光刻膠

1826年，法國人涅普斯（J. N. Niepce）最先發現了具有感光性的天然瀝青，使用低黏度優質瀝青塗覆玻璃板，預幹後，置於相機暗盒內，開啓曝光窗，經光學鏡頭長時間曝光後，瀝青塗層感光逐漸交聯固化，形成潛像，再經溶劑松節油清洗定影，獲得最早的瀝青成像圖案。

1832年，德國人舒柯（G. Suckow）發現重鉻酸鹽在明膠等有機物中具有感光性。

1850年，英國人塔爾博特（F. Talbot）將重鉻酸鹽與明膠混合後塗在鋼板上製作照相凹版獲得了成功。

19世紀中葉，德國人格里斯（J. P. Griess）合成出芳香族重氮化合物，並發現重氮化合物不但遇熱不穩定，而且對光照也不穩定。

1921年，美國人畢勃（M. C. Beeb）等人將碘仿與芳香胺混合在一起，用紫外光照射得到染料像，稱它為自由基成像體系。 ^[10] 

1925年，美國柯達（Eastman-Kodak）公司發現了聚乙烯醇和肉桂酸酯在紫外光下有很強的交聯反應並且感光度很高，隨後用於光學玻璃的光柵蝕刻，成為光刻膠的先驅。 ^[1] 

1942年，英國Eisler發明印刷電路板 ^[39]  ，重鉻酸鹽感光材料作為光敏抗蝕劑用於製造印刷線路板。重鉻酸在紫外光作用下還原成三價鉻離子，三價鉻離子可和水溶性聚合物中的羰基、胺基、羥基等作用形成不溶的配位絡合物。 ^[10] 

1948年，美國專利中出現第一個光固化油墨配方和實施技術的專利。 ^[9] 

1954年，由柯達公司的明斯克(L. M. Minsk)等人研究成功的光敏劑增感的聚乙烯醇肉桂酸酯成為第一個光固化性能的光刻膠 ^[39]  ，牌號KPR。先用於印刷工業，後用於電子工業。 ^[1] 

1958年，柯達公司發展出了疊氮-橡膠系的負性光刻膠 ^[42]  ，牌號為KMER和KTFR。

1960年，出現鄰重氮萘醌-酚醛樹脂紫外正性光刻膠 ^[42]  。

1973年由Bell實驗室和Bowden發明聚烯碸類電子束光刻膠。 ^[10] 

1976年，美國麻省理工學院的H. Smith提出X射線曝光技術 ^[38]  。

1989年，日本科學家Kinoshita提出極紫外光刻技術（EUVL） ^[8]  。

1990年後，開始出現248 nm化學增幅型光刻膠。 ^{[13-14]  [20]} 

1992年，IBM使用甲基丙烯酸異丁酯的聚合物作為化學增幅的193 nm光刻膠材料。同年Kaimoto等也發現了非芳香性的抗蝕刻劑，而且在193 nm有較好的透光性 ^[42]  。

20世紀90年代中期，美國明尼蘇達大學納米結構實驗室提出了一種叫做“納米壓印成像”（nanoimprint lithography）的新技術 ^[37]  。

1998年，日本開始極紫外光刻研究工作，並於2002年6月成立極紫外光刻系統研究協會（EUVA） ^[44]  。

1962年，中國北京化工廠接受中國科學院半導體研究所的委託，着手研究光刻膠，以吡啶為原料，採用熱法工藝，製成聚乙烯醇肉桂酸酯膠。

1970年，103B型、106型兩種負膠投產，環化橡膠系負膠BN-302、BN-303也相繼開發成功。 ^[11] 

2018年5月24日，國家科技重大專項（02專項）極紫外光刻膠項目順利通過國家驗收。 ^[48] 

2018年5月30日，國家科技重大專項“極大規模集成電路製造裝備與成套工藝”專項（02專項）項目“極紫外光刻膠材料與實驗室檢測技術研究”，經過項目組全體成員的努力攻關，完成了EUV光刻膠關鍵材料的設計、製備和合成工藝研究、配方組成和光刻膠製備、實驗室光刻膠性能的初步評價裝備的研發，達到了任務書中規定的材料和裝備的考核指標。

2019年11月25日，8種“光刻膠及其關鍵原材料和配套試劑”入選工信部《重點新材料首批次應用示範指導目錄（2019年版）》 ^[43]  。

紫外光刻膠適用於g線（436 nm）與i線（365 nm）光刻技術。

負性光刻膠

1.環化橡膠型光刻膠：屬於聚烴類——雙疊氮系光刻膠。這種膠是將天然橡膠溶解後，用環化劑環化製備而成的。一般來説，橡膠具有較好的耐腐蝕性，但是它的感光活性很差。橡膠的分子量在數十萬以上，因此溶解性甚低，無論在光刻膠的配製還是顯影過程中都有很大困難。因此無法直接採用橡膠為原料配製光刻膠。這一類光刻膠的重要組成部分為交聯劑，又稱架橋劑，可以起到光化學固化作用，依賴於帶有雙感光性官能團的交聯劑參加反應，交聯劑曝光後產生雙自由基，它和聚烴類樹脂相作用，在聚合物分子鏈之間形成橋鍵，變為三維結構的不溶性物質，這種光化學架橋交聯反應可用下式表示：

疊氮有機化合物、偶氮鹽和偶氮有機化合物都可用作交聯劑，它們不僅能夠和聚烴類樹脂相配合組成負性光刻膠，而且還能和一些線型聚合物，如聚酰胺、聚丙烯酰胺等相配合製成負性光刻膠。在聚烴類光刻膠裏添加的交聯劑以雙疊氮有機化合物較為重要；在和環化橡膠配合使用時，雙疊氮型交聯劑不帶極性基團，並且能夠溶解於非極性溶劑，如三氯乙烯和芳香烴等類型的芳香族雙疊氮化合物。這種交聯劑包括4,4'-雙疊氮二苯基乙烯（A）、4,4'-二疊氮二苯甲酮（B）、2,6-雙-(4'-疊氮苄叉)-環己酮（C）、2,6-雙-(4'-疊氮苄叉)-4-甲基環己酮（D）等，其結構如圖所示。其中D的效果最為突出。感光時在交聯劑雙疊氮化合物作用下發生交聯成為不溶性高聚物 ^[2]  。

