半导体 第十一讲 光刻胶的研究进展
半导体光刻胶及关键材料研究和产业化项目
半导体光刻胶及关键材料研究和产业化项目随着科技的不断发展，半导体产业已经成为了全球经济发展的重要支柱。
而在这个过程中，光刻胶及关键材料的研究和产业化项目显得尤为重要。
本文将从理论和实践两个方面，对半导体光刻胶及关键材料的研究和产业化项目进行详细的分析和探讨。
一、半导体光刻胶的研究现状及发展趋势1.1 光刻胶的基本概念及作用光刻胶是半导体制造过程中的关键材料之一，主要用于在硅片上形成微细的图形结构。
光刻胶的主要作用是在曝光过程中与紫外线发生化学反应，使硅片表面的图形结构得以固化。
光刻胶的质量和性能直接影响到半导体器件的性能和产量。
1.2 光刻胶的主要类型及特点目前市场上主要使用的光刻胶有三种类型：紫外线固化型(UVCurable)、湿法化学固化型(WEC)和干法化学固化型(GPC)。
这三种类型的光刻胶各有优缺点，但总体来说，紫外线固化型的光刻胶具有固化速度快、分辨率高等优点，因此在半导体制造中得到了广泛应用。
二、半导体关键材料的发展趋势2.1 硅片表面处理技术的发展硅片表面处理技术是半导体制造过程中的关键环节，对于提高光刻胶的附着力和稳定性具有重要意义。
近年来，硅片表面处理技术取得了显著的进展，如原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)等技术的应用，使得硅片表面的形貌和化学性质得到了有效控制，从而提高了光刻胶的性能。
2.2 新型光刻胶的研发与应用随着半导体工艺技术的不断进步，对光刻胶的要求也越来越高。
为了满足这些需求，研究人员正在积极开展新型光刻胶的研发工作。
这些新型光刻胶在固化速度、分辨率、抗污染性能等方面具有明显优势，有望在未来的半导体制造中得到广泛应用。
三、半导体光刻胶及关键材料产业化项目的挑战与对策3.1 技术研发方面的挑战与对策在半导体光刻胶及关键材料产业化项目中，技术研发是一个重要环节。
面对日益激烈的市场竞争和技术升级的压力，企业需要加大研发投入，加强与高校、科研院所的合作，提高自主研发能力，以确保在关键技术领域保持领先地位。
光刻胶项目可行性研究报告
光刻胶项目可行性研究报告光刻胶在现代半导体制造中扮演着重要角色。
它通过对于光的敏感性和可塑性，被用于制作微细图案，完成照相与沉积等工序。
本可行性研究报告将对光刻胶项目进行分析，包括市场需求、竞争优势、技术可行性和经济可行性等方面。
一、市场需求分析：光刻胶是半导体制造中必需的材料之一，其市场需求与半导体行业的发展密切相关。
目前全球半导体市场规模不断扩大，特别是高集成电路的需求不断增长。
光刻胶作为半导体制造过程中的必备材料之一，市场需求潜力巨大。
同时，在其他领域如平面显示、光学器件等也有较大的应用空间。
二、竞争优势分析：在光刻胶项目中，竞争优势是确保项目成功的关键之一、首先，我们的项目团队具备丰富的研发经验和技术实力，能够不断创新和提升光刻胶的质量和性能。
其次，我们具备完善的供应链和生产管理体系，能够确保产品的稳定供应和高效运营。
此外，与其他竞争对手相比，我们的项目还具备成本优势，使得产品价格更具竞争力。
三、技术可行性分析：光刻胶项目的技术可行性主要包括材料研发和生产工艺两个方面。
材料研发方面，我们的项目团队具备丰富的材料科学背景和研发经验，能够根据市场需求进行定制化研发，满足不同客户的需求。
生产工艺方面，我们将引入先进的设备和生产线，结合自身的生产管理经验，能够确保产品质量和生产效率。
四、经济可行性分析：光刻胶项目的经济可行性是项目投资和盈利能力的重要指标。
