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光刻胶工艺

主要用于半导体图形化工艺，是半导体制造过程中的重要步骤。光刻工艺利用化学反应原理把事先制备在掩模上的图形转印到晶圆，完成工艺的设备光刻机和光刻胶都是占半导体芯片工厂资产的大头。

在目前比较主流的半导体制造工艺中，一般需要40 步以上独立的光刻步骤，贯穿了半导体制造的整个流程，光刻工艺的程度决定了半导体制造工艺的程度。光刻过程中所用到的光刻机是半导体制造中的核心设备。目前，ASML 的NXE3400B售价在一亿欧元以上，媲美一架F35 战斗机。

按曝光波长，光刻胶可分为紫外（300~450 nm）光刻胶、深紫外（160~280 nm）光刻胶、极紫外（EUV，13.5 nm）光刻胶、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。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，而半导体光刻胶代表着光刻胶技术水平。

光刻胶定义

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光刻胶是一大类具有光敏化学作用(或对电子能量敏感)的高分子聚合物材料，是转移紫外曝光或电子束曝照图案的媒介。光刻胶的英文名为resist，又翻译为抗蚀剂、光阻等。因为光刻胶的作用就是作为抗刻蚀层保护衬底表面。光刻胶只是一种形象的说法，因为光刻胶从外观上呈现为胶状液体。

光刻胶通常是以薄膜形式均匀覆盖于基材表面。当紫外光或电子束的照射时，光刻胶材料本身的特性会发生改变，经过显影液显影后，曝光的负性光刻胶或未曝光的正性光刻胶将会留在衬底表面，这样就将设计的微纳结构转移到了光刻胶上，而后续的刻蚀、沉积等工艺，就可进一步将此图案转移到光刻胶下面的衬底上，后再使用除胶剂将光刻胶除去就可以了。

光刻胶按其形成图形的极性可以分为：正性光刻胶和负性光刻胶。正胶指的是聚合物的长链分子因光照而截断成短链分子；负胶指的是聚合物的短链分子因光照而交链长链分子。 短链分子聚合物可以被显影液溶解掉，因此正胶的曝光部分被去掉，而负胶的曝光部分被保留。

光刻胶一般由4部分组成：树脂型聚合物（resin/polymer），溶剂（solvent），光活性物质（photoactive compound，PAC），添加剂（Additive）。 其中，树脂型聚合物是光刻胶的主体，它使光刻胶具有耐刻蚀性能；溶剂使光刻胶处于液体状态，便于涂覆；光活性物质是控制光刻胶对某一特定波长光/电子束/离子束/X射线等感光，并发生相应的化学反应；添加剂是用以改变光刻胶的某些特性，如控制胶的光吸收率/溶解度等。

正性光刻胶的结构

光学光刻胶通常包含以下三种成分：(1)聚合物材料(也称为树脂)。聚合物材料在光的辐照下不发生化学反应，其主要作用是保证光刻胶薄膜的附着性和抗腐蚀性，同时也决定着光刻胶薄膜的其他一些特性(如光刻胶的膜厚要求、弹性要求和热稳定性要求等)。(2)感光材料。感光材料一般为复合性物质(简称PAC或感光剂)。感光剂在受光辐照之后会发生化学反应。正胶的感光剂在未曝光区域起抑制溶解的作用，可以减慢光刻胶在显影液中的溶解速度。以正性胶为例，使用g射线和i射线光刻中的正性胶是由重氮醌(简称为DQ)感光剂和酚树脂构成。(3)溶剂(如丙二醇-，PGME)。溶剂的作用是使光刻胶在涂覆到硅片表面之前保持为液态

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