《ArF浸没式光刻胶小分子浸出速率测量方法编制说明》

国家标准《ArF浸没式光刻胶的小分子浸出速率测量方法》

（征求意见稿）编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

国家标准计划《ArF浸没式光刻胶的小分子浸出速率测量方法》，由TC203（全

国半导体设备和材料标准化技术委员会）归口并组织执行。计划编号20256877-T-469，

项目周期16个月。

（二）制定背景

ArF光刻是当前全球产业应用量最大的先进光刻技术，ArF浸没式光刻胶可支撑最

高7nm工艺，是我国产业发展的重点。ArF浸没式光刻胶是我国产业链严重受限制环

节，国产化率低于1%，从光刻机到光刻工艺和光刻胶，只能依靠自主创新。ASML开

发光刻机的同时，IMEC和日本企业已经参与光刻机、基础工艺和配套光刻胶的开发，

液体浸出作为光刻胶基础性的测试，在光刻机、光刻胶及配套工艺开发的初期就已完

成。在这种背景下，国外企业往往将液体浸出等关键性能指标视为基础数据库的一部

分，作为机台准入的重要门槛。我国虽已有企业在ArF光刻胶研发上取得突破，但由

于缺乏统一的液体浸出测试方法标准，企业在产品研发过程中难以对标国际先进水平，

无法精准评估光刻胶性能，导致产品在量产阶段还存在可能对设备和芯片制造产线造

成严重风险，阻碍了国产ArF光刻胶的产业化进程。

国家部署苏州实验室联合国内领先的高校科研院所上海集成电路材料研究院、上

海计量院、中科院化学所、中科院微电子所、大连理工大学等，以及南大光电、江苏

博康、上海信阳等光刻胶企业，还有上海华力、长江存储等晶圆厂企业开展ArF光刻

胶的研发。为此苏州实验室建设了面向行业服务的光刻胶研发验证平台，组建了创新

联合体，承担核心技术攻关任务。光刻胶的工艺性能、理化性能以及在放量过程中的

工艺稳定性控制是常被关注到的问题，而光刻胶可能存在的对机台的污染却常被忽略。

液体浸出的检测通常在浸没式ArF光刻胶配方研究的初始阶段，以及在每代光刻机和

光刻技术开发的初期，由光刻机企业、芯片厂和光刻胶企业共同完成测试方法开发和

检测，检测通过后的国外光刻胶进入国际产业供应链。我国光刻胶产业以替代发展为

主，容易忽略此项基础性测试及其方法的标准化。缺少此项评价标尺，在配方开发、

原材料选用、工艺性能验证，甚至进入量产供应后，可能在曝光过程中产生有害液体，

进入作为浸没溶液的高纯水，污染甚至损毁光刻机台。从长远发展的角度来说，不利

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于自主发展。ArF光刻胶准入类标准的研制，对于我国高端芯片制造产业的自主发展，