首先，项目投资主要包括研发费用、设备采购和生产线建设等方面。
通过市场需求和竞争优势的分析，我们预计项目投资将能够获得良好的投资回报率。
其次，由于光刻胶市场需求潜力巨大，项目的盈利能力也较高。
通过市场营销和供应链管理的优化，我们预计能够实现可观的利润。
综上所述，光刻胶项目具备较高的可行性。
基于市场需求和竞争优势的分析，光刻胶项目具有良好的发展前景。
同时，技术可行性和经济可行性的分析也支撑了项目的可行性。
为了确保项目的成功，我们将推进研发工作、加强供应链管理，并与客户建立紧密的合作关系。
光刻机中多层光刻技术的研究进展
光刻机中多层光刻技术的研究进展多层光刻技术在光刻机中的研究进展在微电子制造中，光刻技术是一项关键的工艺，它用于制作半导体器件中的微细结构。
光刻技术通过光学系统将光刻胶图案转移到硅片上，并在后续的工艺中形成微细结构。
随着半导体技术的不断进步，要求制备更小、更复杂的结构，传统的单层光刻技术已经不能满足需求。
多层光刻技术应运而生，并取得了显著的研究进展。
本文将介绍多层光刻技术的原理、应用及研究进展。
多层光刻技术的原理是将多个光刻图案依次叠加在同一个硅片上。
这些图案可以具有不同的形状、大小和深度。
通过适当选择光刻胶的特性以及曝光和显影条件，可以精确地控制每一层的图案。
在每一层的曝光过程中，将上一层已经形成的图案作为参考，保证下一层的对齐和定位。
最终，通过多次曝光和显影过程，多层的结构可以逐步形成。
多层光刻技术在许多领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于制备微电子器件中的多层结构。
例如，动态随机存储器(DRAM)中的电容结构可以通过多层光刻技术实现。
其次，多层光刻技术在光子学领域中也得到广泛应用。
例如，在光学通信器件中，多层光刻技术可以用于制备光波导、耦合器和光调制器等微细结构。
此外，多层光刻技术还可以用于生物芯片、纳米结构和MEMS等领域。
多层光刻技术的研究进展主要集中在以下几个方面。
首先，提高对齐精度是多层光刻技术研究的重点之一。
由于每一层的图案都需要准确地与上一层对齐，对齐精度的提高对于实现精细结构很关键。
研究者通过改进曝光系统的设计和控制算法，开发了更加精确的对齐方法。
其次，提高曝光和显影的均匀性也是多层光刻技术研究的热点。
由于多次曝光和显影的过程，曝光剂和显影剂的均匀分布对图案的重叠和对齐至关重要。
研究者通过改进材料配方和加工条件，实现了更加均匀的曝光和显影过程。
此外，改进光刻胶的特性以适应多层光刻技术的需求也是一个研究热点。
光刻胶是多层光刻技术中的关键材料，研究者通过调整光刻胶的化学成分和物理性质，实现了更好的图案传递和对齐性能。
I-Line光刻胶材料的研究进展
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第３卷 Ｏ
第 ２期
影 像 科 学 与 光 化 学
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收 稿 日期 ： ０ １０ —４ ２ １—７１ ；修 回 日期 ：２ １ —１０ ． ０ １１—４
作者简介 ： 郑金红 （９ ７） 女， １６ 一 ， 教授级 高工 ， 主要从 事光刻胶 的研 究及产 品开发 ， — ｉ ｊ＠ ｋｍｐ ｒｃｒ， Ｅｍａ ：ｚｈ ｅ ｕ．ｏ 电 ｌ ｎ
光刻胶成膜树脂的研究进展
光刻胶成膜树脂的研究进展光刻胶是集成电路和分立器件的基础工艺材料，主体成膜树脂是光刻胶的重要组分之一，不同的成膜树脂对光刻胶的性能有不同影响。
主要综述了光刻胶的分类，影响光刻胶成膜树脂性能的因素，成膜树脂的发展，及光刻胶的主要技术参数。