2.肉桂酸酯類的光刻膠：這類光刻膠在紫外光的照射下，肉桂酸上的不飽和鍵會打開，產生自由基，形成交聯結構。主要品種有聚乙烯醇肉桂酸酯光刻膠、聚乙烯氧乙基肉桂酸酯光刻膠和肉桂叉二酯光刻膠等。第一種膠是最早被用於光刻膠製備的光敏高分子化合物，對二氧化硅、鋁、氧化鉻等材料都有良好的附着力。耐氫氟酸、磷酸腐蝕；第二種膠在曝光下幾乎不受氧的影響，無須氮氣保護。分辨率1 μm左右，靈敏度較第一種膠高1倍，黏附性好，抗蝕能力強，圖形清晰、線條整齊，耐熱性好，顯影后可在190℃堅膜0.5 h不變質。感光範圍在250~475 nm，特別對436 nm十分敏感。屬線型高分子聚合物，常用溶劑為丙酮；第三種膠能溶於酮類、烷烴等溶劑，不溶於水、乙醇、乙醚等。有較好的黏附性和感光性 ^[2]  ，分辨率也很高，感光速度快。 ^[1] 

增感劑的作用：少量添加即可使光二聚反應在波長更長的可見光範圍內進行。例如聚乙烯醇肉桂酸酯的感光區域原本在240~350 nm，加入少量三線態光敏劑5-硝基苊後，感官區域擴展到了240~450 nm。光敏劑對聚乙烯醇肉桂酸酯的增感機理與普通光化學的三線態光敏反應完全相同，可用右圖激發圖線描述，光敏劑首先吸收光而變為激發單線態（S_Sn）然後進行系間竄躍成為激發三線態（T_S1）。這個三線態的能量轉移到鄰近的肉桂酰基上，使肉桂酰基成為激發三線態（T_C1）最後進行環丁烷化反應而交聯。因此一個好的光敏劑的條件如下：

1.光敏劑與肉桂酰基的能量水準必須滿足T_S1≥T_C1。實驗發現二者取接近值時效果最佳。

3.被吸收的能量易於向三線態進行系間竄躍（系間竄躍的量子收率大） ^[47]  。

正性光刻膠

一個比較有意義的光分解反應是發生在高分子側鏈上的化學反應，與一般有機物的分解反應類似，但由於側鏈上基團的分解反應可以使高分子鏈溶解性質發生明顯變化，即可以通過控制曝光區域來實現對高分子的溶解性的控制。 ^[1] 

正性光刻膠與一般負性光刻膠不同，主要是鄰重氮醌化合物。在曝光過程中，鄰重氮醌化合物吸收能量引起光化學分解作用，經過較為複雜的反應過程，轉變為可溶於顯影液的物質，而未經感光的光刻膠則不溶於這種顯影劑。因此曝光顯影后，所得圖像與掩膜相同，所以稱作正性光刻膠。由於未經感光的光致抗蝕劑仍然保持它在紫外線照射下發生光分解反應的活性，故該種類型的光刻膠在光刻工藝過程中，能夠多次曝光。鄰重氮醌化合物都能溶解在乙二醇單甲醚中。為了改善光刻膠的成膜性和增加塗層的耐磨性，可以摻入線性酚醛樹脂、聚酚、聚碳酸酯或乙酸乙烯和順丁烯二酸酐的共聚物；或者將鄰重氮醌-5-磺酰氯和帶有羥基的樹脂進行縮合，而將感光性官能團引入合成樹脂的分子鏈上去，以酚醛樹脂為例，連接有鄰重氮萘醌結構的酚醛樹脂在紫外光照射時可以發生光分解反應，放出氮氣，同時在分子結構上經過重排，產生環的收縮作用，從而形成相應的五元環烯酮化合物，五元環烯酮化合物水解後生成茚基羧酸衍生物。茚基羧酸衍生物遇烯鹼性水溶液顯影。其分辨率高，線條整齊。 ^[2] 

隨着集成度的提高，光刻膠的分辨率的要求越來越高，所用的光源波長越來越短。因為光刻膠成像時可分辨線寬與曝光波長成正比，與曝光機透鏡開口數成反比，所以縮短曝光波長是提高分辨率的主要途徑。光刻工藝經歷了從g線、i線光刻的近紫外（NUV），進入到深紫外（DUV）248 nm光刻，以及193 nm光刻的發展歷程。值得指出的是：現代曝光技術不僅要求高的分辨率，而且要有工藝寬容度和經濟性，顯然光源的波長越短，光刻膠的分辨率越高，感光樹脂合成的難度也越大。 ^[1] 

光刻技術由i線轉入248 nm時，IBM公司開發出化學增幅光刻膠，在體系中採用聚對羥基苯乙烯樹脂解決了透光率的問題，並引入了光致產酸劑（PAG，Photo Acid Generator），在光的照射下PAG生成酸，酸作為催化劑催化樹脂的反應 ^[2]  ，通過化學的方法將光學信號進行了放大，解決了感光速率的問題。 ^[13-14] 

化學增幅光刻膠曝光速度非常快，大約是線性酚醛樹脂光刻膠的10倍；對短波長光源具有良好的光學敏感性；提供陡直側牆，具有高的對比度；具有0.25 μm及其以下尺寸的高分辨率 ^[7]  。

以KrF激光為光源的248 nm光刻，已可以生產256 M至1 G的隨機存儲器，其最佳分辨率可達0.15 μm，但對於小於0.15 μm的更精細圖形加工，248 nm光刻膠已無能為力了，這時候需要193 nm（ArF激光光源）光刻。

光刻技術從248 nm轉變為193 nm時，由於以前的i線光刻膠、248 nm光刻膠由於含有苯環結構，在193 nm吸收太高而無法繼續使用，因此要尋求一種在193 nm波長下更透明的材料。193 nm光刻膠通常選用丙烯酸類樹脂，機理上則沿用248 nm光刻膠中的化學放大機理 ^[15]  。但是丙烯酸樹脂類光刻膠的抗蝕能力較差，光刻膠的抗蝕能力與樹脂中的碳氫比有關，碳氫比越高，抗蝕能力越強。傳統光刻膠及248 nm光刻膠的樹脂均是以苯環為主體，具有較高的碳氫比，但是丙烯酸樹脂的碳氫比相對較低，在光刻後的刻蝕工藝中無法提供足夠的抗蝕能力 ^[16]  。因此193 nm光刻膠常將金剛烷、多環內酯等基團作為保護基引入丙烯酸酯體系中 ^[17]  或將稠環烯作為共聚單元引入高分子鏈中 ^[18-19]  以提高其抗蝕能力。 ^[20] 

為了進一步提高193 nm光刻膠的分辨率，出現了水浸沒式193 nm光學光刻（其數值孔徑高達1.44），將光學光刻的分辨率延續到50 nm以下。配合雙重曝光技術可以達到32 nm節點，採用四重曝光技術可以達到14 nm節點。這一技術的缺點是增加了光刻的難度和步驟，增加了成本，降低了生產能力 ^[42]  。

