粉和玻璃等基础结构的制备。
（2）胶层覆盖：在基础结构上覆盖光刻胶。
（3）曝光和蚀刻：曝光胶层并进行蚀刻，从而将光刻胶中的图形转移到基础结构表面。
4、光刻胶的性能指标（1）分辨率：指的是光刻胶加工后的线宽度。
（2）感光度：光刻胶吸收和转化光辐射的能力。
（3）显影性能：显影液在胶层表面停留时间和显影效果的好坏。
5、光刻胶的应用领域（1）微电子：在集成电路制造中，光刻胶可用于制造各种微型电子元件。
（2）半导体：光刻胶是制造高精度半导体元件的重要材料之一。
（3）光学：光刻胶可以用于制造微型透镜和其他光电子器件。
综上所述，光刻胶是现代高科技制造中不可或缺的材料。
通过对光刻胶相关的概念、分类、制备过程、性能指标和应用领域的介绍，希望读者能够更好地了解和使用光刻胶。
中国光刻胶行业发展概况及市场规模分析
中国光刻胶行业发展概况及市场规模分析一、光刻胶是电子制造重要材料1、光刻胶广泛应用于电子行业光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体。
其组成部分包括：光引发剂（包括光增感剂、光致产酸剂）、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他助剂。
光刻胶可以通过光化学反应，经曝光、显影等光刻工序将所需要的微细图形从光罩（掩模版）转移到待加工基片上。
依据使用场景，这里的待加工基片可以是集成电路材料，显示面板材料或者印刷电路板。
在平板显示行业；主要使用的光刻胶有彩色及黑色光刻胶、LCD触摸屏用光刻胶、TFT-LCD正性光刻胶等。
在光刻和蚀刻生产环节中，光刻胶涂覆于晶体薄膜表面，经曝光、显影和蚀刻等工序将光罩（掩膜版）上的图形转移到薄膜上，形成与掩膜版对应的几何图形。
在PCB行业；主要使用的光刻胶有干膜光刻胶、湿膜光刻胶、感光阻焊油墨等。
干膜是用特殊的薄膜贴在处理后的敷铜板上，进行曝光显影；湿膜和光成像阻焊油墨则是涂布在敷铜板上，待其干燥后进行曝光显影。
干膜与湿膜各有优势，总体来说湿膜光刻胶分辨率高于干膜，价格更低廉，正在对干膜光刻胶的部分市场进行替代。
在半导体集成电路制造行业；主要使用g线光刻胶、i线光刻胶、KrF光刻胶、ArF光刻胶等。
在大规模集成电路的制造过程中，一般要对硅片进行超过十次光刻。
在每次的光刻和刻蚀工艺中，光刻胶都要通过预烘、涂胶、前烘、对准、曝光、后烘、显影和蚀刻等环节，将光罩（掩膜版）上的图形转移到硅片上。
光刻胶是集成电路制造的重要材料：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。
光刻工艺的成本约为整个芯片制造工艺的35%，并且耗费时间约占整个芯片工艺的40%-50%。
光刻胶材料约占IC制造材料总成本的4%，市场巨大。
因此光刻胶是半导体集成电路制造的核心材料。
按显示效果分类；光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶。
负性光刻胶显影时形成的图形与光罩（掩膜版）相反；正性光刻胶形成的图形与掩膜版相同。
2023年光刻胶用光引发剂行业分析报告及未来五至十年行业发展报告
光刻胶用光引发剂行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录申明 (4)一、光刻胶用光引发剂行业政策背景 (4)(一)、政策将会持续利好光刻胶用光引发剂行业发展 (4)(二)、光刻胶用光引发剂行业政策体系日趋完善 (5)(三)、光刻胶用光引发剂行业一级市场火热,国内专利不断攀升 (5)(四)、宏观经济背景下光刻胶用光引发剂行业的定位 (6)二、光刻胶用光引发剂行业政策环境 (6)(一)、政策持续利好光刻胶用光引发剂行业发展 (6)(二)、行业政策体系日趋完善 (7)(三)、一级市场火热,国内专利不断攀升 (7)(四)、宏观环境下光刻胶用光引发剂行业定位 (8)(五)、“十三五”期间光刻胶用光引发剂业绩显著 (8)三、光刻胶用光引发剂行业财务状况分析 (9)(一)、光刻胶用光引发剂行业近三年财务数据及指标分析 (9)(二)、现金流对光刻胶用光引发剂业的影响 (12)四、光刻胶用光引发剂业发展模式分析 (12)(一)、光刻胶用光引发剂地域有明显差异 (12)五、2023-2028年宏观政策背景下光刻胶用光引发剂业发展现状 (13)(一)、2022年光刻胶用光引发剂业发展环境分析 (13)(二)、国际形势对光刻胶用光引发剂业发展的影响分析 (14)(三)、光刻胶用光引发剂业经济结构分析 (15)六、宏观经济对光刻胶用光引发剂行业的影响 (16)(一)、光刻胶用光引发剂行业线性决策机制分析 (17)(二)、光刻胶用光引发剂行业竞争与行业壁垒分析 (18)(三)、光刻胶用光引发剂行业库存管理波动分析 (18)七、光刻胶用光引发剂业的外部环境及发展趋势分析 (19)(一)、国际政治经济发展对光刻胶用光引发剂业的影响 (19)(二)、国内政治经济发展对光刻胶用光引发剂业的影响 (19)(三)、国内突出经济问题对光刻胶用光引发剂业的影响 (20)八、光刻胶用光引发剂产业投资分析 (20)(一)、中国光刻胶用光引发剂技术投资趋势分析 (20)(二)、大项目招商时代已过,精准招商愈发时兴 (21)(三)、中国光刻胶用光引发剂行业投资风险 (21)(四)、中国光刻胶用光引发剂行业投资收益 (22)九、光刻胶用光引发剂行业企业差异化突破战略 (23)(一)、光刻胶用光引发剂行业产品差异化获取“商机” (23)(二)、光刻胶用光引发剂行业市场分化赢得“商机” (24)(三)、以光刻胶用光引发剂行业服务差异化“抓住”商机 (24)(四)、用光刻胶用光引发剂行业客户差异化“抓住”商机 (24)(五)、以光刻胶用光引发剂行业渠道差异化“争取”商机 (25)十、光刻胶用光引发剂行业风险控制解析 (25)(一)、光刻胶用光引发剂行业系统风险分析 (25)(二)、光刻胶用光引发剂业第二产业的经营风险 (26)申明中国的光刻胶用光引发剂业在当前复杂的商业环境下逐步发展，呈现出一个积极整合资源以提高粘连性的耐寒时代。
光刻技术的发展史
光刻技术的发展史
光刻技术是半导体制造过程中的一项核心技术，它被广泛应用于芯片制造、集成电路制造、平面显示器制造等领域。
以下是光刻技术的发展史：
1.接触式光刻技术（1950年代至1960年代）：接触式光刻技术
是最早的一种光刻技术，它使用的是硬模板，将图案直接接触在光刻胶上。
2.投影式光刻技术（1960年代至1970年代）：投影式光刻技术
使用投影光学系统，将掩膜上的图案投影到光刻胶上，因此可以实现更高的分辨率和更复杂的图案。
3.近场光刻技术（1970年代至1980年代）：近场光刻技术使用
特殊的光刻胶和近场光刻头，可以实现比传统投影式光刻更高的分辨率和更复杂的图案。
4.紫外光刻技术（1980年代至今）：紫外光刻技术使用波长为
248nm或193nm的紫外光，可以实现更高的分辨率和更复杂的图案。
目前，193nm光刻已成为芯片制造中主流的光刻技术。
5.双重曝光光刻技术（2000年代）：双重曝光光刻技术是一种
新型的光刻技术，它可以在不增加制造成本的情况下实现更高的分辨率和更复杂的图案。
6.多重图案光刻技术（2010年代）：多重图案光刻技术可以同
时实现多个图案的制造，从而大大提高了芯片制造的效率和成本效益。
我国光刻胶技术现状与问题
23、紫外正型光刻胶
紫外正型光刻胶（根据曝光波长的不同分为ｇ线正胶和ｉ线正胶，其中：ｇ线曝 光波长为436nm，ｉ线曝光波长为365nm）中以邻重氮萘醌系正胶为主，它与 负胶相比，具有分辨率高、抗干法蚀刻性强、耐热性好和去胶方便等优点；
