照相制版是利用照相复制和化学腐蚀相结合的技术制取金属印刷版的化学加工方法 照相制版的原理是把所需的文字和图像按要求缩放到底片上，再将底片贴合在涂有感光胶的金属板上进行曝光，经过显影便可在金属板上形成所需要的文字或图像的感光胶膜然后对胶膜进行抗蚀性处理，使之成为一种有很强的耐酸碱性、有光泽的珐琅质薄层再将金属板浸入硝酸或三氯化铁溶液中，无珐琅质胶膜的金属表面便被腐蚀溶解，形成凸出的文字或图像的印刷版 1822年,法国的涅普斯首先进行了照相制版的实验1839年，苏格兰的庞顿阐明了现代照相制版方法1850年，法国的吉洛发明了铜锌版的照相制版法1948年，美国发明了无粉腐蚀法，照相制版开始获得广泛使用 照相制版是光刻和化学雕刻等加工工艺的基础 19世纪的一个法国人将抗酸的沥青涂在铜板上，放进照相机后经一系列操作得到了凹凸的图像，有如雕刻出的雕版，从而发明了"照相制版术"现在有四种主要印刷方式，即凸版印刷、平版印刷（胶版印刷）、凹版印刷和丝网印刷下面简单介绍一下胶印PS版制版的原理 胶印PS版（预涂版），即预先涂布好的感光树脂的板材，由感光层和版基组成版基中使用最广的是铝板，PS版的感光层只有几个微米厚，按光敏高分子材料的不同可分为阳图和阴图两大类。
在PS版上加上图文的底片，然后用紫外灯照射（曝光），由于光化学反应，感光层的溶解性能便会明显变化如果光照部分的感光树脂发生光固化形成不溶的区域，那么在溶剂或水溶液中冲洗（显影）后，便得到一个阴图型（A）相反，如果光照部分因光分解由溶剂（如碱水）不能溶解的变成溶剂可溶解的，那么用溶剂冲洗（显影）后，便可得到一个阳图（B） 成电路的制备技术即微电子技术的发展，是感光材料在印刷上的使用引起的电子工业革命的另一个内容集成电路,就是利用照相制版技术，制备电路（晶体管、电阻、电容、导线） 的技术 描述集成电路的发展有个摩尔定律：集成电路的集成度以每18个月翻一番的速度前进集成度越高，它的价格越低，性能越好，因此用集成电路芯片装配的计算机也愈来愈小，运算速度愈来愈快，价钱也愈来愈便宜光刻中最重要的材料便是被称为光刻胶或光致抗蚀剂的光敏高分子化合物光刻胶也就是前面印刷技术中讲到的感光树脂，它主要有三种类型：聚乙烯醇肉桂酸酯型、橡胶－叠氮型和邻醌重氮型其中聚乙烯醇肉桂酸酯（Polyvinyl Cinnamate，PVCN）是最早用作光刻胶的光敏高分子化合物，由美国柯达公司开发它在光照时发生环化二聚反应，两个肉桂酸酯间形成四元环，从而发生链间的交联，表示如下： 聚乙烯醇肉桂酸酯的光敏性不够好，为了提高它的光敏性，需要添加增感剂。
增感剂有很多种，但最常用的是5-硝基二氢苊加入增感剂后，光刻胶吸收光的范围可大大地扩展，交联固化速度也大大提高 橡胶－叠氮型光刻胶是另一类重要的光刻胶叠氮化合物在紫外光照下，可放出氮气形成具有双自由性质叫氮卡宾的物质，这种物质能以多种形式与双键甚至C－H键成键 使用双叠氮化合物，光照时便可产生两个活泼的氮卡宾基，它可与橡胶上的两个双键反应，形成交联化合物 邻醌重氮型光刻胶是一种水性光刻胶（可用水溶液显影的光刻胶）首先制得酚醛树脂，然后将其接在邻醌重氮化合物的六元环上被紫外光照的邻醌重氮化合物进行分子重排得到一种烯酮的化合物，后者见水便转化为羧酸，羧酸可溶解在稀碱水溶解中而未光照的部分却不易溶解于水 集成电路集成度的增加，在于光刻分辨率的增加，但是传统的光刻办法其分辨率不可能增加很大影响光刻分辨率的的因素很多，光源、光刻胶、光刻条件和工艺本身都对分辨率有影响，现在我们考察一下传统光刻方法中的几个主要步骤对分辨率的影响 曝光：衍射问题 曝光时，光有衍射效应，光线透过掩模要发生衍射，因此实际照射的区域要比掩模上的宽。