标签：光刻胶；单体；成膜树脂；光敏度；化学放大光刻胶；有效含碳量光刻胶（photoresisit）又称光致抗蚀剂[1] ，是一种感光性高分子材料，对光和射线的灵敏度高，经紫外光、电子束、准分子激光束、离子束、X射线等的照射或辐射后，能发生光化学反应，使曝光前后胶膜溶解性质发生变化，由此可分为正性光刻胶和负性光刻胶。
光刻胶主要应用在集成电路和半导体分立器件的细微图加工上，近年来也逐步应用于光电子领域平板显示（FPD）的制作。
将其涂布在印刷线路板（PCB）[2]、半导体基片、绝缘体或其他基材的表面，经曝光、显影、蚀刻、扩散、离子注入等工艺加工后，得到所需要的微细图形[3]。
随着电子器件不断向高集成化和高速化方向发展，作为微电子技术领域关键性基础材料，光刻胶的作用越来越重要。
光刻胶一般是由主体成膜树脂、光敏剂、阻溶剂、溶剂、添加剂等组成，其中主体成膜树脂是光刻胶的重要组分之一，不同的成膜树脂对光刻胶的性能有不同影响和作用。
1 光刻胶的分类1.1 按照光刻胶响应紫外光的特性分类负性光刻胶（Negative Photoresist）：最早是由1935年伊斯曼柯达的Louis Minsk合成出来（聚乙烯醇肉桂酸酯）[4]，对基材有良好的粘附能力、抗酸抗碱、感光速度快，但它在曝光区域发生交联，溶解能力减弱，难溶于显影液且显影时容易变形和溶胀，从而限制了它的分辨率，只能用于2 μm集成电路的加工。
正性光刻胶（Positive Photoresisit）：20世纪70年代沿用，具有高分辨率、抗干法蚀刻性强、耐热性好、去胶方便、台阶覆盖度好、对比度好的特点，但粘附性和机械强度较差且成本较高。
krf、arf光刻胶光栓效应
krf、arf光刻胶光栓效应一、引言在半导体制造工艺中，光刻技术是一项至关重要的工艺。
而在光刻技术中，光刻胶的光栓效应是一个十分重要的现象。
本文将主要讨论krf、arf光刻胶光栓效应的相关知识和研究进展。
二、光刻胶的基本原理光刻胶是一种将图案投射到硅片上的关键材料。
其基本原理为，在光刻机中，通过紫外光源照射光刻胶，使得光刻胶的化学性质发生变化，从而形成需要的图案。
而光栓效应则是指在这个过程中，由于光的反射和衍射效应，导致光刻胶在一定厚度处形成透光的光栓，影响光刻胶的薄膜厚度，从而影响了图案的质量和精度。
三、krf、arf光刻胶光栓效应的研究现状1. krf、arf光刻胶的定义krf光刻胶指的是使用波长为248纳米的紫外光进行曝光的光刻胶，而arf光刻胶则指的是使用波长为193纳米的紫外光进行曝光的光刻胶。
这两种光刻胶在光栓效应方面有着一定的区别。
2. krf、arf光刻胶光栓效应的差异研究表明，krf光刻胶的光栓效应相对较小，而arf光刻胶的光栓效应则相对较大。
这是由于不同波长的紫外光在光刻胶中的穿透深度不同所导致的。
而这一差异的存在也为制程工艺的优化提供了挑战。
3. krf、arf光刻胶光栓效应的影响光栓效应的存在对图案的分辨率、线宽偏差等都有着一定影响，尤其是在微纳米加工中更加明显。
因此研究人员需要充分了解krf、arf光刻胶光栓效应及其对制程的影响，以便于找到解决方案和优化工艺。
四、未来研究方向1. 深入研究krf、arf光刻胶光栓效应的机理对于krf、arf光刻胶光栓效应的机理，科研人员仍有很多未知的领域需要深入研究。
只有对其机理有了更深刻的了解，才能更好地解决其带来的问题。
2. 寻找更好的光刻胶材料目前，为了减小光栓效应的影响，科研人员也在努力寻找更好的光刻胶材料，以减小或者消除光栓效应的影响，提高光刻的精度。
