目录目录 (1)一、什么是光刻胶 (3)二、光刻胶的分类 (3)三、光刻胶的基本组成和技术参数 (3)四、光刻胶的发展及应用 (6)五、国内光刻胶的现状和应用 (8)六、相关技术资料 (9)1.液态光成像阻焊油墨（供借鉴） (9)2.UV可剥性涂料（供借鉴） (9)3.重氮萘醌磺酸酯-酚醛树脂正性光致抗蚀剂的制备与性质（供借鉴） (10)4.一种新型I-线化学增幅型光致抗蚀剂材料的制备和性质（供借鉴） (10)5.一种可以正负互用的水型化学增幅抗蚀剂的研究（供借鉴） (11)6.酚醛感光材料的研究材料（供借鉴） (12)7.鎓盐光产酸剂和增感染料的化学增幅型i-线正性光致抗蚀剂 (13)8.LCD正型光致刻蚀剂感光树脂的研制 (13)9.酚醛环氧丙烯酸光敏树脂的合成及应用 (14)10.硫杂蒽酮衍生物对聚乙烯醇肉桂酸酯光增感作用的研究 (14)七、市场上的产品介绍 (14)1.北京恒业中远化工有限公司 (15)聚乙烯醇肉桂酸酯类负型光致抗蚀剂 (15)双叠氮-环化橡胶负性光致抗蚀剂（环化橡胶类负型光致抗蚀剂） (15)聚乙二醇亚肉桂基丙二酸酯负型光刻胶 (15)邻重氮萘醌类正型光刻胶 (15)2.北京赛米莱德贸易有限公司 (16)3.苏州瑞红电子化学品有限公司 (16)4.苏州锐材半导体有限公司 (17)5.国外G,H,I线光刻胶 (17)6.瑞士SU-8光刻胶 (17)八、信利具体的使用工艺参数及要求 (18)九、初步方案(待深入分析) (18)1.丙烯酸基光刻胶 (18)2.聚乙烯醇肉桂酸酯类负型光致抗蚀剂 (18)3.聚酯类类负性光刻胶 (19)4.环化橡胶类负性光刻胶 (19)5.邻重氮萘醌类正型光刻胶 (19)一、什么是光刻胶光刻胶，又称光致抗蚀剂，具有光化学敏感性，在光的照射下溶解度发生变化，一般以液态涂覆在半导体、导体等基片表面上，曝光烘烤后成固态，它可以实现从掩膜版到基片上的图形转移，在后续的处理工序中保护基片不受侵蚀，是微细加工技术中的关键材料。

它是集成电路制造的关键材料，主要应用于分立器件、集成电路（IC）、平板显示（FPD、LCD、PDP）、LED等。

随着国内芯片制造业的迅速发展，本土化需求将越来越大。

二、光刻胶的分类根据光刻胶按照如何响应紫外光的特性可以分为两类光刻胶分为正胶和负胶，正胶即曝光显影后可溶于显影液；负胶即曝光显影后不可溶于显影液。

负性光刻胶，最早使用，一直到20世纪70年代。

其曝光区域发生交联，难溶于显影液。

特性：良好的粘附能力、良好的阻挡作用、感光速度快；显影时发生变形和膨胀，所以只能用于2μm的分辨率。

正性光刻胶，正性光刻胶的曝光区域更加容易溶解于显影液。

特性：分辨率高、台阶覆盖好、对比度好；粘附性差、抗蚀刻能力差、高成本。

其中负胶包括环化橡胶体系负胶及化学放大型负胶（主体树脂不同，作用原理不同）；正胶包括传统正胶（DNQ-Novlac体系）和化学放大光刻胶（CAR）。

因此，根据光刻胶能形成图形的最小光刻尺寸来分：传统光刻胶和化学放大光刻胶。

传统光刻胶适用于I线（365nm）、H线（405nm）和G线（436nm），关键尺寸在0.35μm及其以上。

化学放大光刻胶（CAR）适用于深紫外线（DUV）波长的光刻胶，KrF（248nm）和ArF（193nm）。

三、光刻胶的基本组成和技术参数随着IC特征尺寸亚微米、深亚微米方向快速发展，现有的光刻机和光刻胶已无法适应新的光刻工艺要求。

光刻机的曝光波长也在由紫外谱g线(436nm) →i 线(365nm) →248nm→193nm→极紫外光(EUV)→ X射线，甚至采用非光学光刻（电子束曝光、离子束曝光），光刻胶产品的综合性能也必须随之提高，才能符合集成工艺制程的要求。

