光刻胶及周边材料
半导体光刻胶及关键材料研究和产业化项目
半导体光刻胶及关键材料研究和产业化项目随着科技的不断发展，半导体产业已经成为了全球经济发展的重要支柱。
而在这个过程中，光刻胶及关键材料的研究和产业化项目显得尤为重要。
本文将从理论和实践两个方面，对半导体光刻胶及关键材料的研究和产业化项目进行详细的分析和探讨。
一、半导体光刻胶的研究现状及发展趋势1.1 光刻胶的基本概念及作用光刻胶是半导体制造过程中的关键材料之一，主要用于在硅片上形成微细的图形结构。
光刻胶的主要作用是在曝光过程中与紫外线发生化学反应，使硅片表面的图形结构得以固化。
光刻胶的质量和性能直接影响到半导体器件的性能和产量。
1.2 光刻胶的主要类型及特点目前市场上主要使用的光刻胶有三种类型：紫外线固化型(UVCurable)、湿法化学固化型(WEC)和干法化学固化型(GPC)。
这三种类型的光刻胶各有优缺点，但总体来说，紫外线固化型的光刻胶具有固化速度快、分辨率高等优点，因此在半导体制造中得到了广泛应用。
二、半导体关键材料的发展趋势2.1 硅片表面处理技术的发展硅片表面处理技术是半导体制造过程中的关键环节，对于提高光刻胶的附着力和稳定性具有重要意义。
近年来，硅片表面处理技术取得了显著的进展，如原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)等技术的应用，使得硅片表面的形貌和化学性质得到了有效控制，从而提高了光刻胶的性能。
2.2 新型光刻胶的研发与应用随着半导体工艺技术的不断进步，对光刻胶的要求也越来越高。
为了满足这些需求，研究人员正在积极开展新型光刻胶的研发工作。
这些新型光刻胶在固化速度、分辨率、抗污染性能等方面具有明显优势，有望在未来的半导体制造中得到广泛应用。
三、半导体光刻胶及关键材料产业化项目的挑战与对策3.1 技术研发方面的挑战与对策在半导体光刻胶及关键材料产业化项目中，技术研发是一个重要环节。
面对日益激烈的市场竞争和技术升级的压力，企业需要加大研发投入，加强与高校、科研院所的合作，提高自主研发能力，以确保在关键技术领域保持领先地位。
半导体光刻胶及关键材料研究和产业化项目
半导体光刻胶及关键材料研究和产业化项目随着科技的不断发展，半导体行业已经成为了全球经济发展的重要引擎。
在这个过程中，光刻胶和关键材料的研究成果对于提高半导体制程的技术水平和降低生产成本具有重要意义。
本文将对半导体光刻胶及关键材料的研究和产业化项目进行详细的分析和讨论。
一、半导体光刻胶的研究与应用1.1 光刻胶的基本原理与分类光刻胶是半导体制程中的关键材料之一，主要用于在硅片上形成微细结构的图案。
光刻胶的基本原理是利用光化学反应在硅片表面固化，形成特定图案。
根据固化方式的不同，光刻胶可以分为接触式光刻胶、离子束光刻胶和激光光刻胶等。
1.2 光刻胶的研究进展近年来，随着科技的不断进步，光刻胶的研究取得了显著的成果。
例如，研究人员通过改进光刻胶的配方和工艺，实现了对图案分辨率的精确控制；还开发出了一种新型的光刻胶，具有优异的抗辐射性能和稳定性能。
这些成果为半导体制程技术的提升和产业的发展提供了有力支持。
二、半导体关键材料的研究方向与进展2.1 硅片表面处理技术的研究与应用硅片表面处理技术是半导体制程中的关键环节之一，直接影响到制程的质量和效率。
近年来，研究人员在硅片表面处理技术方面取得了一系列重要突破。
例如，通过引入新型的表面修饰剂和改性剂，实现了对硅片表面形貌的精确调控；还开发出了一种高效的硅片表面清洗工艺，有效降低了生产成本。
2.2 薄膜材料的研究与应用薄膜材料是半导体制程中的重要组成部分，对于提高器件性能和降低功耗具有重要意义。
近年来，研究人员在薄膜材料的研究方面取得了一系列重要成果。