3. 工艺优化除了研究光刻胶材料之外，科研人员还需要对工艺进行持续优化，以降低光栓效应的影响，提高制程的稳定性和可靠性。
光刻胶性能改良与应用研究
光刻胶性能改良与应用研究光刻技术是集光学、化学、物理和机械等多个学科于一体的高科技制造技术。
其中的光刻胶是不可或缺的材料。
光刻胶作为光刻技术的关键材料，能够在微细区域内精确传递光信息并转化成图案，是半导体工业制程中最重要的原材料之一。
随着微电子技术和半导体工业的不断发展，对光刻胶性能的要求不断提高。
硅光刻胶作为一种典型的光刻胶，其性能如分辨率、敏感度、对消显比（CDU）、图案保真度、蚀刻选择比（SER）等等，都与光刻工艺的性能密切相关，因此在光刻技术中起着非常重要的作用。
为了满足工业制程的需求，人们不断地改进和完善光刻胶的性能，开发出新型光刻胶，探索新的改良方法，如双键酮（diketone），巯基化（thiolation）、免曝曝光（Direct-write techniques）等等。
本文将从多个角度介绍光刻胶的性能改良和应用研究。
一、分辨率的提高分辨率是光刻胶的重要指标之一，能够衡量光刻胶对于细微结构的传递能力，是评价光刻工艺的关键之一。
现有的分辨率可以达到10纳米以下，但是在不断发展的工业制程中，要求更高的分辨率是必然的趋势。
分辨率的提高一方面需要提高光源的质量和强度，加强曝光过程中光与物质的相互作用。
另一方面需要注意对光刻胶的配方、溶液处理、清洁和环境控制等方面进行改良，以减小光刻胶在曝光过程中的偏差，提升分辨率。
例如，通过巯基化改性，可得到高分辨率的硅光刻胶。
对于无法通过化学改性获得高分辨率的光刻胶，可引入表面处理、控制溶液 pH 值等方法来提升分辨率。
二、敏感度的提高敏感度是光刻胶材料在曝光过程中的响应能力，它决定了光刻胶材料的曝光时间，即在光源功率一定的情况下，光刻胶材料的曝光时间越短，则敏感度越高。
在工业制程中，提高敏感度可以极大地减小光刻胶曝光的时间，加快生产效率。
通过化学改性，如引入光致酸性、巯基化等，可显著提高光刻胶材料的敏感度。
另外，还可以选用更合适的曝光波长，例如使用波长为193nm的ArF激光，比使用光波长为248nm的KrF激光，能显著提高硅光刻胶的敏感度。
光刻机中的光刻胶去除技术研究与优化
光刻机中的光刻胶去除技术研究与优化光刻技术是微电子制造中的重要工艺之一，而光刻胶的去除则是光刻工艺过程中不可或缺的环节。
本文旨在研究光刻机中的光刻胶去除技术，并对其进行优化研究，以提高光刻胶去除的效率和质量。
一、光刻胶去除技术综述光刻胶去除技术是在光刻工艺中，将曝光后的光刻胶从晶圆表面去除的过程。
通常，光刻胶去除技术主要分为物理方法和化学方法两种。
1. 物理方法物理方法是通过机械地将光刻胶从晶圆表面刮除或剥离，常见的物理方法包括刮片法、撕离法和离子束法等。
刮片法采用刮刀将光刻胶刮除，撕离法则利用粘性较强的胶带撕离光刻胶。
离子束法则利用高能离子束将光刻胶表面的分子击碎并去除。
2. 化学方法化学方法是通过溶解或化学反应去除光刻胶。
常见的化学方法包括湿法和干法两种。
湿法是指用溶剂或酸碱溶液来将光刻胶溶解或软化，从而实现去除。
干法则是利用等离子体或氧化氮等气体使光刻胶发生氧化或脱附等化学反应，进而去除光刻胶。
二、光刻胶去除技术的研究进展近年来，随着微电子技术的不断发展，光刻胶去除技术也得到了迅速的进步和创新。
下面将从物理方法和化学方法两个方面，介绍几种常见的光刻胶去除技术的研究进展。
1. 物理方法的研究进展刮片法是最常见的物理方法之一，其优点是简单易行，但缺点是容易引起机械划伤。
为了克服这个问题，一些研究者提出了基于涡轮气流的超声波刮片法，利用高速旋转涡轮产生强大的气流和超声波，以减小对晶圆表面的机械刮伤。