157 nm F₂激發態光刻工藝有可能成為傳統光學光刻工藝和下一代細微光刻工藝之間的橋樑，是生產臨界線寬小於100 nm集成電路的首選工藝。同其他光刻膠一樣，157 nm單層光刻膠設計所面臨的問題仍然是：①光吸收及漂白；②水基鹼溶液顯影；③抗幹法腐蝕。可實際上隨着曝光波長的縮短，材料的選擇愈加困難。對於157 nm光刻膠基本材料的光透過率雖然是充分的，但引入成像官能團後可能會使紫外吸收增加，同時給水基鹼溶液顯影帶來問題。線寬的縮小還會使酸擴散及邊緣粗糙度的問題愈加突出。實驗發現，在聚乙烯分子鏈上適當引入吸電子基團，如氧或氟原子可使透過率明顯提高。例如：高氟化聚乙烯醇類似物或聚乙烯醇均在157 nm有很好的透過率。另外，硅聚合物，如硅氧烷等，在157 nm有良好的透過率。實驗還發現任何π鍵體系在157 nm均有較強吸收，所以必須設計新的酸性基團，例如採用有推電子效應的共軛基團使負電荷穩定，還有利用誘導效應，如六氟異丙醇中的羥基由於共軛鹼的誘導穩定性而具有相當的酸性。原本應用的t-BOC酸酯由於含羧基而不能使用，乙縮醛基可能用於替代。除此之外，仍有許多問題需要解決，需要繼續研發才能進入實用領域 ^[45]  。

極紫外光刻膠又稱作軟X射線（Soft X-ray），其波長為11-14 nm，常用13.5 nm，單光子的能量為91.48 eV。相同體積內，相同功率密度的EUV光源和ArF光源相比，EUV光源的光子數要比ArF光源光子數少十分之一。這就要求主體材料中應儘量減少高吸收元素（如F等），或者提高C/H的比例 ^[42]  。由於極紫外光非常容易被吸收，所以光學系統（透鏡等）和掩膜板都要採用反射來傳遞圖像信息。極紫外光刻技術利用短波長曝光，可以在很小的數值孔徑下獲得線寬小於100 nm的圖像 ^[34]  。這種光刻膠的設計思路發生了巨大的變化，不再關注樹脂的透光性，取而代之的是感光速度、曝光產氣控制及隨機過程效應（Stochastic effects） ^[21]  ，主要分為以下幾種：

1.金屬氧化物類型：其特點是金屬氧化物的引入可以提高體系的吸光度，進而提高光刻的感光速度，另一方面金屬氧化物可以提高體系的抗蝕能力，降低光刻膠的膜厚，進一步提高分辨率。 ^[22] 

2.化學增幅型光刻膠：即在傳統化學增幅型光刻膠的基礎上進行性能改進，如採用聚合物鍵合光致產酸劑（PBP，Polymer Bond PAG）改善線條邊緣粗糙度（LER，line edge roughness） ^[23]  ，在聚合物中加入吸色基團提高對EUV的光子的吸收。

3.分子玻璃型光刻膠：將小分子作為光刻膠主體，透過對小分子進行功能化修飾，使其在具備溶解抑制與溶解促進的同時實現優異的塗布性能，小分子為主體可以消除因聚合物分子量分佈引起的線條邊緣粗糙問題。 ^{[20]  [24]}  其核心多為苯環結構，與核心相連的是酸性官能團（如羥基等），有時根據需要可對酸性官能團採取部分保護。此類分子常多為非對稱結構，從而避免體系中因π-π堆積而結晶。

5.聚碳酸酯類衍生物：又稱為斷鏈型光刻膠（Chain-secission Resists）。這種光刻膠的主鏈上含有易解離的碳酸酯基團，在EUV照射下聚合物分解為CO₂和很多低分子量片段，這些片段能夠增加在顯影液中溶解性能，顯影時被除去。這類光刻膠具有很高的分辨率和低的線邊緣粗糙度。 ^[42] 

以X-射線、電子束或離子束為曝光源的光刻膠，統稱為輻射線光刻膠。由於X-射線、電子束或離子束等的波長比深紫外光更短，幾乎沒有衍射作用，因此在集成電路製作中可獲得更高的分辨率。輻射線光刻膠是由線寬小於0.1 μm的加工工藝設計的，一般認為，電子束、離子束光刻工藝適用於納米級線寬。 ^[2] 

電子束輻射刻蝕，就是以高速、高能（通常為10-20 keV）的粒子流與抗蝕劑分子碰撞，利用非彈性碰撞所喪失的能量被分子吸收後，誘發化學反應，抗蝕劑分子、原子吸收這部分能量後，放出二次電子、三次電子，由於激勵抗蝕分子等原因而失去能量，漸漸地成為低能電子。組成光刻膠的原子為C、H、O等，這些原子的電離勢大約為幾十至幾百eV。因此，當這些電子（包括二次、三次電子）的能量低至幾十電子伏特時，將強烈地誘導化學反應。此外，在電子束電子失去能量的過程中，還會產生多種離子和原子團（化學自由基），它們都有強烈的反應性能，也會引起多種化學反應 ^[40]  。引起抗蝕劑分子交聯（負性光刻膠）或斷裂降解（正性光刻膠），利用曝光後曝光區與非曝光區在溶劑中溶解性以及溶解速率的差異，經顯影后得到圖像 ^[34]  。電子束光刻要求抗蝕劑具有高的靈敏度、對比度以及抗幹法蝕刻選擇性，由於電子束光刻不存在紫外吸收問題，因而對材料的選擇比較廣泛。可分為以下幾種：

1.聚（甲基）丙烯酸甲酯（PMMA）及其衍生物體系：這是最早開發的一種電子束光刻膠體系，此類光刻膠具有優異的分辨率、穩定性和低成本。它是由單體（MMA）聚合而成，MMA單體的分子量為100，組成聚合物分子鏈的單體數量可達到數千個，分子量為100000量級。PMMA聚合體的物理化學特性在很大程度上取決於分子量。形成PMMA聚合體的原子間共價鍵可以被高能輻射打破。因此PMMA對波長λ為1 nm或更短的射線以及20 keV或更高能量的電子輻射敏感，表現為光敏特性 ^[5]  。在電子束曝光條件下，PMMA主鏈發生斷裂形成低分子量聚合物片段，作為正性光刻膠使用，但主鏈斷裂需要的曝光能量較高，因此它的感光度比較低。當曝光能量足夠高時，PMMA發生交聯形成負性光刻膠，最高分辨率可達到10 nm。

PMMA的靈敏度在15 kV時為5×10^-5 C/cm²，比較低，為了提高PMMA的靈敏度，採用了各種方法，除採用與傳統光刻膠相似的方法，如增加分子量、使分子量分佈高、窄，與某些單體共聚在取代基中引入氯或氟等元素、改進顯影液、添加增感劑、改造為化學增幅型光刻膠以外，還採用了預聚合和雙層光刻膠等方法：