例如，通过改进薄膜材料的制备方法和工艺，实现了对薄膜厚度和组分分布的精确控制；还开发出了一种新型的薄膜沉积技术，具有优异的生长速率和晶体质量。
这些成果为半导体器件性能的提升和产业的发展提供了有力支持。
三、半导体光刻胶及关键材料的产业化前景展望随着科技的不断进步，半导体行业正面临着前所未有的发展机遇。
在这个过程中，光刻胶和关键材料的研究成果将发挥越来越重要的作用。
光刻胶大全
光刻胶产品前途无量（半导体技术天地）之南宫帮珍创作1 前言光刻胶(又名光致抗蚀剂)是指通过紫外光、电子束、准分子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射，使溶解度发生变更的耐蚀刻薄膜资料，主要用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工，近年来也逐步应用于光电子领域平板显示器（FPD）的制作。
由于光刻胶具有光化学敏感性，可利用其进行光化学反应，经曝光、显影等过程，将所需要的微细图形从掩模版转移至待加工的衬底上，然后进行刻蚀、扩散、离子注入等工艺加工，因此是电子信息财产中微电子行业和光电子行业微细加工技术的关键性基础加工资料。
作为经曝光和显影而使溶解度增加的正型光刻胶多用于制作IC，经曝光或显影使溶解度减小的负型光刻胶多用于制作分立器件。
2 国外情况随着电子器件不竭向高集成化和高速化方向发展，对微细图形加工技术的要求越来越高，为了适应亚微米微细图形加工的要求，国外先后开发了g线（436nm）、i线（365nm）、深紫外、准分子激光、化学增幅、电子束、X射线、离子束抗蚀剂等一系列新型光刻胶。
这些品种较有代表性的负性胶如美国柯达（Kodak）公司的KPR、KMER、KLER、KMR、KMPR等；联合碳化学（UCC）公司的KTI系列；日本东京应化（Tok）公司的TPR、SVR、OSR、OMR；合成橡胶（JSR）公司的CIR、CBR系列；瑞翁（Zeon）公司的ZPN系列；德国依默克（E.Merk）公司的Solect等。
正性胶如：美国西帕来（Shipely）公司的AZ系列、DuPont公司的Waycot系列、日本合成橡胶公司的PFR等等。
2000~2001年世界市场光刻胶生产商的收益及市场份额公司2001年收益2001年市场份额（%） 2000年收益 2000年市场份额（%）Tokyo Ohka Kogyo 150.1 22.6 216.525.2Shipley 139.2 21.0 174.620.3JSR 117.6 17.7 138.416.1Shin-EtsuChemical 70.1 10.6 74.28.6ArchChemicals 63.7 9.6 84.19.8其他 122.2 18.5 171.620.0总计 662.9 100.0 859.4 100.0Source: Gartner Dataquest目前，国际上主流的光刻胶产品是分辨率在0.25µm～0.18µm的深紫外正型光刻胶，主要的厂商包含美国Shipley、日本东京应化和瑞士的克莱恩等公司。
光刻胶知识简介
光刻胶知识简介光刻胶知识简介:一.光刻胶的定义（photoresist）又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。
感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。
经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。
二.光刻胶的分类光刻胶的技术复杂，品种较多。
根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。