其缺点是感光速度慢、粘附性及机械强度较差。 紫外正型光刻胶被广泛应用于分立器件、大规模及超大规模集成电路等的制作
它与紫外光刻胶技术相比有以下主要优点： ①基片上无衍射效应； ②能被聚焦在非常小的点上(0.1)或更小； ③在静电场或磁场作用下移动，很容易在计算机的控制下进行扫描，这一点是现
代技术必需的； ④电子束光刻胶无需使用掩膜版，可在计算机控制下进行“直写”。
33、分子光刻胶的概念
34、我国光刻胶研发历程
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按曝光光源和辐射源的不同，又分为紫外光刻胶(包括紫外正型光刻胶、紫外负型 光刻胶)、深紫外光刻胶(包括248nm光刻胶和193nm光刻胶)、极紫外光刻胶 (157nm)、电子束胶、Ｘ—射线胶、离子束胶等。
在紫外正型光刻胶中又根据曝光波长的不同分为ｇ线正胶和ｉ线正胶。
215、国内光刻胶产业化存在的问题
成膜树脂的合成及纯化技术 成膜树脂是光刻胶的主体成分，其生产技术是光刻胶实现产业化的核心技术。目
前国所生产的各种光刻胶的成膜树脂主要来源是进口。现有的合成技术合成的树 脂只能满足低档光刻胶的配制，高档树脂及单体的合成及纯化技术是国内光刻胶 发展的瓶颈之一。
36、国内光刻胶产业化存在的问题2
7、国际上光刻技术与光刻胶发展技术路线图
8、国际上光刻技术与光刻胶发展技术路线图2
9、国际上光刻技术与光刻胶发展技术路线图3
10、ArF浸入式光刻
11、浸入式光刻的原理和效果
光刻胶综述
光刻胶综述光刻胶又称光致抗蚀剂(photoresist), 是利用光化学反应进行图形转移的媒体,它是一类品种繁多、性能各异,应用极为广泛的精细化学品,本文主要介绍在电子工业中应用的各类光刻胶。
电子工业的发展与光刻胶的发展是密切相关的。
光刻胶的发展为电子工业提供了产业化的基础,而电子工业的发展又不断对光刻胶提出新的要求,推动光刻胶的发展。
由于电子工业的飞速发展, 目前光刻胶已经成为一个热点研究领域, 每年均有大量相关论文发表和新产品推出。
光刻胶主要应用于电子工业中集成电路和半导体分立器件的细微加工过程中,它利用光化学反应,经曝光、显影将所需要的微细图形从掩膜版(mask)转移至待加工的基片上,然后进行刻蚀、扩散、离子注入、金属化等工艺。
因此,光刻胶是电子工业中关键性基础化工材料。
光刻胶的历史可追溯至照相的起源,1826年人类第一张照片诞生就是采用了光刻胶材料--感光沥青。
在19世纪中期,又发现将重铭酸盐与明胶混合,经曝光、显影后能得到非常好的图形,并使当时的印刷业得到飞速的发展。
1954年Eastman-Kodak公司合成出人类第一种感光聚合物--聚乙烯醇肉桂酸酯,开创了聚乙烯醇肉桂酸酯及其衍生物类光刻胶体系,这是人类最先应用在电子工业上的光刻胶。
1958年该公司又开发出环化橡胶--双叠氮系光刻胶,使集成电路制作的产业化成为现实。
在此之前约1950年发明了重氮萘醌—酚醛树脂系光刻胶,它最早应用于印刷业,目前是电子工业用用最多的光刻胶,近年随着电子工业的飞速发展,光刻胶的发展更是日新月异,新型光刻胶产品不断涌现。
光刻胶按其所用曝光光源或辐射源的不同, 又可分为紫外光刻胶、深紫外光刻胶、电子束胶、离子束胶、X射线胶等。
2. 光刻技术及工艺电子工业的发展离不开光刻胶的发展, 这是由电子工业微细加工的线宽所决定的。
众所周知,在光刻工艺中离不开曝光。
目前采用掩膜版的曝光方式主要有接触式曝光和投影式曝光两种。
光刻胶前景
光刻胶前景光刻胶前景光刻胶是一种重要的材料和技术，广泛应用于微电子、光电子、光学和纳米技术等领域。
光刻胶的前景十分广阔，具有许多优势和潜在的应用。
首先，光刻胶在微电子领域有广泛的应用前景。
微电子技术已成为现代社会的重要组成部分。
光刻胶作为微电子工艺中的关键材料，可以用于制造晶体管、集成电路和显示器件等微小电子器件。
