昆山i線光刻膠光致抗蝕劑

光刻膠按應用領域分類，可分為 PCB 光刻膠、顯示面板光刻膠、半導體光刻膠及其他光刻膠。全球市場上不同種類光刻膠的市場結構較為均衡。智研咨詢的數據還顯示，受益于半導體、顯示面板、PCB產業東移的趨勢，自 2011年至今，光刻膠中國本土供應規模年華增長率達到11%，高于全球平均 5%的增速。2019年中國光刻膠市場本土企業銷售規模約70億元，全球占比約 10%，發展空間巨大。目前，中國本土光刻膠以PCB用光刻膠為主，平板顯示、半導體用光刻膠供應量占比極低。有機-無機雜化光刻膠被認為是實現10nm以下工業化模式的理想材料。昆山i線光刻膠光致抗蝕劑

除了枝狀分子之外，環狀單分子樹脂近年來也得到了迅速發展。這些單分子樹脂的環狀結構降低了分子的柔性，從而通常具有較高的玻璃化轉變溫度和熱化學穩定性。由于構象較多，此類分子也難以結晶，往往具有很好的成膜性。起初將杯芳烴應用于光刻的是東京科技大學的Ueda課題組，2002年起，他們報道了具有間苯二酚結構的杯芳烴在365nm光刻中的應用。2007年，瑞士光源的Solak等利用對氯甲氧基杯芳烴獲得了線寬12.5nm、占空比1∶1的密集線條，但由于為非化學放大光刻膠，曝光機理為分子結構被破壞，靈敏度較差，為PMMA的1/5。江蘇光刻膠顯示面板材料彩色光刻膠及黑色光刻膠市場也呈現日韓企業主導的格局，國內企業有雅克科技、飛凱材料、彤程新材等。

環狀單分子樹脂中除了杯芳烴類物質以外，還有一類被稱為“水車”（Noria）的光刻膠，該類化合物由戊二醛和間苯二酚縮合而成，是一種中心空腔的雙層環梯狀結構分子，外形像傳統的水車，因此得名，起初在2006年時由日本神奈川大學的Nishikubo課題組報道出來。隨后，日本JSR公司的Maruyama課題組將Noria改性，通過金剛烷基團保護得到了半周期為22nm的光刻圖形。但是這種光刻膠的靈敏度較低、粗糙度較大，仍需進一步改進才能推廣應用。

光刻膠主要由主體材料、光敏材料、其他添加劑和溶劑組成。從化學材料角度來看，光刻膠內重要的成分是主體材料和光敏材料。光敏材料在光照下產生活性物種，促使主體材料結構改變，進而使光照區域的溶解度發生轉變，經過顯影和刻蝕，實現圖形從掩模版到基底的轉移。對于某些光刻膠來說，主體材料本身也可以充當光敏材料。依據主體材料的不同，光刻膠可以分為基于聚合物的高分子型光刻膠，基于小分子的單分子樹脂（分子玻璃）光刻膠，以及含有無機材料成分的有機-無機雜化光刻膠。本文將主要以不同光刻膠的主體材料設計來綜述EUV光刻膠的研發歷史和現狀。按曝光波長可分為紫外光刻膠、深紫外光刻膠、極紫外光刻膠、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。

從光刻設備角度來看，EUV光刻與其他波長光刻關鍵的兩點差異是光源強度和散粒噪聲。盡管有多種方式可獲得EUV光，商用EUV光刻機使用的是激光激發的等離子體（LPP）發光，其輸出功率曾長期是制約EUV光刻技術商用的瓶頸問題；另外，EUV光刻使用的是反射鏡成像系統，而非傳統的透過折射鏡片組，且效率不高。因此在EUV光刻發展的早期，通常都要求EUV光刻膠具有較高的靈敏度。同時，EUV光子能量（約為92eV）遠高于以前幾代光刻技術光源的光子能量（是193nm光子能量的14.4倍），也就是說，對于同樣的曝光能量，光子數目遠少于前幾代的光刻技術，這就導致散粒噪聲增加，從而造成線寬/線邊緣粗糙度的升高。而靈敏度過高并不利于克服散粒噪聲的影響，所以隨著EUV光源功率不斷提升，業界對EUV光刻膠的要求從“提高靈敏度”逐漸變為“利用一定程度的靈敏度來降低粗糙度”。高壁壘和高價值量是光刻膠的典型特征。光刻膠屬于技術和資本密集型行業，全球供應市場高度集中。浙江LCD觸摸屏用光刻膠集成電路材料

光刻膠的國產化公關正在展開，在面板屏顯光刻膠領域，中國已經出現了一批有競爭力的本土企業。昆山i線光刻膠光致抗蝕劑

利用基團變化導致光刻膠溶解性變差構建負性光刻膠的，還有日本日立公司的Kojima等，他們與日本東京應化工業的研發人員開發了一種枝狀單分子樹脂分子3M6C-MBSA-BL。3M6C-MBSA-BL內含有γ-羥基羧酸基團，在強酸的作用下，可以發生分子內脫水，由易溶于堿性顯影液的羧酸變為難溶于羧酸顯影液的內酯，因而可作為負膠使用。Kojima等只檢測了其作為電子束光刻膠的性能，獲得了40nm線寬的線條，呈現出較好的抗刻蝕性，但它作為EUV光刻膠的能力還有待驗證。昆山i線光刻膠光致抗蝕劑

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