預聚合方法是預先在PMMA中形成一定量的交聯結構，例如將聚甲基丙烯酰氯與PMMA反應，在電子束曝光之前加熱使PMMA分子間形成一定量的交聯結構。若將聚合體通式表示為

：當結構中的R₁或R₂有一個或兩個都是氫原子時，就會發生交聯反應。在α位上的氫被脱掉而成為比較穩定的遊離基，然後與另外的遊離基偶合而交聯反應；當R₁和R₂為氫原子以外的基團（如甲基、滷原子等）時，就會發生降解反應。由於次甲基遊離基的不穩定而轉位，發生主鏈的斷裂而降解反應。

雙層光刻膠工藝是底層用甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物，以乙基纖維素醋酸乙醇為顯影劑；表層為PMMA，以甲基異丁酮為顯影劑。這樣，經強迫顯影后，雖然表層的PMMA膜層減薄了很多，但剩下的厚度對底層的抗蝕膜仍能起到保護作用，底層的抗蝕膜厚度沒有損失，這種方法可達到2×10^-6 C/cm²的靈敏度。其中強迫顯影指使用光刻膠的良溶劑作為顯影劑使用，能使顯影速度加快，從而提高靈敏度，但良溶劑顯影對未曝光區域也會溶解，只是比較慢，所以經強迫顯影后，曝光區域的抗蝕膜可以完全去掉，未曝光區域的抗蝕膜也相應的要去掉一些，從而引起圖形畸變，光刻膠膜溶脹，尺寸不易控制等問題。 ^[10] 

2.聚（烯烴-碸）體系：聚（烯烴一碸）是一類高敏感度，高分辨率的用於電子束正性光刻膠成膜樹脂，其中主鏈中的C-S鍵鍵能比較弱，為259.59 kJ/mol，所以在電子束曝光下易發生斷裂，引起聚（烯烴-碸）主鏈的分解，使得分子量變小，選擇適當的顯影液，被曝光的低分子量部分溶解掉，未曝光的高分子量部分得以保留，形成正性圖形。聚（烯烴一碸）相比於PMMA具有更高的感光度和分辨率 ^[28]  。PBS的靈敏度可達8×10^-7 C/cm²，但也受顯影劑的影響。若只用甲基異丁酮顯影時，靈敏度只為(2~4)×10^-6 C/cm²。為了加強甲基異丁酮的顯影性能，可以添加少量的四氯乙烷等良溶劑。最佳的顯影液是良溶劑和不良溶劑的混合液，例如由四氯乙烷和二異丁酮組成的混合液。用這種顯影液，顯影時間小於45 s，可得到8×10^-7 C/cm²的靈敏度。PBS也可用作自顯影光刻膠，在用高劑量照射時，它可完全氣化蒸發，而無需用溶劑顯影。

3.不飽和體系：若聚合物中含有雙鍵，很容易在電子束照射下發生交聯反應，因此常用的負性光刻膠如聚乙烯醇肉桂酸酯和疊氮-橡膠系光刻膠都可用來做負性電子束光刻膠，但靈敏度較低。烷基乙烯基醚和順丁烯二酸酐共聚體的烯丙酯是一個靈敏度較高的負性電子束光刻膠（靈敏度可達4×10^-8 C/cm²），而且穩定性好。另一種常用的負性膠是氯甲基苯乙烯的聚合物或它和苯乙烯的共聚物（PCMS），它們的靈敏度可達4×10^-7 C/cm²，分辨率也好，且可耐幹法腐蝕，具有較好的綜合性能。

在乙烯基的α-位置上具有甲基或其他原子團的聚合物都具有正性電子束光刻膠的性能，但性能一般不優於PMMA。典型的例子是聚α-甲基苯乙烯、聚異丁烯、聚甲基乙丙烯基酮、聚甲基丙烯酰胺（PMAA）、聚α-氰基丙烯酸乙酯（PCEA）等。其中，PMAA的靈敏度較高，在20 kV時可達到4×10^-7 C/cm²，並能用水或弱鹼溶液顯影；PCEA的靈敏度也較高，在15 kV時可達到3×10^-7 C/cm²，為了減弱溶脹和畸變，在顯影時將PCEA的良溶劑（如乙酸乙酯，環乙酮等）和不良溶劑（如甲基異丁酮）混合使用，例如以2:1的混合液作顯影液 ^[10]  。

4.環氧體系：環氧基樹脂由於分子鏈含有環氧活性基團，因此很容易通過環氧陽離子開環聚合反應產生交聯，形成三維網狀結構，曝光區域在顯影液中不溶，從而形成負性光刻膠，這類型負膠又稱為環氧基負膠。在受電子束曝光時產生活性氧中心，此中心再攻擊相鄰環氧基團，形成共價鍵產生交聯，環氧基開環率較高，靈敏度也較高 ^[29]  。其中最重要的品種是甲基丙烯酸環氧丙酯與丙烯酸乙酯的共聚體（COP），這種負性膠的靈敏度變動範圍寬，可由分子量和環氧含量調節，其缺點是顯影時易溶脹，剖面輪廓粗糙，從而使分辨率受到影響 ^[10]  。

5.其他：

（3）有機硅及碳材料體系：在聚合物結構中引入具有低吸收的元素，如硅、硼等，得到有機一無機雜化聚合物光致抗蝕劑，不僅可以減少高吸收的氧元素的含量以提高透明性，而且還可增強體系的抗蝕刻性。例如在光刻膠中摻雜富勒烯可以提高光刻膠的抗蝕性 ^[27]  ；聚氫硅烷體系的光刻膠經電子束曝光後，體系中Si-H鍵斷裂，形成自由基，因此，曝光區的聚氫硅烷會交聯形成三維的網狀結構，在顯影液中不溶，常用作負性光刻膠；聚乙烯基硅氧烷（PVS）的靈敏度為5×10^-6 C/cm²，但具有高的分辨率。有機硅樹脂加熱或在O₂活性離子束腐蝕（O₂RIE）作用下可轉變為SiO₂。利用這一特點，可將有機硅光刻膠作為雙層光刻膠系統的上層，經曝光顯影后，殘留的膠膜可在O₂RIE作用下形成SiO₂薄層，從而保護下層膠不受O₂RIE的作用；有一種有機硅烷醇低聚物和硫鎓鹽混合可得一負性光刻膠，在電子束作用下，鎓鹽分解產生強酸，產生的強酸在烘烤時催化有機硅烷醇低聚物縮合成不溶物 ^[10]  。