随着科技的迅速发展，人们对于电子器件的需求也在不断增加，而光刻胶的高精度、高分辨率的特性可以满足微电子器件制造的需求。
其次，光刻胶在光电子领域有巨大的潜力。
光电子学是研究光与电的相互作用以及光能量的发射、接收与转化的学科。
光刻胶可以用于制造光波导、光纤和光学元件等光电子器件。
这些器件在通信、光存储、激光技术和传感器等领域有着广泛的应用。
随着光电子技术的不断发展，光刻胶在光电子学中将发挥更大的作用，推动光电子学的发展。
另外，光刻胶在光学领域有着重要的应用前景。
光学是研究光的传播规律和光与物质相互作用的科学。
光刻胶可以用于制造光学元件如光学薄膜、透镜和分光仪器等，以及光学薄膜的刻蚀、修复和模板制作等。
这些光学器件在光学信息处理、光学通信、光学成像和激光技术等领域都有着广泛的应用。
随着人们对光学技术应用的需求不断增加，光刻胶的应用前景也将更加广阔。
此外，光刻胶在纳米技术领域也具备良好的发展前景。
纳米技术是一种研究和制造纳米尺度下材料和器件的技术，具有广泛的应用前景。
光刻胶可以用于制造纳米结构和纳米器件，如纳米线、纳米颗粒和纳米孔等。
通过控制光刻胶的光刻和显影过程，可以实现对纳米级特殊结构的精确定位和控制，这对于纳米尺度材料的制备和纳米器件的性能优化有着重要意义。
总结起来，光刻胶在微电子、光电子、光学和纳米技术等领域都有着广泛的应用前景。
光刻胶的高精度、高分辨率和可控性等特性，使其成为各个领域中不可或缺的材料和技术。
随着科技的进步和需求的增加，光刻胶的应用前景将更加广阔，推动着相关领域的发展和进步。
光刻胶的发展历程
光刻胶的发展历程
光刻胶是一种被广泛应用于半导体及光学行业的材料。
它可以在制造
芯片和显示器等电子产品中扮演重要的角色。
以下是光刻胶的发展历程：20世纪50年代，光刻胶开始被用于半导体生产中，主要用于制造电
子元件。
20世纪60年代，随着半导体技术的进步，采用了更高性能的光刻胶。
20世纪70年代，高分子材料的使用，使得光刻胶的特性、稳定性和
精度大有提高，因此得以广泛应用。
20世纪80年代，光刻胶的应用进一步拓展到了显示器、光学附件等
领域，以及多相面板、光纤通信器件的制造。
20世纪90年代，深紫外线（DUV）光刻技术得到广泛应用，需要新
型的光刻胶来应对更高要求的制造工艺。
21世纪以来，光刻胶的发展趋势主要集中于高性能、多用途、低成本、高效率、环保等方向。
az5214光刻胶成分
az5214光刻胶成分摘要：一、光刻胶概述1.光刻胶的定义2.光刻胶的作用二、az5214 光刻胶成分1.主要成分2.辅助成分三、光刻胶的应用领域1.半导体制造2.微电子制造3.印刷电路板制造四、光刻胶的发展趋势1.技术创新2.环保要求3.市场前景正文：光刻胶是一种在光照作用下发生化学变化的材料，它被广泛应用于半导体制造、微电子制造和印刷电路板制造等领域。
az5214 光刻胶是一种高性能的光刻胶，它的成分主要包括以下几个部分：一、主要成分az5214 光刻胶的主要成分包括感光树脂、溶剂、添加剂等。
感光树脂是光刻胶的核心部分，它会在光照作用下产生化学变化，从而实现对材料的曝光。
溶剂是光刻胶的载体，它能够将感光树脂溶解并传递到所需的曝光区域。
添加剂主要用于提高光刻胶的性能，如提高感光度、分辨率等。
二、辅助成分az5214 光刻胶中还包含一些辅助成分，如表面活性剂、抗氧化剂、消泡剂等。
表面活性剂主要用于改善光刻胶的涂覆性能和抗蚀性能。
抗氧化剂可以保护光刻胶在储存和应用过程中免受氧化损伤。
消泡剂则可以消除光刻胶涂覆过程中产生的气泡，提高涂覆质量。
随着半导体、微电子和印刷电路板产业的快速发展，光刻胶市场也呈现出良好的发展态势。
未来光刻胶的发展趋势主要表现在以下几个方面：一、技术创新随着科技的进步，光刻胶的性能将不断提高，新的光刻技术也将不断涌现。
