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科技觀點 / 半導體材料

光阻裡為什麼加入金屬？MOR 如何迎接 EUV 的微縮挑戰

認識金屬氧化物光阻的材料設計、薄膜與耐蝕刻優勢，並從近期研究理解 MOR 與化學放大光阻並行的發展。

發布日期：

希爾瑪・阿芙・克林特風格參考的半導體材料原創概念插畫

ARTIST REFERENCE / 畫家介紹

希爾瑪・阿芙・克林特

Hilma af Klint

抽象幾何、有機形態與象徵性色彩

阿芙・克林特（1862–1944）是瑞典畫家，曾於斯德哥爾摩皇家藝術學院學習。她在二十世紀初發展出大膽的抽象作品，以幾何、有機形態與象徵性色彩探索精神世界；這批作品在她身後逐漸受到廣泛關注。

風格參考・原創概念圖，非畫家本人作品。生平來源

光阻為什麼會和金屬扯上關係？

上一篇介紹光阻如何把曝光轉成圖案，這次把焦點放到金屬氧化物光阻，英文為 Metal Oxide Resist，簡稱 MOR。它是先進 EUV 微影的重要材料方向之一，但「含金屬」並不是把金屬粉末任意混進傳統光阻。

以 Inpria 公開的技術為例，材料以具有錫氧核心的有機金屬分子團簇作為基本單元。公司特別將這種結構與奈米顆粒區分。材料的組成與尺度，是為了配合光吸收、圖案形成與後續加工而設計。

[1]

MOR 是一個材料類別，不是所有廠商共用的單一配方。理解某項研究時，仍要確認它使用哪種化學系統與製程條件。

吸收光以後，材料會發生什麼？

EUV 曝光會引發材料中的化學變化。針對錫氧團簇的研究，科學家觀察了曝光造成的吸收變化與錫碳鍵斷裂等現象；這類研究幫助釐清材料如何從接收能量，走向可顯影的差異。

不過，一篇模型材料研究所觀察到的反應，不能直接當成所有商業 MOR 的完整機制。實務上，曝光、熱處理、周圍環境與顯影步驟會一起影響最後的圖案。

[2] [5]
圖 1｜以負型 MOR 為例的圖案形成流程。
圖 1｜以負型 MOR 為例的圖案形成流程。 點圖可開啟完整尺寸。

在負型製程中，曝光區經處理後留下，未曝光區被顯影液移除。imec、Inpria 與 TEL 於 2016 年發表的整合製程，就是這種負型光阻的一個公開例子，並展示了後續圖案轉移。

[3]

MOR 與 CAR，差別在哪裡？

CAR 是化學放大光阻的縮寫。以常見酸催化系統來說，它透過曝光產酸與後續催化反應改變材料溶解性；Inpria 則將其 MOR 路線描述為不依靠傳統光阻的酸擴散機制。

[1]
比較面向常見酸催化 CAR本文所談的 MOR 路線
材料設計聚合物與感光、反應控制成分含金屬的分子團簇等材料單元
成像反應利用酸催化反應改變溶解性利用含金屬材料曝光及後處理的反應
研發重點反應擴散、感度、粗糙度與缺陷光吸收、薄膜成像與圖案轉移
導入判斷看目標層與既有製程整合同樣需要看目標層與整合結果

這張比較表描述的是典型路線，不能當成所有配方的分類規則，也不是性能排名。JSR 的產品線同時列出 EUV CAR 與 EUV MOR，正反映出材料選擇並非只有一條道路。

[7]

為什麼「薄而耐蝕刻」很重要？

當線條變細，若光阻仍很厚，留下的圖案就會變得細長。High-NA EUV 的製程開發因此重視薄膜材料，但減薄也意味著後續蝕刻時可消耗的光阻餘量減少，必須兼顧圖案轉移能力。

[4]
圖 2｜相同線寬下，膜厚與高寬比的幾何關係。
圖 2｜相同線寬下，膜厚與高寬比的幾何關係。 點圖可開啟完整尺寸。

金屬氧化物材料的耐蝕刻特性，讓它有機會以較薄的圖案支援後續加工。2016 年的整合研究就利用光阻本身兼任薄硬遮罩，展示簡化特定圖案轉移流程的可能。

這不等於所有 MOR 都能省略所有硬遮罩。能否簡化，仍取決於下方材料、蝕刻條件與整體堆疊設計。

[3]

2026 年的新線索：烘烤時的氣氛也會影響結果

imec 在 2026 年 2 月公布研究：控制 MOR 曝光後烘烤環境中的氧氣濃度，可以改善劑量反應。研究使用專用 BEFORCE 設備，把氣體環境作為可調整的變因。

這項成果的重要之處，是材料表現不只取決於瓶子裡的配方；曝光後怎麼處理，也可能改變成像所需的條件。研究團隊同時指出，相關化學機制仍在深入研究。

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閱讀這類消息時，要把「特定研究條件下的改善」與「晶圓廠整體產能提升」分開。前者提供了值得驗證的方向，後者還涉及設備、流程穩定性與量產整合。

MOR 有進展，不代表 CAR 已經退出

另一個容易被忽略的事實是：不同材料路線都在進步。imec 於 2026 年 9 月公布 CAR 的 High-NA 單次曝光研究，展示緊密邏輯圖案的可行性。這些結果支持 CAR 繼續用於部分先進製程層的開發。

[6]
圖 3｜公開研究中的幾個節點；不同成果不能直接做性能排名。
圖 3｜公開研究中的幾個節點；不同成果不能直接做性能排名。 點圖可開啟完整尺寸。

因此，問題應該是「哪一層、哪種圖案、哪套條件適合哪種材料」，而不是只問誰把誰淘汰。材料的解析度、曝光劑量、邊緣粗糙度、缺陷與製程相容性，必須一起考慮。

從好看的圖案，到穩定的製程

一張顯微影像能展示成像能力，卻無法獨自回答大量晶圓是否都能穩定加工。底層材料、附著、顯影與蝕刻等環節，都需要配合光阻共同開發，這也是 High-NA 生態系研究反覆強調的方向。

[4]

Inpria 的角色，是把材料設計推進到產品與製程支援。依其公司介紹，Inpria 源自奧勒岡州立大學，並於 2021 年成為 JSR 旗下公司；它的材料仍需與設備和晶片製造端合作整合。

[1]

如果光阻是把光轉成圖案的橋梁，MOR 帶來的是另一套材料設計方式。它值得關注的地方，是在微小尺度下把光吸收、化學反應與加工耐受性放在一起思考，而不只是配方裡多了一個金屬元素。

公開資料與延伸閱讀

  1. Inpria：錫氧核心分子團簇、EUV 吸收與產品技術 ↗
  2. 研究論文：錫氧團簇光阻的曝光反應與吸收變化（2020） ↗
  3. imec、Inpria、TEL：負型金屬氧化物光阻整合製程（2016） ↗
  4. imec：High-NA EUV 的材料與製程開發（2024） ↗
  5. imec：曝光後烘烤氣氛與 MOR 劑量反應（2026.02.25） ↗
  6. imec：CAR 延伸至 High-NA EUV 的研究（2026.09.08） ↗
  7. JSR：光阻與電子材料產品線 ↗
  8. Guggenheim：Hilma af Klint 的生平與創作 ↗
  9. Guggenheim：Hilma af Klint，Paintings for the Future ↗

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