光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。
利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。
基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。
①光聚合型采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。
②光分解型采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶.③光交联型采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链及链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。
柯达公司的产品KPR胶即属此类。
三.光刻胶的化学性质a、传统光刻胶：正胶和负胶。
光刻胶的组成：树脂(resin/polymer),光刻胶中不同材料的粘合剂，给及光刻胶的机械及化学性质(如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等)；感光剂，感光剂对光能发生光化学反应；溶剂(Solvent)，保持光刻胶的液体状态，使之具有良好的流动性；添加剂(Additive)，用以改变光刻胶的某些特性，如改善光刻胶发生反射而添加染色剂等。
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；曝光时光刻胶容易及氮气反应而抑制交联。
光刻胶配方范文
光刻胶配方范文光刻胶是一种在微电子制造过程中广泛使用的材料，用于制作图案和结构。
不同的光刻胶配方会产生不同的特性，以适应不同的应用需求。
以下是一种常见的光刻胶配方，供参考。
1.光刻胶基础材料：-光刻胶树脂：光刻胶的基础材料，通常使用光聚合性树脂，例如甲基丙烯酸甲酯（MMA）树脂。
- 光敏剂：光刻胶的关键成分，用于触发树脂的光聚合反应。
常用的光敏剂有二苯乙烯（Styrene），乙烯基蒽醌（VAQ）等。
-加料剂：用于调整光刻胶的黏度、抗粘性能、抗辐射性能等特性。
常用的加料剂有二甲基亚砜（DMSO），二甲基二硫醚（DMDS）等。
2.成膜剂：- 硝酸铝（Aluminum Nitrate）：用于增加光刻胶的附着力和耐磨性。
- 硝酸钼（Ammonium Molybdate）：用于增加光刻胶的耐辐射性能。
3.溶剂：-甲基异丁基酮（MIBK）：用于调整光刻胶的黏度和干燥速度。
- 丁醇酸酯（Butyl Acetate）：用于调整光刻胶的粘度和溶解性能。
4.添加剂：- 防泡剂：用于降低光刻胶在搅拌过程中产生的气泡。
常用的防泡剂有杏仁油（Almond Oil），辛基硅油（Octylsiloxane）等。
以上只是一种常见的光刻胶配方，具体的配方比例和添加剂种类可以根据不同的应用需求和具体材料的特性进行调整。
对于大规模的光刻胶生产，需进行系统的工艺优化和配方研发，以提高光刻胶的性能和稳定性。
需要注意的是，光刻胶在制备过程中需要严格控制温度、湿度和清洁度等因素，以确保光刻胶的质量和可靠性。
此外，应根据具体的应用需求进行合理的光刻曝光和显影工艺，以获得期望的图案和结构。
综上所述，光刻胶是一种复杂的材料，其配方和调整需要依据具体要求进行。
希望以上内容能对光刻胶的配方有所了解。
光刻胶
D100
对比度是图中对数坐标下对比度曲线的斜率，表示光刻胶
区分掩模上亮区和暗区的能力的大小，即对剂量变化的敏感程
度。灵敏度曲线越陡，D0 与 D100 的间距就越小，则 就越大，