具有很必要的支撑保障作用。

标准编制团队以ArF光刻胶攻关团队为基础，标准研制需攻关的技术难点主要有

光刻胶涂覆和前处理条件确定，液体小分子释放和浸出种类调研，曝光条件确认，液

体收集难点攻关，液体检测方法定标等。由苏州实验室负责牵头各项技术难点的攻关，

组织资料调研和试验验证。国际上尚未发布关于ArF光刻胶的相关标准。国内也尚未

发布相关的国家标准或行业标准。

（三）主要参加单位和工作成员及其所做的工作

1主要参加单位情况

牵头单位苏州国家实验室（以下简称“实验室”）是经中央批准成立的新型科研事

业单位，于2022年9月6日挂牌成立，苏州国家实验室牢记党中央对国家实验室的定

位要求，按照习近平总书记“开展最尖端、最前沿、最需要的科学研究，发挥不可替代

的作用”重要指示精神，在中央科技委的坚强领导下，自觉履行高水平科技自立自强的

使命担当。集成电路关键材料是苏州国家实验室重大科研任务方向之一，其中涉及光

刻胶及相关材料。根据江苏省委省政府工作部署，苏州国家实验室调研省内十余家相

关企业，2023年8月份成立集成电路光刻胶产业创新联盟，截至目前，共有34家联盟

成员单位。在江苏省工信厅指导和支持下，苏州国家实验室牵头建设集成电路光刻胶

公共测试服务平台，包括光刻性能评价平台和理化测试分析平台两部分。光刻性能评

价平台1100平方米洁净间，拥有1台ASMLArF光刻机、1台NikonKrF光刻机、1

台TEL涂胶显影一体机、1台Hitachi临界尺寸扫描电子显微镜（CD-SEM）、1台椭

偏仪，2024年2月份正式投入运行；理化测试分析平台291平方米洁净间，拥有曝光

显影分析系统、深紫外透过率测试仪、飞行时间二次离子质谱仪、电感耦合等离子体

质谱仪等仪器设备32台套。鉴于集成电路光刻胶行业特性，目前光刻胶相关测试是根

据终端客户和生产企业的需求进行定制化测试，为企业提供公正、权威、高质量的测

试服务，并提供光刻咨询培训服务。2024年10月，苏州国家实验室成功中标工信部“国

家新材料测试评价平台—电子化学品行业中心”项目，再获1亿元支持资金，已建设高

分子材料合成及分析实验室1172平方米，拥有凝胶色谱仪、液相色谱、气相色谱-质谱

联用仪等仪器设备20余台套，正在推进树脂可控合成、光酸扩散机制、原材料数据库

及人工智能模型等基础和前沿研究。

本文件的主要起草单位中苏州实验室负责组织标准起草和试验验证工作。上海集

材院、上海大学、上海计量院以有机物释放、电子化学品检测的经验，负责液体检测

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部分的试验验证。大连理工大学参与气体释放原理和种类的调研梳理，参与标准编制。

国科天骥(山东)新材料有限责任公司、上海微电子集团（及其下设公司）参与机台准入

测试方法的验证，参与标准的编制。中国电子技术标准化研究院负责标准规范化以及

与现行其他方法标准的分析比较。

2主要工作成员所负责的工作情况

本标准主要起草人及工作职责见表1。

表1主要起草人及工作职责

起草人工作职责

徐文涛、徐润峰负责项目的组织，实验安排，试验方案确定，编制说明的编写

李杰、闫腾飞、李春华参与试验验证及数据积累，标准编写

吴金倩、许箭、陈思、李昱桦、刘

负责准入性能验证，标准编写规范化审核、编制说明资料准备

兵、李文启

刘兵、常燕、彭孝军、陈鹏忠、参与调研及资料整理，协助标准编写

曹可慰、史泽远、吴怡然、赵俊莎参与标准编写，负责标准规范性

（四）主要工作过程

1起草阶段

本项目在下达计划后，组织了专门的标准编制小组，进行了设备、用户要求、相

关标准应用等方面的调研和收集；与同行、设备商进行了充分的沟通。结合近年来国

内主要研发机构和企业在ArF光刻胶质量控制方面的经验，按照国家标准的格式要求

起草了本标准，并于2025年12月形成了标准讨论稿。

2025年11月21日，由全国半导体设备和材料标准化技术委员会组织，在上海标

委会年会期间，召开了标准第一次工作会议（讨论会），共有上海大学、张江实验室、

苏州实验室、上海微电子、上海新阳、南大光电、上海计量院等10个单位13位专家

参加了本次会议。与会专家对标准讨论稿进行了逐条讨论，对所用仪器用具、载气规

格、试剂管规格、测试步骤、数据分析和质量规定都提出了修改意见，还有必要的规

范性修改意见。会后于12月，编制组根据讨论会意见对标准稿件进行了修改，并制定

了试验方案开展试验验证，形成了《ArF浸没式光刻胶的小分子浸出速率测量方法》的

征求意见稿及编制说明。

二、编制原则、标准主要内容及其确定依据

（一）编制原则

1.适用性原则：根据国内ArF光刻机、光刻技术和光刻胶的研发进展，以及可公开

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查询的国外研究情况，制定本标准的适用范围、测试环境要求、测试原理、仪器用具、

