最後更新:2026年10月8日曝光・微影圖案化・光罩・光阻中國大陸:光刻胶(光致抗蚀剂)

光阻是什麼

Resist (Photoresist)

光阻是受光部分的溶解性會改變的感光性有機薄膜材料。以旋轉塗佈均勻塗在晶圓表面,經曝光・顯影形成電路圖案後,作為蝕刻或離子佈植的遮罩。分為曝光部分溶解的正型與硬化殘留的負型,完成任務後以灰化去除。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

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。

光阻的常見問題

正型光阻與負型光阻有什麼不同?
正型是曝光部分溶於顯影液,光罩的遮光圖案原樣留下。負型則是曝光部分硬化殘留,未曝光部分溶解。一般而言正型的解析度較佳,因此是先進節點的主流;負型則適合要求厚膜或附著性的用途。
什麼是化學放大型光阻?
以曝光產生的酸作為觸媒,在加熱(PEB)過程中連鎖引發大量化學反應的方式。由於 1 個光子就能引發多次反應,感度大幅提高,自 KrF 以後的曝光已成為標準。但酸的擴散也會成為粗糙度的成因。
EUV 用光阻的課題是什麼?
是難以同時滿足感度・解析度・粗糙度(LER)3 項的「RLS 取捨」。EUV 每 1 個光子的能量大、光子數少,統計上的變異(散粒雜訊)會直接反映在粗糙度上。金屬氧化物系光阻正作為解決方案而被開發。

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