光刻胶制造中的关键技术包括：配方技术、超洁净技术、超微量分析技术及应用检测能力。

制程特性要求有：涂布均匀性、灵敏度、分辨率及制程宽容度等。

1.光刻胶的组成光刻胶主要组成如下：树脂、感光剂、溶剂。

其中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与基底间的吸附，因此一般光刻胶树脂的长度为8-20个单体。

其中感光剂，对于正性光刻胶，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，从而使曝光部分在显影过程中被冲洗掉；对于负性光刻胶，感光剂在曝光后诱导树脂分子发生交联，使曝光部分不被显影液溶解。

其中溶剂保持光刻胶的流行性，因此通过甩胶能够形成非常薄的光刻胶。

传统光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶，其中负性光刻胶，树脂是聚异戊二烯，一种天然的橡胶；溶剂是二甲苯；感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂，产生的自由基在橡胶分子间形成交联.从而变得不溶于显影液，负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨；曝光时光刻胶容易与氮气反应而抑制交联。

正性光刻胶，树脂是一种叫做线性酚醛树脂的酚醛甲醛，提供光刻胶的粘附性、化学抗蚀性，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在显影液中；感光剂是光敏化合物（PAC，Photo Active Compound），最常见的是重氮萘醌（DNQ），在曝光前，DNQ是一种强烈的溶解抑制剂，降低树脂的溶解速度，在紫外曝光后，DNQ在光刻胶中化学分解，成为溶解度增强剂，大幅提高显影液中的溶解度因子至100或者更高。

这种曝光反应会在DNQ中产生羧酸，它在显影液中溶解度很高，正性光刻胶具有很好的对比度，所以生成的图形具有良好的分辨率。

化学放大光刻胶，树脂是具有化学基团保护的聚乙烯（PHS），有保护团的树脂不溶于水。

感光剂是光酸产生剂（PAG，Photo Acid Generator），光刻胶曝光后，在曝光区的PAG发生光化学反应会产生一种酸，该酸在曝光后热烘（PEB，Post Exposure Baking）时，作为化学催化剂将树脂上的保护基团移走，从而使曝光区域的光刻胶由原来不溶于水转变为高度溶于以水为主要成分的显影液。

2.光刻胶的主要技术参数（1）分辨率，通常用关键尺寸（CD）来衡量，CD越小，光刻胶的分辨率越高。

同时，光刻胶的厚度会影响分辨率，当CD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到刻线的平整度，用小分子代替聚合物会得到更高的极限分辨率。

另外，在化学放大光刻胶中，光致产酸剂的扩散会导致图形的模糊，降低分辨率。

（2）对比度，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，对于某一波长的光，要在光刻胶上形成图形需要的最小能量密度值成为曝光的最小剂量，单位mJ/cm，通常最小剂量的倒数就是灵敏度，它可以用来衡量光刻胶对光的敏感程度和曝光的速度，灵敏度越高，曝光完成需要的时间越少，光刻胶的敏感度对于波长更短的深紫外光（DUV）、极深紫外光（EUV）等尤为重要。