（5）聚碳酸酯體系：聚碳酸酯類非化學增幅正型光刻膠，又被稱為斷鏈型光刻膠（Chain—secission Resist），這種光刻膠的主鏈上含有易解離的碳酸酯基團，在電子束曝光下聚合物分解成CO₂和很多低分子量片段，能夠增加在顯影液中溶解性能，顯影時被除去。 ^{[26]  [30]} 

X射線對物質的化學作用類似電子束，X射線曝光時，X射線本身並不能直接引起光刻膠的反應，它的能量是消耗的光電子放射過程而產生低能電子束上。正是這些低能電子使光刻膠的分子離化，並激勵產生化學反應，使光刻膠分子間的結合鍵解離，或鍵合成高分子，在某些顯影液中變成易溶或不溶。X射線光刻膠和電子束光刻膠沒有本質的區別 ^[40]  ，因此所有的電子束膠都可以與X射線光刻膠混用，一部分248 nm光學光刻膠亦可用作X射線光刻膠 ^[31]  ，X射線光刻膠的分辨率十分高，例如早期正性的光刻膠有用含氟的聚甲基丙烯酸酯 ^[33]  ，負膠有用甲基丙烯酸縮水甘油酯-丙烯酸乙酯共聚體和聚丙烯酸-2,3-二氯-1-丙酯 ^[32]  。

離子束光刻技術可分為聚焦離子束光刻、離子束投影式光刻。聚焦離子束光刻用途廣泛，常以鎵離子修補傳統及相位轉移掩膜板；離子束投影式光刻主要使用150 keV的H⁺、H²⁺、H³⁺、H^e+，以鏤空式模板，縮小投影（4~5倍） ^[35]  。

離子束光刻與電子束直寫光刻技術類似，不需要掩膜板，應用高能離子束直寫。離子束的散射沒有電子束那麼強，因此具有更好的分辨率。液態金屬離子源為最簡單的曝光源：在鎢針或鉬針的頂端附上鎵或金硅合金，加熱融化後經由外層為液態金屬表面產生的場使離子發射，其發射面積很小（<10 nm），因此利用離子光學系統可較容易地將發射的離子聚焦成細微離子束，從而進行高分辨率的離子束曝光 ^[36]  。

2.紫外壓印光刻膠：使用透明的模板，將預先製作好的帶有微圖形特徵的硬模版壓入常温下液態光刻膠中，用紫外光將光刻膠固化後抬起模板，從而將模板上的微特徵轉移到光刻膠上。按照光引發反應機理，可分為自由基聚合和陽離子聚合兩大體系 ^[42]  。光刻膠材料主要有甲基丙烯酸酯體系、有機硅改性的丙烯酸或甲基丙烯酸酯體系、乙烯基醚體系、環氧樹脂體系等。 ^[34] 

採取接觸式方法的壓印光刻技術最關鍵的問題是脱模，光刻膠具有良好的脱模性能才能保證納米結構的高精度複製以及預防模板沾污 ^[42]  。

靈敏度（Sensitivity）即光刻膠上產生一個良好的圖形所需一定波長光的最小能量值（或最小曝光量）。單位：毫焦/平方釐米或mJ/cm²。光刻膠的敏感性對於波長更短的深紫外光（DUV）、極深紫外光（EUV）等尤為重要 ^[5]  。負膠通常需5~15 s時間曝光，正膠較慢，其曝光時間為負膠的3~4倍 ^[40]  。靈敏度反映了光刻膠材料對某種波長的光的反應程度。不同的光刻膠對於不同的波長的光是有選擇性的。比如248 nm波長光刻膠的成膜樹脂中存在苯環結構，對193 nm波長的光具有很強的吸收作用，即對193 nm波長的光是不透明的，因此193 nm光刻膠必須改變樹脂主體。同時，高的產出要求短的曝光時間，對光刻膠的靈敏度要求也越來越高。通常以曝光劑量作為衡量光刻膠靈敏度的指標，曝光劑量值越小，代表光刻膠的靈敏度越高。i線光刻膠材料曝光劑量在數百mJ/cm²左右，而KrF和ArF的光刻膠材料，其曝光劑量則在30和20 mJ/cm²左右 ^[4]  。靈敏度可以體現於光刻膠的對比度曲線上。

對比度（Contrast）指光刻膠材料曝光前後化學物質（如溶解度）改變的速率。對比度的定義如下：

式中，D_L為所有光刻膠被去掉所需的最低能量劑量，即靈敏度（也稱為曝光閾值）；D₀為光刻膠開始進行光化學反應作用的最低能量。對比度可以被認為是光刻膠區分掩膜版上亮區和暗區能力的衡量標準，且輻照強度在光刻膠線條和間距的邊緣附近平滑變化。光刻膠的對比度越大，線條邊緣越陡，典型的光刻膠對比度為2~4。對於理想光刻膠來説，如果受到該閾值以上的曝光劑量，則光刻膠完全感光；反之，則完全不感光。實際上，光刻膠的曝光閾值存在一個分佈，該分佈範圍越窄，光刻膠的性能越好 ^[6]  。

通常它是由如下方法測定的：將一已知厚度的光刻膠薄膜旋轉塗布於硅晶片之上，再軟烤除去多餘的溶劑；然後，將此薄膜在不同能量的光源下曝光，再按一般程序顯影。測量不同曝光能量的光刻膠薄膜厚度，再對曝光能量作圖，即可由曲線線性部分的斜率求得對比度。如圖所示，γ_p和γ_n分別為正光刻膠和負光刻膠材料的對比度。同時，也可以得到該光刻膠的靈敏度（圖中的D_L為靈敏度） ^[4]  。

分辨率（resolution，R）即光刻工藝中所能形成最小尺寸的有用圖像。是區別硅片表面相鄰圖形特徵的能力。一般用關鍵尺寸（CD，Critical Dimension）來衡量分辨率。形成的關鍵尺寸越小，光刻膠的分辨率越好 ^[5]  。此性質深受光刻膠材質本身物理化學性質的影響，必須避免光刻膠材料在顯影過程中收縮或在硬烤中流動。因此，若要使光刻材料擁有良好的分辨能力，需謹慎選擇高分子基材及所用的顯影劑 ^[4]  。對於分辨率有：

式中，R為分辨率，DOF為焦深，λ為波長，NA為光學系統的數值孔徑。分辨率和焦深都是光刻中圖像質量的關鍵因素。在光刻中既要獲得更好的分辨率來形成關鍵尺寸圖形，又要保持合適的焦深是非常矛盾的。雖然分辨率非常依賴於曝光設備，但是高性能的曝光工具需要與之相配套的高性能的光刻膠才能真正獲得高分辨率的加工能力 ^[6]  。