撕离法中的传统胶带撕离法效率较低，研究者们通过改变胶带的材质和特性，如利用热塑性聚合物制备的胶带，提高了撕离的效率和质量。
离子束法中，高能离子对晶圆表面的破坏较大，为此研究者提出了低能离子束去除方法。
这种方法通过调节离子束能量，减小对晶圆表面的破坏，实现高效去除光刻胶。
2. 化学方法的研究进展湿法中的酸碱溶液常用于去除光刻胶。
为了提高溶解效率，研究者们开始尝试利用超临界流体（如超临界CO2）作为溶剂，其具有较高的溶解能力和较低的粘性，能够更好地渗透和溶解光刻胶。
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• 胶厚和胶厚的均匀性是建立好的光刻工 艺的关键参数 • 厚度与涂胶量并没有很大的关系 • 旋转之后滴在圆片上的胶只能保留1％以 下，其余的在旋转时飞离圆片 • 为了避免胶的再淀积，旋转器的吸盘周 围都有防溅装置 • 胶的厚度主要由胶的黏度和转速决定， 较高的黏稠度和较低的转速产生较厚的 光刻胶
• 旋转涂胶之后，圆片必须经历一次软烘，或称
光刻胶的涂敷和显影
• 对于正性胶，为了获得平坦而均匀的光刻胶涂层并且使 光刻胶与圆片之间有良好的黏附性，通常在涂胶之前必 须对圆片进行预处理 • 预处理的第一步常常是一次脱水烘烤，在真空或干燥氮 气的气氛中，以 150 ～ 200℃烘烤。该步的目的是除去圆 片表面吸附的水分，在此温度下，圆片表面大概保留下 一个单分子层的水 • 紧 接 在 烘 烤 之 后 的 通 常 是 六 甲 基 二 硅 亚 胺 (HMDS ： hexamethyldisilazane)的涂布，这是一种增黏剂 • HMDS可用蒸气法涂布，就是将圆片悬挂在一个高蒸气压 HMDS液体容器之上，使蒸气涂布在圆片的表面 • 也可通过在圆片上滴一定量的液态HMDS，并旋转圆片使 液体铺开，以形成一个非常薄的均匀涂层的方法，直接 把液态HMDS涂敷在圆片的表面
• 最常用的方法是旋转涂胶 • 用真空吸盘将圆片固定，吸盘是一个平的、与真空管 线相连的空心金属盘。吸盘表面有许多小儿当圆片放 在其上面时，真空的吸力使圆片与吸盘紧密接触 • 接着一个事先确定好的胶量被滴在圆片表面，吸盘上 施加的转矩使其按一个受控的速率迅速上升至最大旋 转速度，通常为2000～6000 r／min • 胶刚被滴到圆片上，溶剂就开始从胶中挥发，所以要 想获得好的均匀性，圆片旋转的加速阶段是至关重要 的 • 圆片以最大旋转速度旋转一个固定的时间段之后以受 控的方式减速至停止 • 这种涂胶方法的一个变种称为动态滴胶，即在圆片以 低速度旋转的同时将一部分或全部光刻胶滴到圆片上， 这种方法使胶在圆片高速旋转之前已在整个圆片上铺 开
第十一讲
光刻胶的研究进展
内容
• • • • • 光刻胶：正胶与反胶 光刻胶的涂敷和显影 非光学光刻技术 深亚微米光刻的新光刻胶工艺技术 直写电子束光刻系统
• 光刻胶在曝光之后，被浸入显影溶液中。 在显影过程中，正性光刻胶曝过光的区域 溶解得要快得多。理想情况下，未曝光的 区域保持不变。负性光刻胶正好相反，在 显影剂中未曝光的区域将溶解，而曝光的 区域被保留。正胶的分辨率往往是最好的， 因此在IC制造中的应用更为普及
• 芳香族环烃和长链聚合物 • 芳香族环烃由六个排列成平面六角结构 的碳原子组成 • 苯，每一个碳原子都与一个氢原子相连 • 碳原子通过与两个与其紧相邻的碳原子 之间的共价键获得两个电子，与氢结合 获得一个电子，每个碳原子的最后一个 未配对电子参与一个非局域化的键，该 键的形状为围绕着苯分子的一个环。正 是这个高游离的非局域化π电子决定了芳 香烃的特殊性质