右图１是一个典型的入射光通过掩模后在光刻胶膜上的光强分布图由于衍射效应，设计的光照区将变宽，当线条细到一定程度时便会互相叠合而模糊不清线条间距越小，衍射越厉害；曝光波长愈长，衍射效应愈严重 光通过掩模的衍射 由于衍射造成的图形变形 由于溶胀造成的图形变形 显影--溶胀问题 当用溶剂显影时，不溶的交联高分子胶膜可以发生溶胀，因此可以使图形变形 腐蚀--各向同性腐蚀问题 腐蚀反应是一种各向同性的反应，如右图所示，反应不仅仅垂直向下反应，同时也要向侧面进行，因此难以得到一个墙壁很直的图形腐蚀时间愈长，图形就会变得愈宽 由于以上因素（当然，其它方面的问题也可引起分辨率的丧失），传统光刻方法的最高分辨率只有2～3微米 由于各向同性腐蚀造成的图形变形光敏高分子对微电子技术的发展起着十分重要的作用，光刻和光刻胶（光致抗蚀剂）是微电子技术中的关键技术和关键材料微电子技术中的光刻是印刷照相制版工艺的发展，下面以刻蚀二氧化硅为例来说明光刻的基本步骤 首先在硅片上氧化或沉积一层二氧化硅（①），然后涂布一层光敏高分子材料即光刻胶（或称光致抗蚀剂）（②），烘干后加一块有电路图形的掩模（即底片），并用紫外光曝光（③）。
由于光化学作用，曝光区和非曝光区上的光刻胶溶解度发生变化，利用合适的溶剂除去可溶部分（即显影），就得一图形，烘干（后烘）（④）后用氢氟酸将裸露二氧化硅腐蚀掉（⑤），最后除去残留的光刻胶（⑥），于是硅片上便得到一个与掩模一致或相反的图形，后者称为负图形（A），前者称为正图形（B）硅片上的二氧化硅成为硅的保护膜，通过在裸露的硅面上进行所谓离子注入、扩散掺杂或金属化（如电镀），便可在硅片上制出二极管、电阻、电容和导线 光刻过程 刻好的硅片 检测刻好的硅片有无缺陷 做成的多足虫式器件 刻好的集成电路 下面用立体图形更形象地表现了光刻过程,集成电路是通过反复光刻制得的现在指甲盖大小的芯片上往往集成了几千万个器件，显然，即使再出色的微雕专家也不能雕出来一个集成电路这些芯片的制作只能靠光敏高分子与光刻完成，由此可见，高分子与高新技术的关系是何等密切 光刻技术过程 电子显微镜放大后的刻蚀图形随着大规模集成电路和超大规模集成电路的发展，人们对光刻分辨率的要求愈来愈高1995年为0.35μm，1998年为0.18μm，现在努力的方向是0.18μm，接着就是0.13μm很显然原有的光刻工艺已不能满足要求，为此对传统的光刻方法进行了很多改进以满足分辨率的要求，增加集成电路的集成度。
光源 曝光的波长越长，衍射效应越厉害，因此要采用短波长的紫外光作为光源例如由436nm的G线光源改为365nm的I线光源和248nm的激光 曝光设备 将传统光刻中的接触曝光（掩模与硅片直接接触）改为投影曝光，以后又改为分步缩小投影曝光 底片（掩模） 采用一种叫相位移的掩模代替传统的黑白底片掩模 干法腐蚀与显影 用离子束进行干性腐蚀，不用腐蚀液进行湿法腐蚀离子束腐蚀是定向腐蚀，避免了侧向腐蚀 其它 采用一些新的工艺，例如多层光刻胶、表面影像方法等 右图１形象地介绍了提高光刻分辨率的各种技术 右图２给出了光刻的最小线宽与芯片存储能力的发展趋势 Various Super Resolution Techniques Lithography Trend在传统光刻中，显影引起的光刻胶图形变形、沾污，会使分辨率受到很大影响，这是光刻成品率低的主要原因为了避免显影引起的问题，国外学者尝试了很多方法，但都不太理想下面我们介绍一下自己的工作--无显影气相光刻技术（Development-Free Vapor Photolithography，DFVP）。
