光阻(Resist)是在半導體微影製程中,受光(紫外光・EUV 等)部分的溶解性會改變的感光性有機薄膜材料,也稱為 photoresist。以旋轉塗佈法均勻塗在晶圓表面後,進行曝光・顯影以形成電路圖案,再作為後續蝕刻或佈植製程的遮罩(保護層)。圖案形成後以灰化或剝離液去除。
光阻分為「正型」與「負型」。正型光阻的曝光部分會溶於顯影液而轉印出圖案(曝光部分被去除)。負型光阻的曝光部分因交聯反應而硬化,未曝光部分溶解。現代的先進製程(KrF・ArF・EUV)幾乎都以正型為主流。此外,化學放大型光阻(CAR:Chemically Amplified Resist)是由少量的光酸產生劑(PAG:Photo Acid Generator)在曝光時產生酸,再於 PEB(曝光後烘烤)中使酸催化反應連鎖進行,大幅提高感度的現代主流方式。
光阻的主要性能指標有:① 解析度(Resolution):可形成最小圖案尺寸的能力;② 感度(Sensitivity):形成圖案所需的曝光量(mJ/cm²);③ LWR/LER(線寬粗糙度/線邊緣粗糙度):圖案邊緣的平滑程度;④ 抗蝕刻性:電漿蝕刻時的遮罩消耗量;⑤ PEB 溫度敏感度:對烘烤溫度的依存性。存在稱為「RLS(Resolution-LWR-Sensitivity)取捨」的課題,解析度・LWR・感度處於難以同時改善的取捨關係。
EUV 光阻有其特殊的課題。EUV 光(13.5nm:每 1 個光子的能量為 92eV)每 1 次曝光(shot)的光子數只有 ArF 的 1/14,因此統計擾動(散粒雜訊)大,是 LWR 惡化的主因。為了解決此問題,正在開發金屬氧化物光阻(MOR:Metal-containing Resist,鉿・鋯系的無機光阻)。MOR 作為可同時改善感度・LWR・解析度三者的候選而受到矚目,Inpria、信越化學、JSR 等正在推進開發。
光阻主要廠商:JSR(日本)在 EUV・ArF 光阻擁有全球最高市占率,信越化學工業・東京應化工業(TOK)・富士軟片・默克(Merck,德國:前 EMD Performance Materials)・Shin-Etsu 為主要供應商。特別是 JSR・信越化學・TOK 這 3 家日本企業據稱占全球 ArF・EUV 光阻市場約 80%,顯示了日本半導體材料產業的優勢。與塗佈・顯影設備(SCREEN Semiconductor Solutions・東京威力科創(TEL))結合的供應鏈,共同支撐著微影製程。