如下为曝光曲线，从中可直观的看到分辨率、对比度和敏感度。

其中，上图为A、B、C三种光刻胶的曝光曲线，在曝光剂量达到一定阈值后，光刻胶的残余厚度迅速降低，这个阈值就是敏感度，敏感度越高，阈值越小。

阈值附近的曲线的陡峭程度表征了光刻胶的对比度，曝光部分和未曝光部分过渡越迅速，分辨率就越高。

（4）粘度，衡量光刻胶流动特性的参数.粘滞性随着光刻胶中的溶剂的减少而增加；高的粘滞性会产生厚的光刻胶；越小的粘滞性，就有越均匀的光刻胶厚度。

（5）光刻胶的比重，衡量光刻胶的密度的指标。

它与光刻胶中的固体含量有关，较大的比重意味着光刻胶中含有更多的固体，粘滞性更高、流动性更差。

（6）粘附性，表征光刻胶粘着于衬底的强度，光刻胶的粘附性不足会导致硅片表面的图形变形，光刻胶的粘附性必须经受住后续工艺（蚀刻、离子注入等）。

（7）抗蚀性，光刻胶必须保持它的粘附性，在后续的蚀刻工序中保护衬底表面.耐热稳定性、抗蚀刻能力和抗离子轰击能力。

抗蚀刻性能主要有两个：一是耐化学腐蚀性。

光刻胶在印制各层电路图形于Si片及其他薄膜层上时，需把图形保留下来，并把印有电路图形的光刻胶连同晶片一起置入化学蚀刻液中，进行很多次的湿法腐蚀。

只有当光刻胶具有很强的抗蚀性。

二是抗离子轰击能力，对蚀刻腔中等离子态的气态分子有一定的抗蚀能力。

（8）表面张力，液体中将表面分子拉向液体主体内的分子间吸引力，光刻胶应该具有比较小的表面张力，使光刻胶具有良好的流动性和覆盖。

（9）存储和传送，能量（光和热）可以激活光刻胶，应该存储在密闭、低温、不透光的盒中，同时必须规定光刻胶的闲置期限和存贮温度环境，一旦超过存储时间或较高的温度范围，负胶会发生交联，正胶会发生感光延迟。

通常地，负胶的灵敏度高于正胶，但正胶的对比度和分辨率较负胶高，但正胶的粘附性和耐蚀性较差。

传统的光刻波长为汞灯的g-（436nm），h-（405nm），g-（365nm），现代DUV 光源有诸如248nmKrF laser、193nmArF laser，另外EUV还在研制之中，当前市场上也存在针对各种光源的光刻胶。

一般利用短波长的光源也可以进行曝光，但曝光的灵敏度会下降，另外在曝光过程中光刻胶表面的变化可能会导致吸收系数的下降，在深紫外波段，强烈的吸收损耗会降低敏感度，此时可掺入光致产酸剂来对反应过程进行化学放大，从而提高敏感度十倍甚至更高。

四、光刻胶的发展及应用1.紫外负型光刻胶聚乙烯醇肉桂酸醋系负型光刻胶，聚乙烯醇肉桂酸醋系列紫外负型光刻胶是指通过酯化反应将肉桂酸酰氯感光基团接枝在聚乙烯醇分子链上而获得的一类光刻胶，是最早合成的感光高分子材料，其感光波长为370-470nm，是早期电子工业使用的重要光刻胶之一。

该系列光刻胶元暗反应，存贮期长，感光灵敏度高，分辨率好。

但在硅材料基片上的粘附性较差，影响了它在电子工业的广泛使用。

1958年由美国柯达公司发明了环化橡胶-双叠氮型紫外负型光刻胶。

该胶具有粘附性好，特别在电子工业中最广泛应用的硅材料上的粘附性好，感光速度快，抗湿法蚀刻能力强等优点，很快成为电子工业中应用的主导胶种。

20世纪80年代初它的用量一度占电子工业中可用光刻胶用量的90%。

近年随着电子工业微细加工线宽的缩小，该系列负胶在集成电路制作中的应用逐年缩小，但在半导体分立器件的制作中仍有较多的应用。

2.紫外正型光刻胶1950年左右开发出来的邻重氮萘醌-线性酚醛树脂系紫外正型光刻胶，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，且抗干法蚀刻性强，在电子工业中应用最多，是目前电子工业中使用最多的胶种。

邻重氮萘醌-线性酚醛树脂系紫外正型光刻胶主要由①感光剂，邻重氮萘醌化合物；②成膜剂，线性酚醛树脂；③添加剂及溶剂组成。

邻重氮萘醌化合物的不同会导致光刻胶的曝光波长有所不同。