
前言
指甲盖大小的芯片里,藏着上百亿个晶体管,每一条电路的线宽仅几纳米,相当于头发丝直径的万分之一。这些肉眼完全无法分辨的精密结构,不是手工雕刻,也不是机器打磨,而是靠一种特殊的材料——光刻胶。
作为半导体产业的高壁垒核心材料,光刻胶是连接芯片设计与制造的关键载体,常被称为芯片制造的“血液”、芯片化学品产业“皇冠上的明珠”,其分辨率对最终图案的精确度和准确性具有决定性作用,也直接影响着芯片的性能与制造良率。今天,我们就走进光刻胶的世界,看看它是如何参与芯片制造。
——飞凯材料科普小课堂

光刻胶,到底是什么?
光刻胶(photoresist),又称光致抗蚀剂、光阻剂。是一种利用光化学反应,经曝光、显影、刻蚀/镀层等工艺将所需要的微细图形从掩模板(MASK)转移到待加工基底上的化合物。

Dr.飞

简单来说,光刻胶是一种“对光敏感的材料”:哪里被光照到,哪里就发生变化,从而将设计好的电路图变为现实,它是半导体制造中不可或缺的核心材料。
光刻胶的构成与分类
光刻胶并不是一种简单的胶水,而是一种精密的化学混合物,通常由四部分组成:


Dr.飞

根据光化学反应后溶解性的变化,我们可以将光刻胶简单分为两大类:正性光刻胶与负性光刻胶。
正性光刻胶:曝光区域会发生光化学反应,变得更容易溶解于显影液,显影后曝光区域被溶解,留下非曝光区域的图形。
负性光刻胶:曝光区域会发生交联反应,变得难以溶解于显影液,显影后非曝光区域被溶解,留下曝光区域的图形。


Dr.飞

这里有一个记忆口诀:曝光区域,在显影液中溶解为正胶,不溶解的为负胶。
除了正负胶的区分外,光刻胶还会根据它适用的光源来分类。因为半导体工艺中用的光源波长不同,不同的光刻胶只能对特定波长的光敏感,才能正确记录图案。

光刻胶如何“画”出芯片线路?
在实际制造中,光刻胶需要配合一整套光刻工艺流程,才能完成图形转移。

Dr.飞

一般来说,这个过程通常包含这几个步骤:涂胶——软烤——曝光——显影。此外,在实际应用中,还会根据需要增加疏水处理(HMDS)、曝光后烘(PEB)、硬烤(HB)等步骤。

这些步骤各自的作用是什么呢?


小李


Dr.飞

光刻工艺流程的每一步都是在为了让图案清晰、稳定地留下来。
如何评判光刻胶的“好坏”?
光刻胶的性能对芯片的精度、良率和可靠性具有决定性作用,行业内通常关注多个核心参数,可以简单归纳为三个核心维度:看精度、看牢固、看耐受,这也是光刻胶技术核心竞争力的体现。
1. 看精度
分辨率:决定光刻胶能够实现的最小线宽,是精度的核心指标。
曝光特性(光源/曝光量/DOF):影响图案成像质量,决定适配的工艺节点,光刻窗口越大,其性能稳定性越佳。
深宽比:反映图形结构能力,影响高精细结构的实现。
2. 看牢固
黏附力:决定光刻胶在晶圆(无机层/金属层)上的附着稳定性,过高或过低都会影响图形质量。
3. 看耐受
耐化性/抗刻蚀/耐温性:决定光刻胶在干法/湿法蚀刻、注入、电镀、化镀、高温等过程中的稳定性。
飞凯材料半导体光刻胶产品布局
飞凯材料自2007年开始布局集成电路领域,一直专注于本土化率较低的、核心关键材料的研发、生产和销售。经过十余年的不懈努力,积累了深厚的半导体材料研发与生产制造经验,现有产品线已覆盖了IC制造和IC封装诸多制程。
在光刻胶研发领域,飞凯材料深耕多年,在正性与负性光刻胶等产品线均有布局,产品可满足不同工艺需求。此外,针对国产光刻胶原材料短缺痛点,公司在精于研发的同时坚持树脂原材料垂直产业链开发拓展,努力实现半导体光刻胶产业链的自主可控。

产能布局上,飞凯材料在安徽省安庆市建有大型现代化生产基地,投资总计约18亿,占地600多亩,可实现光刻胶的稳定量产与规模化交付;此外,新建的张家港苏州凯芯生产基地也将于2027年完工,新基地将进一步完善公司半导体材料产能布局,确保产品长期稳定供应,支持客户持续、高效生产。


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