这样有助于得到清晰的图形轮廓和高的分辨率。一般光刻胶的
对比度在 0.9 ~ 2.0 之间。对于亚微米图形，要求对比度大于 1。
感光分子吸收λ = 300 nm 的光能（88 Kcal）后，电子跃迁 到第二激发态 S2 ，此态的谷底势能恰好与 S1 态当 RN-N2 分解 时的势能相当，且 S2 与 S1 态的曲线在图左侧有相交之处，因此 电子可从 S2 态跃迁到 S1 态并立即反应。所以用λ = 300 nm 的光 曝光比用λ = 365 nm 的反应速度快。
2 光刻胶的特性
1、灵敏度 灵敏度的定义 单位面积上入射的使光刻胶全部发生反应的最小光能量或 最小电荷量（对电子束胶），称为光刻胶的灵敏度，记为 S ， 也就是前面提到过的 D100 。S 越小，则灵敏度越高。 灵敏度太低会影响生产效率，所以通常希望光刻胶有较高 的灵敏度。但灵敏度太高会影响分辨率。
出现最低剂量时不少于规定剂量的 90%，也即 N N 10% 。
由此可得 Nmin 100 。因此对于小尺寸曝光区，必须满足
S q
(Lmin )2
N min
Lmin
Nminq 10 q
S
S
Lmin
Nminq 10 q
S
S
式中，Lmin 为最小尺寸，即分辨率。可见，若灵敏度越高（即 S 越小），则 Lmin 就越大，分辨率就越差。
1 TR
是无量纲常数，可见减薄胶膜厚度有利于提高对比度和分辨率。
光刻胶制作方法
光刻胶制作方法
光刻胶制作是一项制作印刷出版品，电子元件和芯片基板等精密细节的任务，
它可以使产品品质更好、速度更快以及图案更清晰且可重复性高。
本文将围绕光刻胶来介绍一下其制作的步骤。
首先，需要准备一些基本材料，包括光刻油墨、总溶剂、无水乙醇、光刻胶片
以及洗版片等。
具体材料需要根据不同情况选择，常见的光刻胶片有PE片、PVC
片和PC基片等。
接着，熔化光刻油墨。
将所需的光刻油墨投入熔锅，加入总溶剂和无水乙醇，
熔化搅拌至光刻油墨充分溶解，并维持高温状态10-20分钟，熔化温度一般达到200℃左右。
然后，就是制作光刻胶。
将混合物倒入特定的烘箱，使其能够容纳光刻片，加
上少量脱模剂，将光刻胶片在烘箱内暴露在200°高温的空气中，保持1小时左右，至胶片变软且完全吸收光刻油墨，再放入冷却抽风箱中冷却1-2个小时。
最后，就是洗版。
首先将冷却的光刻胶片和实物模板放置在洗版槽中，用洗涤
剂洗涤洗版片，保证洗版片覆盖牢固，然后用抽空装置抽空空气中的残留毛刺，最后，将光刻胶片及模板取出。
总之，制作光刻胶有收集材料、熔化光刻油墨、制作光刻胶、以及洗版等四个
步骤。
它涉及有材料以及技术等方面，制作完成之后，可以在制作印刷出版品、电子元件和芯片基板等精密细节的任务中大显身手。
杜邦光刻胶 光合物半导体
杜邦光刻胶光合物半导体1. 杜邦光刻胶1.1 杜邦光刻胶的概述杜邦光刻胶是一种在半导体制造过程中常用的材料。
它通常由聚合物和光敏剂组成，并为半导体工业提供了至关重要的功能。
光刻胶的主要作用是在半导体制造过程中进行图案形成和显影。
在光刻胶曝光后，光敏剂会发生化学反应，使得胶层在曝光区域发生溶解。
而未经曝光的胶层则保持不变，形成了所需的图案。
1.2 光刻胶的应用光刻胶在半导体制造过程中具有广泛的应用。
它可以用于制作电子器件（例如晶体管和集成电路）的图案。
光刻胶的选择在半导体工业中非常重要，因为它决定了制造过程中的分辨率和精度。
1.3 杜邦光刻胶的特点杜邦光刻胶具有许多特点，使其成为半导体行业中的首选材料之一。
1.高分辨率：杜邦光刻胶具有优异的分辨率，可以制作出具有微米级别的细节。
2.耐化学性：光刻胶在制造过程中需要与不同的化学物质接触，因此耐化学性是其重要特点之一。
3.耐热性：由于制造过程中需要进行高温处理，光刻胶必须具有良好的耐热性能。