试验步骤和精确度要求等内容，满足国内相关单位研发与产业化应用需求。

2.规范性原则：标准在格式上严格按照GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准

化文件的结构和起草规则》的要求进行编写。

3.查阅相关文献，特别是ASML已实现产业化的ArF光刻技术，以及JSR、TOK等

光刻胶企业的相关报到，还有安智电子材料（AZElectronicMaterials）；IMEC微电子

研究中心等的文献资料。研究国内外已开展的光刻胶释气的研究进展，开发适配主要

光源条件下光刻胶液体小分子浸出的测试验证方法，设计验证方案，确定标准制定的

技术依据。

（二）确定标准主要内容的依据

1国内外科学文献资料整理

本标准的对象是ArF浸没式光刻胶的液体小分子浸出测试方法，需要对曝光过程

中ArF光刻胶浸出的小分子物质进行收集和检测。ArF浸没式光刻胶是当前产业界应

用的最先进光刻胶，其材料体系、测试方法和性能表征已于二十年前陆续在国际学术

期刊杂志中发表。浸没式光刻胶在性能上需满足极苛刻的要求，不仅需要优异的光敏

性、分辨率、线宽粗糙度（LWR）和抗刻蚀性，还必须具备极低的浸出性（Leaching）。

在浸没式曝光过程中，光刻胶中的小分子组分，特别是光致产酸剂（PhotoAcidGenerator,

PAG）和淬灭剂（Quencher），存在溶解到顶部浸没液（TopcoatedImmersionFluid，

现阶段一般为纯水）的风险。这些溶出的小分子会污染昂贵的光学透镜系统，导致透

光率下降、透镜表面缺陷，甚至造成永久性损伤，严重影响光刻机的稳定运行和使用

寿命。更严重的是，浸出物会改变光刻胶曝光区域的局部化学环境，影响酸扩散和反

应动力学，导致关键尺寸（CD）均匀性变差和图案缺陷。测试方法作为科学研究的一

部分，国外已有置信度较高的研究成果可以借鉴，对于标准的测试原理、仪器用具、

结果统计等有较好的借鉴价值。本标准重点跟踪了安智电子材料（AZElectronic

Materials）；IMEC微电子研究中心等的研究成果。比如《LeachingPhenomenaandtheir

Suppresionin193nmImmersionLithography》《ExperimentalTechniquesforDetectionof

ComponentsExtractedfromModel193nmImmersionLithographyPhotoresists》

《Fluoro-alcoholmaterialswithtailoredinterfacialpropertiesforimmersionlithography》

《DynamicLeachingProcedureonanImmersionInterferencePrinter》等。

2科研项目成果作为技术基础

经梳理光刻胶领域没有国际标准，仅有定位为国外先进团体标准的SEMI标准。

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SEMI标准有几个测试方法标准，基本都是使用ICP-MS法测定光刻胶中金属杂质含量

的标准，与电子化学品标准相似。本标准所制定的液体小分子浸出测试方法没有可参

考SEMI标准之处，除借鉴国外企业的研究成果外，更多的是以科研项目成果为技术

基础。在苏州实验室承担的两个重大项目任务中，搭建实验室、开发测试能力，开展

光刻胶测试服务是主要任务。以此为基础，苏州实验室联合主要光刻胶企业，由光刻

胶企业提供样品，在苏州实验室的试验平台进行测试评价。测试评价过程中完成了对

方法基本框架的开发，通过液体收集进入四级杆质谱仪对浸出的杂质进行收集和检测。

3试验验证

试验验证是本标准技术内容确认的另一个重要依据。已联合国内主要的ArF光刻

胶研发、生产和使用单位组建联合编制团队，上海集成电路材料研究院、上海大学、、

上海计量院、大连理工大学等科研机构以各自的实验室为基础，进行不同测试项的验

证。南大光电、江苏博康、珠海基石、国科天骥等企业以试制和生产经验参与技术内

容的确认。

三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证、预期的经济效果

（一）试验验证的分析

详见附件。

（二）综述报告、技术经济论证，预期达到的经济效果

ArF光刻是当前全球集成电路产业最重要的光刻技术之一，也是我国产业链补强的

重点，浸没式光刻胶是被封锁的能够适用于14nm及更先进工艺的光刻胶。从工艺性能、

量产稳定性等问题出发，我国已开展了多年的ArF光刻胶替代工作。但对于ArF光刻

胶机台准入类性能缺乏测试数据，也缺少测试方法。本标准通过调研和学习主要的科

学文献，形成了浸没式ArF光刻胶的液态小分子浸出测试方法，在苏州实验室等单位

的实验室进行了测试验证。结合国家级科研项目进展，苏州实验室及创新联合体开始

测试方法标准化研究。本标准既吸纳了国际科学研究的成果，也结合在电子级化学品

测试领域的经验。

本标准的研制有利于促进我国科研团队行程研发合力，在科学规范的测试方法标

准的指导下检测，补全产业链忽略的重点基础性能的评价。有效保障我国ArF光刻胶

产业化进程中降低损毁设备，造成二次污染的风险。

四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况，或者与测试的国外样品、样机的有

关数据对比情况

目前尚无ArF光刻胶相关的标准。既无ArF光刻胶相关产品或方法标准，也没有

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其他光刻胶液体浸出方法标准。本标准为国内外首个制定的浸没式ArF光刻胶液体浸

出测试方法标准。

五、采标情况，以及是否合规引用或采用国际国外标准

本方法没有相应的国际和国内标准，非采标标准。本标准在测试条件部分引用了

洁净室要求、电子化学品测试仪器相关标准和电子级水标准。

六、与有关法律、法规的关系

本标准编制原则符合国家的有关法律法规，与强制性标准协调一致。

七、重大分歧意见的处理经过和依据

无。

八、涉及专利的有关说明

本标准未识别到专利问题。

九、贯彻国家标准的要求，以及组织措施、技术措施、过渡期和实施日期的建议等措

施建议

本标准发布后，建议作为推荐性国家标准。

建议本文件的实施日期为自发布之日后6个月实施。

十、其他应予说明的事项

无。

标准编制组

2025年12月

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附件：

本实验采用光致产酸剂PAG为TPSNf，淬灭剂Quencher为三乙醇胺。

使用约50mL电子级水进行小分子浸出物收集，收集时间设定为10min，收集3组

数据。

为精确计算，因此对电子级水进行精确称量，数据如表1所示：

表1水样重量

样品名空瓶/g水样+空瓶/g水样/g

样品118.938968.808049.8691

样品218.8829