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光刻胶分析

G&M TECH 佳屹科技

2025-12-12

导读：光刻胶是微电子制造中光刻工艺的关键材料，用于在晶圆表面形成精细图案 (Jing-run et al.,

光刻胶是微电子制造中光刻工艺的关键材料，用于在晶圆表面形成精细图案 (Jing-run et al., 2022)[1] (Garza et al., 2017)[2] 。光刻胶通过光化学反应改变其溶解度，从而允许选择性地去除或保留特定区域，最终将掩模上的电路设计转移到晶圆上 (Smith, 2020)[3] (Leuschner & Pawlowski, 2013)[4] 。

光刻胶的组成与分类

光刻胶主要由成膜树脂、感光剂和溶剂组成 (Xuan et al., 2008)[5] (Unknown, 2008)[6] 。

成膜树脂：是光刻胶的主要成分，决定了光刻胶的机械性能、耐热性和化学稳定性。常用的树脂包括酚醛树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂 (Yang et al., 2007)[7] (Yang et al., 2006)[8] 。

感光剂：也称为光致产酸剂（PAG），在光照下产生酸，引发后续的化学反应，改变光刻胶的溶解度 (Garza et al., 2017)[2] (Unknown, 2014)[9] 。

溶剂：用于溶解树脂和感光剂，并调节光刻胶的粘度和涂覆性能 (Smith, 2020)[3] (Yang et al., 2007)[7] 。

曝光后溶解度的变化

光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶 (Garza et al., 2017)[2] :

正性光刻胶：曝光区域的溶解度增加，在显影过程中被去除，保留未曝光区域的图案 (Garza et al., 2017)[2] 。

负性光刻胶：曝光区域发生交联反应，溶解度降低，在显影过程中被保留，去除未曝光区域 (Garza et al., 2017)[2] (Yang et al., 2007)[7] 。

光刻工艺流程

光刻工艺通常包括以下步骤 (Hermans et al., 2007)[10] (Zhu et al., 2022)[11] :

涂覆光刻胶：将光刻胶均匀涂覆在晶圆表面，形成薄膜 (Smith, 2020)[3] (Park, 2013)[12] 。

软烘烤：加热晶圆，去除光刻胶中的溶剂，提高其附著力 (Smith, 2020)[3] 。

曝光：通过掩模将紫外光或其他光源照射到光刻胶表面，选择性地改变光刻胶的化学性质 (Smith, 2020)[3] (Hermans et al., 2007)[10] 。

显影：使用显影液去除光刻胶中溶解度发生改变的区域，形成图案 (Unknown, 2024)[13] (Unknown, 2014)[9] 。

硬烘烤：进一步加热晶圆，固化光刻胶图案，增强其耐化学腐蚀能力 (김병욱 et al., 2005)[14] (オー、シャン−イイ et al., 2001)[15] 。

刻蚀：利用光刻胶图案作为掩模，对晶圆进行刻蚀，将图案转移到下层材料上 (Tsou, 1989)[16] 。

去除光刻胶：使用剥离剂去除剩余的光刻胶，完成图案转移 (김위용 et al., 2003)[17] (Chu et al., 2014)[18] 。

光刻技术的发展趋势

随著半导体器件集成度的不断提高，光刻技术也在不断发展，以满足更小尺寸、更高分辨率的需求 (SOYANO, 2012)[19] (Rafael-Naab et al., 2024)[20] (Li & Aqad, 2025)[21] 。

深紫外光刻（DUV）：采用更短波长的深紫外光（如193nm）作为光源，提高分辨率 (Leuschner & Pawlowski, 2013)[4] 。

极紫外光刻（EUV）：使用波长为13.5nm的极紫外光，是目前最先进的光刻技术，能够制造更小尺寸的器件 (Rafael-Naab et al., 2024)[20] (Li & Aqad, 2025)[21] 。

浸没式光刻：在透镜和晶圆之间填充液体，提高数值孔径，从而提高分辨率 (Synowicki et al., 2005)[22] 。

多重图案化技术：通过多次曝光和刻蚀，实现更高的图案密度 (Hou et al., 2018)[23] 。

光刻胶的应用

光刻胶广泛应用于半导体制造、印刷电路板（PCB）制造、微机电系统（MEMS）制造等领域 (An et al., 2020)[24] (Chu et al., 2014)[18] (He et al., 2004)[25] (Shin et al., 2010)[26] (Aggas et al., 2018)[27] 。

半导体制造：用于制造各种半导体器件，如集成电路、存储器和传感器 (Jing-run et al., 2022)[1] (Li & Aqad, 2025)[21] .

印刷电路板制造：用于在PCB上形成电路图案 (Chu et al., 2014)[18] .

微机电系统制造：用于制造微型传感器、执行器和其他微型器件 (An et al., 2020)[24] (Shin et al., 2010)[26] .

细胞图案：光刻技术可以用于在生物材料表面构建图案，实现细胞的定向排列和功能调控 (He et al., 2004)[25] .

光刻胶去除剂

在光刻工艺完成后，需要使用光刻胶去除剂去除晶圆表面的光刻胶 (김위용 et al., 2003)[17] (김병욱 et al., 2005)[14] (Chu et al., 2014)[18] (朴珉春 et al., 2010)[32] 。

光刻胶去除剂的成分通常包括溶剂、胺类化合物和腐蚀抑制剂 (김위용 et al., 2003)[17] (김병욱 et al., 2005)[14] (朴珉春 et al., 2010)[32] 。

理想的光刻胶去除剂应具有以下特点：

高效去除光刻胶：能够快速、完全地去除各种类型的光刻胶 (朴珉春 et al., 2010)[32] .

对基材无腐蚀：对晶圆上的金属和介质材料无腐蚀 (朴珉春 et al., 2010)[32]

环保：低毒、可生物降解，对环境友好 (Liu et al., 2023)[30] .

结论

光刻胶是光刻工艺中不可或缺的关键材料，其性能直接影响到微电子器件的制造质量和性能 (Jing-run et al., 2022)[1] (Garza et al., 2017)[2] 。

随着光刻技术的不断发展，对光刻胶材料的要求也越来越高. 新型光刻胶材料和光刻技术的不断涌现，将推动微电子制造技术的持续进步 (Li & Aqad, 2025)[21] (Gao et al., 2024)[28] 。

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