4.易于处理：杜邦光刻胶易于制备和处理，可以适应不同的制造工艺。
2. 光合物半导体2.1 光合物半导体的定义光合物半导体是一种特殊类别的半导体材料，它由金属离子和有机分子组成。
与传统的半导体材料相比，光合物半导体具有更高的载流子迁移率和较低的制造成本。
2.2 光合物半导体的性质光合物半导体具有多项优异的物理和化学性质：1.光电转换效率高：光合物半导体可以将光能有效转换为电能，具有较高的光电转换效率。
2.载流子迁移率高：光合物半导体中的有机分子可以增加载流子的迁移率，提高器件性能。
3.可调性：光合物半导体可以通过调整有机分子的结构实现光电器件的可调性。
2.3 光合物半导体的应用光合物半导体在太阳能电池、光电转换器件等领域具有广泛的应用前景。
1.太阳能电池：光合物半导体可以用于制造高效率的太阳能电池，提高能源利用效率。
2.光电转换器件：光合物半导体的高光电转换效率使其成为制造光电转换器件的理想材料。
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光
曝光
显影
光罩
光刻胶 Metal（Cr,Mo,SiNx etc.） 基板（Substrate）
蚀刻
除胶
負型光刻胶 光照部分留下来
正型光刻胶 光照部分除去
倍晶 5
液晶显示
偏光板（Kuraray等） 滤光片（彩胶，黑胶，日本，韩国，台湾） ITO等 （靶材） 配向膜（JSR, Nissan, 瑞士） 液晶 （日本，Merck，韩国等）
倍晶 11
中国光刻胶产业链情况 急需改进！
先端光刻胶及周边材料
高中端光刻胶 i-线 KrF, ArF
中
国
日本，美国，其他少量
i-线， KrF，ArF
中低端光刻胶 光敏剂为原料
中国
STN, 液晶等
日本，韩国，美国
光刻胶配方原料 光敏剂，光酸 树脂，溶剂
中国 中国溶剂
其他极少
光敏剂：日本，韩国，少量欧洲； 光酸：日本，美国 树脂：日本，欧洲，美国等
10. CVD堆积绝缘膜， 排线等
倍晶
11. 检测
12. 封装
21
硅片制作-1
②. Photo spacer
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
film
LTOC(Passivation)
Ti/Al/Ti SiNx
Ti/Al/Ti SiN
③. Organic Insulator
倍晶 8
光刻胶工艺需要整个高纯材料产业链支持
成膜材料
无机气体 涂膜型
光刻胶
正胶
树脂
光敏剂/光酸 高纯溶剂
酚醛树脂 g-h-i-
PHS 248nm 亚克力 193nm 聚酰亚胺 PI PAC (焦性没食子酸由来）
DUV(248nm) 化学增幅型正胶为主
PHS 和 光酸发生剂（PAG）为主 光照后PAG产酸，酸催化PHS化学分解变为碱溶液可显影 主要在集成电路上使用
ArF (193nm) 化学增幅型正胶为主
聚丙烯酸酯类 和 光酸发生剂（PAG）为主 光照后PAG产酸，酸催化树脂化学分解变为碱溶 主要在集成电路上使用 （ 聚丙烯酸酯类树脂： 金刚烷单体和其他单体聚合成 ）
3
芯片有多层工艺
三星芯片
铜制程
多道工艺的反复 成膜-》光刻胶制回路 -》 蚀刻 -》除胶 -》清洗 -》沉积膜 -》研磨
倍晶 4
正型光刻胶和负型光刻胶
台湾叫光阻。是主要用来加工基板用的感光材料 光照部分部分产生化学及物理变化与未照到部位有差别，通过显影后产生有胶和无胶部分。第一步任务完成 需要基板蚀刻时，有胶部分由于胶的保护而留下来。所以叫光刻胶 （对光有反应，可用于蚀刻保护的胶）
1. 热氧化成氧化硅 或CVD制含氮膜
硅片上均匀 无缺陷涂膜
3. 曝光成回路
4. 显 影
8. CVD堆积膜，PR工 艺，蚀刻，去胶，清洗
