浙江半导体光刻胶集成电路材料

光刻胶研发的目的，是提高光刻的性能。对光刻胶来说，重要的三个指标是表征其关键光刻性能的分辨率、灵敏度和粗糙度。分辨率表征了光刻胶可以得到的小图案尺寸，通常使用光刻特征图形的尺寸，即“关键尺寸”（CD）来表示；灵敏度表示了光刻胶实现曝光、形成图形所需的较小能量；而粗糙度则表征了光刻图案边缘的粗糙程度，通常用线边缘粗糙度（LER）或线宽粗糙度（LWR）来表示。除此之外，光刻胶使用者也会关注图像对比度、工艺窗口、焦深、柯西参数、关键尺寸均一性、抗刻蚀能力等诸多参数。光刻胶的研发，就是要通过材料设计、配方优化和光刻工艺的调整，来提高光刻胶的诸多性能，并在一定程度上相互容忍、协调，达到光刻工艺的要求。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。浙江半导体光刻胶集成电路材料

除了锡氧纳米簇之外，近年来以锌元素为中心的纳米簇也用于了EUV光刻。第一种锌氧纳米簇光刻胶由法国上阿尔萨斯大学的Soppera课题组在2016年报道。曝光后，锌氧纳米簇发生交联聚集，在曝光区域形成金属-氧-金属网状结构，从而实现负性光刻。随后，Xu等借鉴了这一结构，制备了3-甲基苯基修饰的Zn-mTA，将其用作EUV光刻胶。光致产酸剂产生的酸引发Zn-mTA纳米簇的配体交换，从而改变纳米簇表面的电荷分布，减弱了其在非极性溶剂中的溶解性，实现负性光刻。Zn-mTA呈现出良好的溶解性、成膜均一性，可以在47mJ·cm−2的剂量下获得15nm的光刻线条。由于Zn-mTA具有更小的尺寸和更窄的尺寸分布，因此可以获得比金属氧化物纳米颗粒光刻胶更高的分辨率。浦东ArF光刻胶印刷电路板一旦达成合作，光刻胶厂商和下游集成电路制造商会形成长期合作关系。

2011年，Whittaker课题组又使用聚砜高分子作为主体材料，制备了链断裂型非化学放大光刻胶。聚砜与聚碳酸酯类似，主链比PMMA更容易断裂，因此该光刻胶的灵敏度更高。但较高的反应活性也降低了其稳定性，因此Whittaker课题组又利用原子转移自由基聚合法（ARTP）制备了一种PMMA-聚砜复合高分子，主链为聚砜，支链为PMMA，呈梳形结构。PMMA的加入增强了光刻图形的完整性，可获得30nm线宽、占空比为1∶1的线条，最高分辨率可达22.5nm，灵敏度可达4~6mJ·cm−2。不过聚砜在曝光时会分解出二氧化硫和烯烃碎片，产气量较大。

所谓光刻技术，指的是利用光化学反应原理把事先准备在掩模版上的图形转印到一个衬底（晶圆）上，使选择性的刻蚀和离子注入成为可能的过程，是半导体制造业的基础之一。随着半导体制造业的发展，光刻技术从曝光波长上来区分，先后经历了g线（436nm）、i线（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm，包括干式和浸没式）和极紫外（EUV，13.5nm）光刻。对应于不同的曝光波长，所使用的光刻胶也得到了不断的发展。目前7nm和5nm技术节点已经到来，根据各个技术的芯片制造企业公告，EUV光刻技术已正式导入集成电路制造工艺。在每一代的光刻技术中，光刻胶都是实现光刻过程的关键材料之一。光刻胶的组成部分包括：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。

除了单分子树脂光刻胶以外，两个课题组也针对有机-无机杂化型光刻胶开展了研究。杨国强课题组以金属Zn、Fe等作为主要材料，设计了金属卟啉型和金属二茂型光刻胶。该结构将金属和酸敏保护基团融合在一起，同时具备EUV吸收能力强和酸放大的优势，以期解决无机金属配合物光刻胶灵敏度差的问题。李嫕课题组则开发了一系列二氧化铈等金属氧化物纳米颗粒光刻胶。制造工艺，经历了几十年的历史，这期间EUV光刻胶也在不断发展，从20世纪70年代的PMMA，到如今的多种材料研发。然而，由于EUV光子能量很高，EUV研究设备价格昂贵，即便在EUV光刻胶已经在商业使用，尚有诸多科学与技术问题有待解决。光刻胶通过光化学反应，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。昆山g线光刻胶溶剂

光刻胶下游为印刷电路板、显示面板和电子芯片，广泛应用于消费电子、航空航天等领域。浙江半导体光刻胶集成电路材料

2005 年起，Gonsalves 课题组将阳离子基团（硫鎓盐等）修饰的甲基丙烯酸酯与其他光刻胶单体共聚，制备了一系列侧基连接光致产酸剂的光刻胶，聚合物中金刚烷基团的引入可以有效提升抗刻蚀性。这类材料与主体材料和产酸剂简单共混的配方相比，呈现出更高的灵敏度和对比度。2009年起，Thackeray等则将阴离子基团连接在高分子主链上，通过EUV曝光可以得到的光刻图形分辨率为22nm光刻图形，其对应的灵敏度和线边缘粗糙度分别为12mJ·cm−2和4.2nm。2011年，日本富士胶片的Tamaoki等也报道了一系列对羟基苯乙烯型主链键合光致产酸剂的高分子光刻胶，并研究了不同产酸剂基团、高分子组成对分辨率、灵敏度和粗糙度的影响，最高分辨率可达17.5nm。浙江半导体光刻胶集成电路材料