抗蝕性（Anti-etching; Etching resistance）即光刻膠材料在刻蝕過程中的抵抗力。在圖形從光刻膠轉移到晶片的過程中，光刻膠材料必須能夠抵抗高能和高温（>150℃）而不改變其原有特性 ^[4]  。在後續的刻蝕工序中保護襯底表面。耐熱穩定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力 ^[5]  。在濕法刻蝕中，印有電路圖形的光刻膠需要連同硅片一同置入化學刻蝕液中，進行很多次的濕法腐蝕。只有光刻膠具有很強的抗蝕性，才能保證刻蝕液按照所希望的選擇比刻蝕出曝光所得圖形，更好體現器件性能。在幹法刻蝕中，例如集成電路工藝中在進行阱區和源漏區離子注入時，需要有較好的保護電路圖形的能力，否則光刻膠會因為在注入環境中揮發而影響到注入腔的真空度。此時注入的離子將不會起到其在電路製造工藝中應起到的作用，器件的電路性能受阻 ^[6]  。

純度（Purity）指光刻膠必須在微粒含量、鈉和微量金屬雜質及水含量方面達到嚴格的標準要求 ^[40]  。集成電路工藝對光刻膠的純度要求是非常嚴格的，尤其是金屬離子的含量。如由g線光刻膠發展到i線光刻膠材料時，金屬Na、Fe和K離子的含量由10^-7降低到了10^{-8 [4]}  。

黏附性（Adherence）是表徵光刻膠黏着於襯底的強度。主要衡量光刻膠抗濕法腐蝕能力。它不僅與光刻膠本身的性質有關，而且與襯底的性質和其表面情況等有密切關係 ^[4]  。作為刻蝕阻擋層，光刻膠層必須和晶圓表面黏結得很好，才能夠忠實地把光刻層圖形轉移到晶圓表面層，光刻膠的黏附性不足會導致硅片表面的圖形變形。光刻膠的黏附性必須經受住後續工藝（刻蝕、離子注入等） ^[5]  。通常負膠比正膠有更強的黏結能力 ^[40]  。

黏滯性/黏度（Viscosity）是衡量光刻膠流動特性的參數。黏滯性隨着光刻膠中的溶劑的減少而增加；高的黏滯性會產生厚的光刻膠；越小的黏滯性，就有越均勻的光刻膠厚度。光刻膠的比重（SG，Specific Gravity）是衡量光刻膠的密度的指標。它與光刻膠中的固體含量有關。較大的比重意味着光刻膠中含有更多的固體，黏滯性更高、流動性更差。黏度的單位：泊（P，1 P=10^-1 Pa·s），光刻膠一般用釐泊（cP，1 cP=10^-2 P）來度量。百分泊即釐泊為絕對黏滯率；運動黏滯率定義為：運動黏滯率=絕對黏滯率/比重。 單位：百分斯托克斯（cst）=1 mm²/s ^[5]  。大多數光刻膠生產商用在光刻膠中轉動風向標的方法測量黏度 ^[40]  。

表面張力（surface tension）指液體中將表面分子拉向液體主體內的分子間吸引力。光刻膠應該具有比較小的表面張力，使光刻膠具有良好的流動性和覆蓋 ^[5]  。

針孔是光刻膠層尺寸非常小的空穴。針孔是有害的，因為它可以允許刻蝕劑滲過光刻膠層進而在晶圓表面層刻蝕出小孔，針孔是在塗膠工藝中有環境中的微粒污染物造成的，或者由光刻膠層結構上的空穴造成的。光刻膠層越厚，針孔越少，但它卻降低了分辨力，光刻膠厚度選擇過程中需權衡這兩個因素的影響。正膠的縱橫比更高，所以正膠可以用更厚的光刻膠膜達到想要的圖形尺寸，而且針孔更少。 ^[40] 

光刻工藝過程中有兩個加熱的過程：軟烘焙和硬烘焙。工藝師通過高温烘焙，儘可能使光刻膠黏結能力達到最大化。但光刻膠作為像塑料一樣的物質，加熱會變軟和流動，對最終的圖形尺寸有重要影響，在工藝設計中必須考慮到熱流程帶來的尺寸變化。熱流程越穩定，對工藝流程越有利。 ^[40] 

在實際的工藝中光刻膠的選擇還必須考慮硅片表面的薄膜種類與性質（反射率、親水性或疏水性）和產品圖形所需的解析度 ^[4]  。

生產方法：將高純度異戊二烯單體在催化劑存在下進行聚合，再將聚異戊二烯橡膠在二甲苯中溶解，以對甲苯磺酸為催化劑進行環化，所得環化產物經精製、過濾，再與溶劑、交聯劑等其餘組分配膠，即得成品。

2.聚乙烯醇肉桂酸酯

將精製的聚乙烯醇放入吡啶中溶脹，滴加由肉桂酸與二氯亞碸反應制得的肉桂酰氯進行酯化反應。經洗滌、過濾、乾燥後，與配膠組成中的其餘組分混合，即得光刻膠成品。

（1）肉桂酰氯的製備：先將肉桂酸加入酰氯化反應器中，然後加入SOCl₂[m（肉桂酸）:m（二氯亞碸）=1.0:4.2]，迅速反應，加熱升温至迴流，維持温度100~110℃，反應至計泡器中無氣泡析出為止。酰氯化反應時間3~4 h。反應完成後得棕黃色液體，先於50℃下用水力真空泵抽去未反應的SOCl₂，全部抽淨後用機械真空泵減壓蒸餾，收集122~123℃、1067 Pa餾分，冷卻後得淺黃色固體，即得肉桂酰氯。

（3）光刻膠的配製：其配膠組成高聚物（聚乙烯醇肉桂酸酯）、增感劑【5-硝基苊（加入量一般不大於聚乙烯醇肉桂酸酯質量的10%）】、溶劑（環己酮）及所需的添加劑混合，待聚乙烯醇肉桂酸酯溶解完成全後，充分攪拌，將各組分混合均勻，即得聚乙烯醇肉桂酸酯光刻膠 ^[3]  。

生產方法：由氯乙醇分子間脱水製得二氯二乙基醚，然後在鹼性條件下二氯二乙基醚脱一分子氯化氫，得到2-氯乙基乙烯基醚，2-氯乙基乙烯基醚再與肉桂酸鈉發生酯化，得到聚合單體，最後單體聚合得成品。

（1）直接縮聚法：以對甲苯磺酸為縮聚催化劑，由肉桂叉丙二酸和乙二醇直接縮合製得聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯。