例如，高分辨率光刻胶、低k 介电光刻胶等新型光刻胶的研发和应用将推动光刻技术的发展。
二、环保要求环保意识的增强使得光刻胶的环保性能越来越受到重视。
水溶性光刻胶、低有机溶剂光刻胶等环保型光刻胶将成为未来市场的主流。
三、市场前景随着半导体、微电子和印刷电路板产业的持续增长，光刻胶市场也将保持稳定的增长。
预计未来几年，全球光刻胶市场规模将保持5% 左右的年复合增长率。
总之，az5214 光刻胶作为一种高性能的光刻胶，其成分的选择和应用领域的拓展将推动光刻胶技术的不断创新和市场的发展。
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Vo.l14,No.16精细与专用化学品第14卷第16期F i n e and Specialty Che m ica ls2006年8月21日市场资讯光刻胶的发展及应用郑金红*(北京化学试剂研究所,北京100022)摘 要:主要介绍了国内外光刻胶的发展历程及应用情况,分析了国内外光刻胶市场状况及未来走向,并在此基础上阐述了我国光刻胶今后的研发重点及未来的发展方向。
关键词:集成电路;光刻胶;感光剂D evelop m ent T rends and M arket of PhotoresistZ HENG J in hong(Be iji ng Instit u te o f Che m ica l R eagents,Be iji ng100022,Chi na)Abstrac t:The deve l op m ent course and app licati on o f photoresist i n Chi na and abroad we re i ntroduced.The m arket sta t us and head i ng d irec tion o f pho toresist in Ch i na and abroad w ere also analyzed.T he research f o cuses and deve l op m ent trends of pho t o res i st i n Ch i na w ere descri bed.K ey word s:i n teg ra ted c ircuit;photoresist;photosensiti zer光刻胶(又称光致抗蚀剂)是指通过紫外光、准分子激光、电子束、离子束、X射线等光源的照射或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。
主要用于集成电路和半导体分立器件的微细加工,同时在平板显示、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。
由于光刻胶具有光化学敏感性,可利用其进行光化学反应,将光刻胶涂覆半导体、导体和绝缘体上,经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用,然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工的衬底上。
因此光刻胶是微细加工技术中的关键性化工材料。
现代微电子(集成电路)工业按照摩尔定律在不断发展,即集成电路(I C)的集成度每18个月翻一番;芯片的特征尺寸每3年缩小2倍,芯片面积增加1 5倍,芯片中的晶体管数增加约4倍,即每过3年便有一代新的集成电路产品问世。
现在世界集成电路水平已由微米级(1 0 m)、亚微米级(1 0~0 35 m)、深亚微米级(0 35 m以下)进入到纳米级(90~65nm)阶段,对光刻胶分辨率等性能的要求不断提高。
因为光刻胶的可分辨线宽 =k /NA,因此缩短曝光波长和提高透镜的开口数(NA)可提高光刻胶的分辨率。