7. CVD堆积膜 CMP平坦化
6. 除去光刻胶和 蚀刻残留等，清洗
5. 光刻胶做为保护 蚀刻底部
9. CVD堆积氧化膜，CMP, PR工艺开口，蚀刻，去胶， 清洗，CVD金属膜， CMP
2. 中国主要光刻胶厂： 苏州瑞红，北京科华主要以中低端光刻胶为主 其他厂商有部分TFT光刻胶
关键原材料均依赖进口
倍晶 13
TFT-i-线光刻胶生产流程
原材料进料 原材料进料检测
树 脂 光敏剂 添加剂
过滤， 罐装
倍晶
按规格判断
14
光刻胶生产设备例 过滤
灌装（瓶）
灌装（Nowpak）
倍晶 15
光刻胶生产用检测设备例
光刻胶与周边材料（一）
倍晶 1
内容
1. 光刻工艺介绍 2. 光刻材料
光刻胶 （g,h,i-线PR,化学增幅CA型光刻胶） 表面防反射膜(TARC) 底部防反射膜(BARC) 3. 解像度改进材料及防倒塌材料 光刻胶显影后处理材料 (AZ Relac, TOK Saphire) Rinse 材料
倍晶 2
光刻胶及其重要性
用于 半导体芯片，液晶显示器，OLED制造，芯片封装等
光 光罩 光刻胶
曝光 显影
蚀刻 除胶
被加工层
彩胶示意图
倍晶
有机发光 （OLED）
硅片上的ArF光刻胶
芯片断面图
3D 芯片（NAND）示意图
中国芯片进口金额超过石油进口！ 中国已成为液晶显示器制造全球最大 急需光刻胶关键原材料及光刻胶的国产化
表面检测仪
液体中粒子检测仪
GC-MS
倍晶
LS-MS
MIP-MS FT-IR
17
光刻胶生产用检测设备例
倍晶 18
Modern Wafer Scanner （ASML）
12” wafer plane
倍晶 19
倍晶 20
芯片制造流程（成膜，光刻胶，蚀刻，平坦化等许多道工艺）
硅片
2. PR涂膜
光刻胶工艺
DUV (248nm) Stepper
Maker : Canon
i-line Stepper
Maker : Nikon
g-line Stepper
Maker : Nikon
涂膜和显影设
备
Maker : 东电
膜厚仪
倍晶
显影分析
电子显微镜
CD-SEM
16
光刻胶生产用检测设备例
光学系数 测试仪
KLA膜缺陷 检测仪
中国五倍子 光酸 (高纯合成） PGME, PGMEA，EL, g-GBL
倍晶
负胶
铰链型
树脂， 光酸，添加剂，溶剂
光聚合型
聚合树脂， 光引发剂，添加剂，溶剂 彩胶： 色浆
9
代表性DNQ光刻胶
倍晶
組成比例
感光剤PAC 5％
Photo Active Compound
Photo-Sensitizer
酚醛樹脂
透明电极 （用到光刻胶，蚀刻） TFT （光刻胶等使用）
使用化学品 光刻胶，彩胶，显影液，蚀刻剂，去胶液， 清洗剂 配向膜 （聚酰亚胺等）
倍晶 6
液晶显示
滤光片（彩胶，黑胶） TFT （光刻胶等使用）
倍晶
偏光板（Kuraray等）
7
LCD and OLED: 生产用关键材料开发
①. Black Matrix
基础原料 单体 光敏剂原料
中国 五倍子由来焦性没食子酸， 苯甲酮少量， KrF/ArF 单体原料
日本，美国，韩国 提纯，KrF/ArF单体为主
倍晶
需求：关键基础原料及高端配方技术
12
主要光刻胶厂商
1. 全球主要光刻胶厂： 日本，美国，韩国一部分
默克(安智） 信越化学
日本合成橡胶
陶氏化学
Fuji Film 富士
20％
溶剤(75%) 75％ （添加剤） 数ppm～数％
10
光刻胶主要有哪些？
g-线, h-线, i-线 （436nm, 405nm, 365nm)
早期材料 （现在还在广泛使用, 液晶, OLED, 印刷, PCB，封装等） 配方： 酚醛树脂，DNQ感光剂为主。光照时DNQ分解，还有负胶 聚酰亚胺系列，彩胶