（2）酯交換法：在不鏽鋼反應釜中，加入70份肉桂叉丙二酸二乙酯、35份乙二醇，將通氮管插入液麪下，通氮趕出釜內空氣，於攪拌下加入0.044份乙酸鋅，在氮氣保護下加熱升温進行反應，當釜內温度升至150℃左右時，開始有乙醇蒸出，隨着反應温度的升高，乙醇流出速度加快，將物料温度升至160℃，保温反應5~6 h，再將温度升至170℃，保温反應5~6 h，在此期間蒸出乙醇的量應達蒸出乙醇投料量的85%以上，然後升温至180℃，保温反應2~3 h，再升温至190℃，保温反應1~2 h，這時乙醇蒸出速度已很慢，停止加熱，繼續攪拌和通氮，待內温降至150℃以下時，取出通氮管，加入0.02份乙酸鋅、0.036份三氧化二銻，開始抽真空（真空度133~267 Pa），加熱升至220℃。抽真空開始時，有大量的液體流出，主要是未蒸出的乙醇和過量的乙二醇，很快就沒有餾出物餾出，再過十幾分鍾後又有餾出物滴出這是縮聚反應放出的乙二醇，開始是無色透明的液體，後來有淡黃色油狀物餾出，抽真空反應6 h後，反應液顯著變黏稠，達反應終點時，先停止抽真空，壓氮氣出料。冷卻後變成又硬又脆的固體，粉碎後即製得聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯。

（3）配製光刻膠：聚酯型光刻膠由高聚物（聚亞肉桂基丙二酸乙二醇酯）、溶劑（環己酮）和增感劑（5-硝基苊）及所需的添加劑配製而成。一般配比m（高聚物）:m（溶劑）:m（增感劑）=15.0:95.0:0.3。根據不同的光刻對象，可調節膠的濃度。配製時，將各組分混合，充分攪拌至高聚物全部溶解（有時有少量不溶物）後，用漏斗或不鏽鋼過濾器過濾，即得聚酯型光刻膠。 ^[2] 

生產方法：由混合甲酚與甲醛縮聚製得酚醛樹脂。以β-萘胺經重氮化、氧化生成鄰重氮萘醌，再與磺酰氯反應生成2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯（215磺酰氯），然後2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯與三羥基二苯甲酮發生酯化，得到感光劑。將甲酚醛樹脂、樹脂、感光劑、添加劑和溶劑按一定比例混合配膠，製得紫外正性光刻膠。

（1）合成甲酚醛樹脂：將原料混甲酚和甲醛送入不鏽鋼釜，加入適量草酸為催化劑，加熱迴流反應5~6 h，然後減壓蒸餾去除水及未反應的單體酚，得到甲酚醛樹脂。

添加劑：正膠中加入少量硫脲或脂肪酸如癸酸，有穩定作用，用羥基亞苄基丙酮可以增加膠的穩定性和批與批之間的重複性，加入表面活性劑可以改善膠的塗布性能。 ^[2] 

生產方法：193 nm光刻膠的主體樹脂是以降冰片烯-5-羧酸-(8-乙基三癸基)酯為單體合成的。單體的合成以三環癸烷-8-酮為起始原料，與乙基格氏試劑反應後水解得對應的醇，再與丙烯酰氯發生酯化，最後與環戊二烯發生Diels-Alder[4+2]環加成反應，得單體。單體與引發劑發生共聚反應得共聚物，共聚物再與PAG、添加劑、溶劑配膠，經粗濾、精濾後，得成品。

在2 L的四口燒瓶上安裝氮導管、温度計、攪拌、橡膠隔片，通過雙針頭管向瓶內壓入400 g含25%乙基氯化鎂（EtMgCl）的四氫呋喃（THF）溶液，用乾冰冷卻至-30~-25℃。在另一三口反應燒瓶上安裝N₂導入管、玻璃塞子、橡膠隔片，通過雙針頭管向瓶內壓入153.6 g三環癸烷-8-8酮（TCD）和480 g無水THF。當上述乙基氯化鎂溶液冷至-30~-25℃時，用N₂向內壓入TCD溶液，壓入所用時間約2 h，壓完後移去冷槽，再攪拌反應2 h。然後把反應液再次冷卻至-30~-25℃，用125 mL的恆壓漏斗向反應液中滴加108 g丙烯酰氯，滴加時間為1.0~4.5 h，滴完後移去冷槽，升温至室温攪拌過夜，從琥珀色透明溶液中會出現白色沉澱。過夜後，用125 mL的恆壓漏斗向反應液中滴加75 g新裂解的環戊二烯，滴完後，加去離子水至所有的鹽均溶解並分成兩層，上層有機層用1×500 mL飽和Na₂CO₃洗，再用2×500 mL去離子水洗後，用無水硫酸鎂乾燥，過濾後旋轉蒸發除去THF，得橙色油300 g，減壓蒸餾收集158℃、666 Pa餾分，得189 g純的單體降冰片烯5-羧酸-(8-乙基三環癸基)酯。

將上述製備的高純度單體按一定比例投料，加四氫呋喃溶解，充氮氣趕走反應瓶內的空氣，加熱迴流下滴加AIBN，滴完後，在N₂保護下回流過夜。反應液加入正己烷中，析出聚合物粉末，粉末再用THF溶解後，重新用正己烷析出，再次得到的聚合物粉末，經真空乾燥，烘乾得主體樹脂。

產品標準：該光刻膠最佳分辨率為0.1 μm，最小曝光量為26 mJ/cm³。 ^[2] 

1.將MMA精製、聚合、提純、乾燥、配膠、過濾，製得成品。配膠組成：高聚物（成膜劑）為聚甲基丙烯酸甲酯，溶劑為乙二醇甲醚醋酸酯、氯苯，添加劑為高氯酸四丁基銨。

2.將甲基丙烯酸與甲基丙烯酸酯共聚、精製，後道工序同上。配膠組成：高聚物為甲基丙烯酸與甲基丙烯酸酯的共聚體，溶劑為二乙二醇二甲醚，添加劑為三縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯。

3.將甲基丙烯酸、三氯乙酯和甲基丙烯酸酯共聚、精製，後道工序同上。配膠組成：高聚物為2-甲基丙烯酸、2,2,2-三氯乙酯和甲基丙烯酸酯的共聚體，溶劑為環己酮、乙二醇甲醚醋酸酯。

4.將甲基丙烯酸、1-甲基丙烯酸酯、2-甲基丙烯酸酯共聚、精製，後道工序同上。配膠組成：高聚物為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸叔丁酯的三元共聚物，溶劑為二乙二醇二甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯，添加劑為二縮三丙二醇二丙烯酸酯等。

生產方法：將4-氯甲基苯乙烯聚合、提純、乾燥、配膠、過濾，製得產品。配膠組成：高聚物為聚4-氯甲基苯乙烯，溶劑為二甲苯等。 ^[41] 