光刻技术随着集成电路的发展,也经历了从g线(436nm)光刻,i线(365nm)光刻,到深紫外248nm光刻,及目前的193nm光刻的发展历程,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,使光刻胶的综合性能满足集成工艺制程的要求。
表1为光刻技术与集成电路发展的关系,其中光刻技术的变更决定了光刻胶的发展趋势。
1 国外光刻胶发展历程及应用光刻胶按曝光波长不同可分为紫外(300~ 450nm)光刻胶、深紫外(160~280n m)光刻胶、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。
根据曝24*收稿日期:2006 07 19作者简介:郑金红(1967 ),女,北京化学试剂研究所有机室主任,教授级高工,主要从事微电子化学品光刻胶的研究工作。
2006年8月21日郑金红:光刻胶的发展及应用光前后光刻胶膜溶解性质的变化又可分为正型光刻胶和负型光刻胶,曝光后溶解度增大的为正型光刻胶,溶解度减小的为负型光刻胶。
随着曝光波长变化,光刻胶中的关键组分,如成膜树脂、感光剂、添加剂也随之发生相应的变化,光刻胶的综合性能也不断提高。
集成电路制作中使用的主要光刻胶见表2。
表1 光刻技术与集成电路发展的关系时 间1986年1989年1992年1995年1998年2001年2004年2007年2010年I C集成度1M4M16M64M256M1G4G16G64G 技术水平/ m1 20 80 50 350 250 180 130 100 07可能采用的光刻技术g线g线、i线、K r F i线、K r F KrF KrF+RETArFA rF+RET、F2、PXL、I PLF2+RET、EPL、EUV、I PL、EBO W注:①g线:g线光刻技术;②i线:i线光刻技术;③K r F:248n m光刻技术;④ArF:193nm光刻技术;⑤F2:157nm光刻技术;⑥RET:光网增强技术;⑦EPL:为电子投影技术;⑧P XL:近X射线技术;⑨IPL:离子投影技术;⑩EUV:超紫外技术; EBO W:电子束直写技术。
表2 集成电路制作中使用的主要光刻胶光刻胶体系成膜树脂感 光 剂曝光机/曝光波长聚乙烯醇肉桂酸酯负胶聚乙烯醇肉桂酸酯成膜树脂自身高压汞灯/紫外全谱环化橡胶 双叠氮负胶环化橡胶双叠氮化合物高压汞灯/紫外全谱酚醛树脂 重氮萘醌正胶酚醛树脂重氮萘醌化合物①高压汞灯/紫外全谱;②g线S tepper/ 436nm;③i线S tepper/365nm248nm光刻胶聚对羟基苯乙烯及其衍生物光致产酸剂KrF Exci m er Laser/248n m 193nm光刻胶聚脂环族丙烯酸酯及其共聚物光致产酸剂ArF Exci m er Laser/193n m1.1 紫外光刻胶1.1.1 紫外负型光刻胶1954年E asM t an Kodak公司合成了人类第一种感光聚合物 聚乙烯醇肉桂酸酯,开创了聚乙烯醇肉桂酸酯及其衍生物类光刻胶体系,这是人类最先应用在电子工业上的光刻胶。
该类光刻胶无暗反应,存储期长,感光灵敏度高,分辨率好,但在硅片上的粘附性差,影响了它在电子工业的广泛应用。
1958年Kodak公司又开发出了环化橡胶 双叠氮系光刻胶。
因为该胶在硅片上具有良好的粘附性,同时具有感光速度快、抗湿法刻蚀能力强等优点,在20世纪80年代初成为电子工业的主要用胶,占当时总消费量的90%。
但由于其用有机溶剂显影,显影时胶膜会溶胀,从而限制了负胶的分辨率,因此主要用于分立器件和5 m、2~3 m集成电路的制作。
在紫外负型光刻胶的生产方面,由于其生产技术已经十分成熟,再加上其用量比较大,国外厂家负胶的生产规模一般均超过百吨以上。
随着微电子工业加工线宽的缩小,该系列负胶在集成电路制作中的应用逐渐减少。
