納米壓印（NIL）作為EUV光刻重要的替代技術路線，正從實驗室研究走向產業化落地。而光刻膠塗覆工序，恰恰是制約NIL良率、單片成本與工藝窗口的核心瓶頸。本文將從旋塗工藝現存痛點、噴墨按需滴落的技術價值、工藝應用邊界，以及控制系統的硬核能力要求逐層拆解，釐清核心問題：為什麼產業普遍將噴墨工藝，視作NIL光刻膠塗覆的下一代優選方案。

一、光刻膠在NIL場景的作用，以及賽道落地節奏劃分

光刻膠（光致抗蝕劑）是微納製造的核心感光材料，可以在特定光照下發生理化特性變化，配合塗覆、曝光固化、刻蝕等流程，將模板上的納米圖形精準轉移至晶圓、光學基板表面。

圖示：光刻原理圖、資料來源:行行查（Samsung Semiconductor，長江證券研究所）

按應用領域，光刻膠可分為半導體前道光刻膠、顯示光刻膠、PCB 光刻膠。從產業化落地難度與進度來看，噴墨光刻膠塗覆賽道可以清晰劃分成三個梯隊：

第一梯隊：NIL 納米壓印、AR/XR 光波導。光柵區域填充因子變化幅度大，器件對殘留層厚度（RLT）高度敏感，產品迭代快，是噴墨供膠最先落地、驗證相對成熟的方向。

第二梯隊：顯示面板選擇性塗覆、先進封裝功能材料沉積。核心價值來自大面積基板的材料節約、局部區域精準沉積。

目標梯隊：半導體前道光刻。屬於零缺陷嚴苛場景，驗證週期極長，是遠期目標，並非短期落地賽道。

二、旋塗工藝成熟，只是難以匹配NIL的獨特需求

旋塗是經過數十年驗證的成熟工藝，在平整基板、均勻成膜的常規場景中，厚度可控、工藝穩定，至今仍是行業主流選擇。但 NIL 工藝有一個顯著特點：同一塊基板上，不同區域的模板填充因子差異巨大，這和旋塗整面均勻攤塗膠液的底層邏輯衝突，也就是行業所說的光刻膠負載效應。旋塗在 NIL 場景下有兩大核心痛點：

1. 材料利用率低，推高量產成本

旋塗依靠離心力甩平膠液，最終僅有 2%–5% 的光刻膠留存於基板，95% 以上隨離心力甩出成為廢液。NIL 壓印膠、光波導高折射率膠價格昂貴，大批量生產時，材料浪費直接拉高單片製造成本，同時帶來廢液處理、環保管控等附加壓力。

2. 殘留層厚度無法自適應，形成良率瓶頸

已有研究證實：旋塗可以製備均勻膠膜，但無法適配填充因子變化的 NIL 模板。密光柵區與稀疏光柵區共用同一膠層厚度，會造成壓印後殘留層厚度不一致，直接干擾後續刻蝕工序，破壞納米圖形的一致性。

除此之外，面對高深寬比溝槽、通孔、異形曲面、非圓形基板，旋塗還容易出現膠料堆積、局部缺膠、邊緣凸緣等不良，進一步壓縮可用工藝窗口。

三、噴墨按需滴落，NIL 光刻膠塗覆的下一代方案

噴墨按需滴落（Drop-on-Demand），本質是把光刻膠變成主動數字化分配：以皮升級液滴為最小單元，根據局部結構形貌動態計算每個位置需要的膠量，精準控制液滴體積、落點、噴射密度，實現多膠多填、少膠少填，主動補償負載效應。

底層邏輯總結為 4 點：

差異化膠厚。可以在同一基板不同區域，設置差異化膠厚，壓印後全域殘留層趨於一致。

精準控料。材料只沉積在需要壓印的區域，材料利用率大幅提升。

形貌適配。適配曲面、臺階、高深寬比結構，突破對基板形貌的限制。

數字驅動。數字化圖形驅動，更換模板、調整圖案密度時，只需要修改噴射算法，不需要更換硬件工裝。

當然，我們要客觀認清噴墨工藝的應用邊界：噴墨本身存在固有工藝約束，薄層打印容易出現迴流不足、液滴融合不良，引發表面粗糙度缺陷；厚層打印易產生咖啡環效應；打印臺階結構時，輪廓容易形成斜坡。

四、光刻膠噴墨，對底層控制系統的五大硬核能力要求

噴墨工藝最終能釋放多大價值，取決於整套控制系統能否承載多變量耦合的複雜工況。一套穩定適配光刻膠的噴墨系統，必須同時具備五項工程能力：

超低粘度墨水的自由波形調製能力

光刻膠流變特性跨度大，低粘度光固化膠無法依靠固定驅動波形適配；底層系統需要支持自定義波形、時序配置，讓硬件適配材料配方迭代。

皮升級計量能力，保障多噴嘴長期噴射一致性

殘留層厚度穩定的基礎，是每一滴膠的體積可控；大面積陣列噴頭場景，要求上百個噴嘴長期噴射量保持一致，支持獨立通道閉環計量。

視覺 + 運動 + 噴射閉環實時補償

基板翹曲、形變、定位偏移都會造成液滴落點偏差；視覺功能要嵌入到噴射觸發鏈路中，實現基板形變帶來的位置誤差的實時補償。

高敏感墨路穩定供給管控

光刻膠極易產生氣泡、沉降，對溫度波動敏感；帶溫控、循環、脫氣功能的墨路，需要和板卡、噴射時序一體化調試，故障可快速定位排查。

多變量快速迭代驗證能力

壓力、驅動波形、噴頭溫度之間強耦合；優質的底層底座，要支持快速循環調試，縮短客戶整體工藝開發週期。

五、方案選型思路：評估NIL噴墨方案，重點看什麼

現階段光刻膠噴墨整體處於從科研樣機向工業化設備驗證過渡的階段。對客戶而言，選型優先級不是優先尋找已有成熟量產案例，而是判斷供應商能否把控工藝導入中的不確定性，把風險控制在可管理範圍。一套全棧自研方案的核心優勢，集中在兩點：

單一責任主體，規避多方協同扯皮

如果板卡、視覺、墨路、工控分屬不同供應商，出現殘留層不均、噴嘴斷墨、落點偏移等問題時，極易出現多方互相推諉、定位緩慢的情況。全棧一體化架構，所有模塊在同一體系內打通，故障定位、參數調試效率更高。

底層能力可遷移，工業場景已經驗證

PCB功能性噴印、新能源電芯絕緣噴墨、曲面異形打印等場景，同樣需要應對形變基板、選擇性塗層、厚度精準管控等難題。在這些賽道打磨成熟的多噴頭協同、視覺閉環、墨路管控能力，是光刻膠噴墨可靠的技術底座。

旋塗在平整基板場景依舊是穩妥方案，不會被完全替代。噴墨按需滴落的核心賽道，鎖定在NIL、AR光波導、先進封裝這類圖案密度動態變化、結構複雜、光刻膠成本敏感的應用。

納米壓印作為EUV之外潛力突出的微納製造路線，產業化瓶頸已經逐步轉向：如何穩定、低成本、可控地完成光刻膠供給。數字化按需滴落，正是NIL塗覆工序面向下一代需求的答案。而想要落地這條路線，一套經過工業驗證、全鏈路打通的噴墨控制底座，正是所有工藝迭代的先決條件。

 

深圳市漢森軟件股份有限公司

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