无显影气相光刻工艺流程 无显影气相光刻的工艺过程如图所示同传统光刻相比，两者的相同点为均是在带有二氧化硅的硅片上涂上一层聚乙烯肉桂酸酯型光刻胶，烘干后加掩模曝光不同点在于无显影气相光刻省去了显影和后烘等步骤另外，它得到的图形恰好与使用传统光刻方法得到的图形相反，原来的光致抗蚀剂变成了"光致腐蚀剂" 光刻工艺流程示意图 Schematic illustration of etchingequipment 无显影气相光刻与传统光刻技术的差异 两种光刻操作时的唯一区别在于，腐蚀时传统光刻是将硅片放入氢氟酸溶液中，而无显影气相光刻则是将曝光后的硅片放入一个腐蚀器内腐蚀器内的温度在120℃以上，将氮气或空气鼓泡通过装有氢氟酸溶液的瓶子后通入腐蚀器内，经一定时间后，非曝光区胶膜下的二氧化硅将保持完好，而曝光区胶膜下的二氧化硅被刻蚀除去从腐蚀器中取出并除去胶膜后得到一正图形和传统光刻相比无显影气相光刻所得的图形分辨率高，纵宽比高，但要求曝光时间长 光刻 (由于未去膜，厚薄程不均，故有颜色) 光刻(由于未去膜，厚薄程度不均，故有颜色) 0.4μm的光刻线条电子显微镜下0.4μm光刻线条的照片光刻器件--大功率管 无显影气相光刻机理的研究 尽管1980年我国新华社播发了"我国首先发明了无显影气相光刻技术"的报道后引起了很大的关注，然而无显影气相光刻是通过一个偶然的现象发展起来的，当时人们对于其中的道理一无所知。
因此它尽管可以应用于器件的生产，但推广应用和发展受到限制 经过十年的研究，我们终于弄清了无显影气相光刻的原理无显影气相光刻中发生了和传统光刻中相同的腐蚀反应： 传统光刻中的腐蚀 但研究发现，上述反应的进行是有一定条件的，即反应体系中必须有氟的负离子F-在液体氢氟酸中，氟化氢在诱蚀剂水的作用下可以离解成浓度很高的F-，因此反应容易进行 当采用氢氟酸的蒸气时，如果二氧化硅的表面温度比较低，会吸附一层水，当氟化氢气体和它接触时，便可溶解于这层水中，形成液相的氢氟酸，因此反应也容易进行 但是当二氧化硅表面温度上升到100℃以上，二氧化硅表面不再有水层，氟化氢不能再在二氧化硅表面离解气相的氟化氢和气相的水是不能生成F-的，因此在高温下原来的腐蚀反应不能发生 无显影气相光刻中的腐蚀 前面讲到，经过人们的努力克服了传统曝光的分辨率极限，提高了集成度，集成电路得到迅猛的发展但是，集成电路不会到此止步，它仍然以飞快的步伐向前猛进。
化学增幅抗蚀剂 原来的各种光刻胶在光照射时发生的化学反应是化学计量式的，也就是吸收一个光子最多只能发生一个反应化学增幅抗蚀剂在受光照时不是直接引起光交联或分解反应，而是产生一种催化剂，光刻胶的交联、分解反应可以在催化剂的作用下迅速完成化学反应中的催化剂是不被消耗掉的，它可不断地引起反应，即使灯光熄灭后，这种反应仍可进行，因此效率大大提高 电子束与X光光刻 由于电子束与X光的波长更短，因此可用它们取代紫外光作为光刻的光源。