1.1.2 紫外正型光刻胶1950年左右开发出的酚醛树脂 重氮萘醌正型光刻胶用稀碱水显影,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的曝光机不同,又可分为宽谱紫外正胶、G线正胶、I线正胶。
三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的微观结构上稍有变化,因此三者性能,尤其是分辨率不一样,应用场合也不同。
宽谱紫外正胶适用于2~3 m、0 8~1 2 m集成电路的制作。
G线紫外正胶采用g线曝光,适用0 5~0 6 m集成电路的制作。
I线紫外正胶采用i 线曝光,适用0 35~0 5 m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线光刻技术自20世纪80年代中期进入开发期,90年代初进入成熟期,90年代中期进入昌盛期并取代了G线光刻胶的统治地位,I线光刻技术目前仍是最为广泛应用的光刻技术。
i线光刻胶最初分辨率只能达到0 5 m,随着i线光刻机的改进,I25精细与专用化学品第14卷第16期线正胶亦能制作线宽为0 25 m 的集成电路,延长了i 线光刻技术的使用寿命。
在一个典型的器件中,有1/3的图层是真正的关键层,1/3的图层是次关键层,其余1/3是非关键层。
有一种混合匹配的光刻方法,把光刻胶和设备技术同硅片层的临界状态相匹配。
例如:对于0 22 m DRAM 的器件,用i 线步进光刻机能够形成器件上总共20层中的13层次关键层的图形,剩下的7层用前沿的深紫外步进扫描机成像。
在这项研究中,i 线产品的成本平均是每层5美元,深紫外层则是7 50美元,从而大大降低器件的制作成本。
所以i 线光刻胶将在较长一段时间内持续占据一定数量的市场份额。
1.2 深紫外光刻胶深紫外光由于波长短,衍射作用小,因而具有高分辨率的特点。
随着K r F(248nm )、A r F(193nm )、F 2(157nm )等稀有气体卤化物准分子激发态激光光源技术的发展,使深紫外光刻工艺成为现实。
与紫外光刻胶不同的是,深紫外光刻胶均为化学增幅型光刻胶。
化学增幅型光刻胶的特点是:在光刻胶中加入光致产酸剂,在光辐射下,产酸剂分解出酸,在中烘时,酸作为催化剂,催化成膜树脂脱去保护基团(正胶),或催化交联剂与成膜树脂发生交联反应(负胶);而且在脱去保护基反应和交联反应后,酸能被重新释放出来,没有被消耗,能继续起催化作用,大大降低了曝光所需的能量,从而大幅度提高了光刻胶的光敏性。
化学增幅型光刻胶的感光机理见图1。
图1 化学增幅型光刻胶的感光机理1.2.1 248nm 深紫外光刻胶以K r F 准分子激光为曝光源的248nm 光刻胶的研究起源于1990年前后,在20世纪90年代中后期进入成熟阶段。
由于酚醛树脂 重氮萘醌系光刻胶在248nm 处有很强的非光漂白性吸收,光敏性很差,因此无法继续使用。
聚对羟基苯乙烯及其衍生物在248nm 处有很好的透过性,成了248nm 光刻胶的成膜树脂。
在化学增幅型光刻胶中,光致产酸剂对胶的成像性能影响很大。
光致产酸剂的种类繁多,但在商品化的248n m 光刻胶中普遍使用的光致产酸剂能产生磺酸碘鎓盐和硫鎓盐。
248nm 光刻胶及所有化学增幅光刻胶所遇到的最大问题是曝光后必须立即中烘,否则胶膜表层会形成不溶的表皮层或出现剖面为T 型的图形(俗称T top 图形)。
这主要因为空气中微量的碱性物质与曝光区胶膜表面的酸发生中和反应形成铵盐,这一方面使酸催化反应的效率受到影响,甚至停止,导致曝光区胶膜在显影液中的溶解性质未产生足够的变化,另一方面这种铵盐在碱性显影液中无法溶解,从而导致不溶表皮层或T top 图形。
采用活性炭过滤,控制工艺车间氨的浓度和使用顶部保护涂层的方法已很普遍;另一种方法是在胶中加入碱性添加剂以减少酸的扩散,提高光刻胶的性能。