• 化学放大的使用在中紫外胶应用中可被看成是 增加生产的因素，但是化学放大的使用在正在 研究的深紫外胶中却起着至关重要的作用 • 光子的高能量使得基体的吸收几乎不可避免， 因此目前正在研究中的所有用于深紫外(248nm 或更短波长)的胶都使用某种化学放大剂作为感 光化合物 • 典型的DUV胶由具有一些感光性的基体、PAG、 保护剂以及改良剂如溶剂组成 • 对于深紫外曝光，这些材料中没有一种能够确 定下来
• PMMA的另一个主要限制是灵敏度低，PMMA的典型曝光剂量大 于200mJ／cm2，而要求的灵敏度通常是5-10 mJ／cm2
• 为了生产出更实用的胶，各种PAG被加入PMMA类化合物。在某些 情况下，这些添加剂可增加抗刻蚀能力。第二个增加灵敏度的方 法是将圆片在高温下曝光。这种方法的另一优点是对比度增加 • 尽管灵敏度可得到改善，但是PMMA基光刻胶的不良抗刻蚀能力 和短储存时间促进了深紫外基体替代材料的发展。
• IC制造中用的光刻胶通常有三种成分，树脂或 基体材料、感光化合物(PAC：photoactive compound)、以及可控制光刻胶机械性能（例 如集体黏滞性）并使其保持液体状态的溶剂。 • 在正性光刻胶中，PAC在曝光前作为一种抑制 剂，降低光刻胶在显影溶液中的溶解速度。在 正性光刻胶暴露于光线时有化学反应发生，使 抑制剂变成了感光剂，从而增加了胶的溶解速 率。
• 所有的电子束系统都要求电子源具有高强度(亮 度)，高均匀性，束斑小，稳定性好，寿命长 • 在阴极加热时，电子可从电子枪的阴极逸出(热 电子发射)，加上一个大电场(场助发射)，两者 结合(热场助发射)，或者用光照(光发射) • 普通的电子源是热电子，原因是它的高亮度。 选择的灯丝材料必须使来自阴极的蒸发最小， 从而使寿命最长。电子枪主要的指标是发射电 子电流的密度
•
• 曝光之后，圆片必须经过显影 • 正性胶都用碱性显影剂，如KOH水溶液
• 在显影过程中，羧酸与显影剂反应，生成胺和 金属盐。在此过程中，KOH被消耗。如果要维 持连续的工艺过程，必须注意补充显影剂
• 在简单的浸没式显影中通过定期重灌显影剂来 补充
• 为了维持一个更加稳定的显影过程，在容器的 两次灌装之间，显影的时间常常是不断增加的
• 聚合物的分子很大，它是由许多小的重复单元连接而 成的，这些小的重复单元称为单体 • 一种聚合物可以包含的单体数少至五个，多至几千个。 典型的聚合物有塑料、橡胶以及树脂 • 由于碳易于与其自身结合，所以许多聚合物都是碳基 的。最简单的聚合物是聚乙烯 • 聚合物分子很坚固，并且有更高的密度 • 聚合物还可以发生交联，即与自己或与其他的聚合物 化合，这样可以进一步增加强度
• • • • 前烘 作用是去除胶中的大部分溶剂并使胶的曝光特 性固定 胶在显影剂中溶解的速率将极大地依赖于最终 光刻胶中的溶剂浓度 通常，软烘时间越短或温度越低会使得胶在显 影剂中的溶解速率增加且感光度更高，但是其 代价是对比度低 高温软烘能使PAC的光化学反应开始，导致胶 的未曝光区在显影剂中溶解 典型的软烘温度是90～100oC，时间范围从用 热板的30秒到用烘箱的30分钟。软烘之后留下 的溶剂浓度一般约为初始浓度的5％。
• 交联降低了这些分子在常用的溶剂中的溶解能力。相 反，如果聚合物分裂成一些短的链，其分子就更容易 溶解
• 简单的光刻胶
• 长链聚合物的曝光主要导致断链作用，聚合物 在显影剂中就更容易溶解，那么聚合物的行为 就像一个正色调的光刻胶 • 如果聚合物的曝光主要是产生交联，则曝过光 的光刻胶在显影剂中的溶解会变慢，那么聚合 物的行为与负色调的光刻胶一样 • 这种简单的光刻胶的问题之一，在于很难保证 以上断链和交联只有一种过程发生 • 改变聚合物的主要成分来增加其溶解的可能性， 或添加易反应的侧链来促进交联作用