在平板顯示器製造中，平板顯示器電路的製作、等離子顯示器（Plasma Display Panel, PDP）障壁的製作、液晶顯示器（Liquid Crystal Display, LCD）彩色濾光片的製作均需採用光刻技術，使用不同類型的光刻膠 ^[9]  。按用途可分為TFT用光刻膠、觸摸屏用光刻膠和濾光片用光刻膠：

1.TFT用光刻膠主要是用來在玻璃基板上製作場效應管（FET），即通過沉積、刻蝕等工藝在玻璃基板上製作出場效應管的源、柵、漏極結構並形成導電溝層。由於每一個TFT都用來驅動一個子像素下的液晶，因此需要很高的精確度，一般都是正性光刻膠。

2.濾光片用光刻膠的作用是製作彩色濾光片，又分為彩色光刻膠和黑色光刻膠。彩色濾光片是LCD顯示器彩色化的關鍵組件，其作用是實現LCD面板的彩色顯示。其製作方法有染色法、染料分散法、電着法、印刷法等多種，其中染色法、顏料分散法和電着法均需用光刻技術 ^[9]  。

3.觸摸屏用光刻膠的作用主要是在玻璃基板上沉積氧化銦錫電極（ITO），從而製作圖形化的觸摸電極 ^[6]  。ITO電極製作中使用的光刻膠可為疊氮萘醌類正性光刻膠，也可用丙烯酸酯類負性光刻膠。

4.光刻技術製作柱形制襯墊料是一種新的墊襯料製作技術。將負性光刻膠在定位區域塗膜，用光刻工藝製成間隔柱。該工藝要求形成襯墊物的光刻膠有精確的分辨率，足以支持液晶盒的壓力 ^[9]  。

發光二極管（light-emitting diode，LED）由含鎵、砷、磷、氮等的化合物製成。發光二極管是一種能將電能轉化為光能的半導體電子元件。這種電子元件最早在1962年出現，早期只能發出低光度的紅光，之後發展出其他單色光的版本，如今能發出的光已普及可見光、紅外光及紫外線，光度也提高到相當的光度。隨着技術的不斷進步，發光二極管已被廣泛地應用於顯示器、電視機採光裝飾和照明。它的加工和批量生產光刻是其最重要的工藝之一。主要應用的是重氮萘醌系正性光刻膠 ^[9]  。

印製電路板（printed circuit board，PCB）的製造90%以上使用光刻膠光刻製造，所用材料為抗蝕油墨。因為早期電路板用絲網印刷方式將抗蝕油墨印刷到覆銅板上，形成電路圖形，再用腐蝕液腐蝕出電路板。所以PCB這個詞沿用下來。不過由於光刻技術具有精度高、速度快、相對成本低的優勢，基本取代了絲網印刷方式製造電路板 ^[9]  。

操作流程：首先在硅片基材上氧化或沉澱一層SiO₂，並在其表面塗一層光刻膠。烘乾後在上面貼上一塊繪有電路圖案的掩膜（相當於照相的底片），然後將其置於一定波長和能量的光或射線下進行照射，使光刻膠發生化學反應。被曝光的部分發生髮生聚合或交聯（負膠）變得不溶，或發生分解（正膠）變得可溶。用溶劑把可溶解的部分溶掉，即在硅片上留下了光刻的圖案。用氫氟酸將裸露的二氧化硅部分腐蝕掉，再用另一種溶劑把已聚合的或未分解的光刻膠除去，就能在硅片上得到同掩膜完全一致的圖案。在一塊大規模集成電路一般要經過30~40道工序。 ^[1] 

以MEMS微傳感器為例，基於構築原理的不同，採用性能特點各異的光刻膠。比如SU-8光刻膠由於表面張力較小，膜層較厚，所得圖形深寬比大等特點在MEMS微傳感器領域應用較為普遍。除了上述例子中被用於加工反應池，還被廣泛用於加工微傳感器中的電極。例如：通過曝光顯影方法得到指定圖形均勻排布的光刻膠陣列，經過高温煅燒得到相同形貌的碳陳列，作為電極的前驅體，在其表面修飾固定酶分子，製備出具有氧化還原活性的電極材料 ^[9]  。

4.醫用領域還用光刻製造微針和生物芯片等微細醫療器件 ^[9]  。

光刻膠的生產銷售起步於20世紀50年代。據SEMI數據統計，國際光刻膠市場從2002年到2007年6年內一直保持快速增長趨勢，2007年全球光刻膠市場總銷量約在2193加侖，同比增長4.2%；銷售額達到11.28億美元，同比增長14%。其中248 nm及193 nm光刻膠市場需求增長是推動光刻膠市場快速增長的主要因素。因受國際金融危機影響，2008年和2009年國際光刻膠市場規模出現下滑，但伴隨全球經濟復甦，2010年市場銷售總額為11.38億美元，到2013年約為15億美元 ^[42]  。

中國光刻膠生產水平與國際相比，差距較大，儘管紫外線負膠已經國產化，紫外線正膠也達到了1 μm的水平，但高分辨率的g線、i線正膠，248 nm和193 nm深紫外膠絕大部分依賴進口。21世紀以來，隨着中國半導體產業快速發展，中國光刻膠的需求量也以年增長率35%的速度快速增長，10年裏總需求量增長了近20倍。截止到2011年光刻膠需求總量已達到3740噸，銷售額在13億元人民幣左右。其中集成電路和LCD是光刻膠的兩大主要應用領域：集成電路的需求量佔銷售總額的66.42%，LCD用膠佔到了30.56% ^[9]  。到2013年中國光刻膠需求總量已達到5700噸，銷售額約為17億元人民幣（2.7億美元）。其中集成電路和平板顯示器仍然是光刻膠兩大主要應用領域 ^[42]  。

根據Cision數據，2019年全球光刻膠市場規模預計為91億美元，自2010年保持CAGR約5.4%。中國光刻膠市場規模約88億人民幣，預計CAGR為15%。 ^[25] 

能量（光和熱）可以激活光刻膠。光刻膠必須在存儲和處理中受到保護，所以光刻區域使用黃色，並用褐色瓶子來儲存。彩色玻璃也可以保護光刻膠，以免受到雜散光的照射，同時必須規定光刻膠的閒置期限和存貯温度環境。一旦超過存儲時間或較高的温度範圍，負膠會發生交聯，正膠會發生感光延遲 ^[5]  。光刻膠在使用之前必須保持密封狀態，所有用來噴灑光刻膠的設備要求儘可能潔淨，光刻膠管需要定期清洗。 ^[40] 

（二）集成電路用光刻膠、掩模版、8英寸及以上硅片生產企業，進口國內不能生產或性能不能滿足需求的淨化室專用建築材料、配套系統和生產設備（包括進口設備和國產設備）零配件。 ^[12]