• X射线和电子束光刻 • 波长是如此之短，以至于衍射不再对光刻分辨 率起决定作用 • 使用很短波长，因而很高能量的能源所带来的 关键问题是光刻掩模 • 现在还不知道是否有一种材料，它将允许绝大 部分能量通过一个厚的机械性能稳定的平板， 这是制造掩模版所需求的 • 无掩模版电子束直写 • 用于接近式X射线和用于投影式电子束光刻的 薄膜型掩模版 • 以及用于投影式X射线光刻反射掩模版
• 理想情况下，抑制剂应完全阻止光刻胶的任何 溶解，而增强剂则产生一个无限大的溶解速率
• 光刻胶使用性能指标：灵敏度和分辨率 • 灵敏度是指发生上述化学变化所需的光 能量（通常用mJ/cm2来度量） • 光刻胶的灵敏度越高，曝光过程越快， 因此对一个给定的曝光强度，所需的曝 光时间将缩短 • 分辨率是指能在光刻胶上再现的最小特 征尺寸 • 分辨率对曝光设备和光刻胶自身的工艺 有很强的依赖性
• PMMA有两个主要缺点。首先是胶的抗等离子体刻蚀能力非常低， 实际上比大多数被刻蚀的膜还要低。因此除非是采用非常厚的 PMMA层来保护一个非常薄的膜，否则在刻蚀时，膜还未刻蚀掉 之前胶已没有了
• 厚胶是很不实际的 • PMMA的分解改变了等离子体刻蚀的化学性质，常常导致聚合物 淀积在圆基团嫁接到单体的侧链 上。侧基如正莰醇基丙烯酸脂或Adamantyl丙烯酸脂的使 用可以改善胶的抗刻蚀能力使其接近酚醛树脂，但却使 灵敏度和分辨率降低 • 丙烯酸还有一个特有的缺点，就是显影过程中黏附不好
非光学光刻技术
• 光学光刻得以进一步扩展，是通过各种步进式光刻设备的 应用 • 它们具有高数值孔径的镜头，特别是使用紫外(UV)光源 • 使用了相移掩模或其他光学邻近校正技术。这项技术至少 可扩展到0.10m，如果能开发出适合157nm光源的光学材 料的话，或许能到0.05m • 光学光刻在这些几何尺寸上的发展是非常昂贵的。一套通 常在生产中供2000至3000圆片使用的光刻版，如果全部 层次需要完全光学邻近校正的话，价格可能超过两百万美 元 • 光学光刻因受价格影响不能进一步发展，或者特征尺寸缩 小到0.05m或者更小，就必须开发新的光刻技术 • 这些方法概括起来称作非光学光刻或者说下一代光刻(NGL)
• 沿胶深度的曝光很不均匀，因此小特征图形的侧墙为斜坡 状 • DQN不能用于0．25以下的特征尺寸，必须找到新的基体 材料和新的感光材料用于193nm曝光
• 当DQN胶用于短波长时，往往会有化学放大作用 • 化学放大胶(CAR：chemicalamplifiedresist)系统中，一 种附加的感光化合物被加入基体材料和感光剂中 • 曝光时化学放大添加剂起到大大地增加原始光化学过 程的作用。该过程的关键是一个单独的光事件能促使 许多后来的断键事件发生 • 典型的例子是光酸发生剂(PAG：photoacid generator)的 使用。一旦吸收一个光子，PAG的化学性质变得活泼而 溶解基体材料 • 这种胶系统已用于早期的1兆位DRAM、以及16兆位 DRAM小批量生产线中 • 不利倾向是留在胶中的金属玷污物
先进的光刻胶和光刻胶工艺
• • • • 有希望应用于未来深亚微米光刻的新光刻胶工艺技术 用于深紫外的应用 应用的主要困难之一是缺乏好的深紫外光刻胶 酚醛树脂化合物在波长低于250nm时开始很强地吸收，因 此勉强可以接受它们用于KrF(248nm)曝光，但是不能用于 更为理想的ArF(193nm)曝光