嘉定显示面板光刻胶曝光

荷兰光刻研究中心的Castellanos课题组采用三氟乙酸配体和甲基丙烯酸配体，制备了一种锌氧纳米簇光刻胶Zn（MA）（TFA）。由于锌原子和三氟乙酸氟原子对 EUV 光都有较强的吸收能力，而甲基丙烯酸配体可通过光照后的双键聚合和交联反应进一步增强曝光前后的溶解度差异。这一配体在自然环境下的稳定性不好，空气中的水汽和自然光都会使甲基丙烯酸配体自发聚合；但在真空环境下则可稳定存在。不过这种纳米颗粒只可获得30nm线宽的光刻图案，曝光剂量为37mJ·cm−2，且制备的批次稳定性较差，距离实际应用还有一段距离。金属氧化物光刻胶使用金属离子及有机配体构建其主体结构，借助光敏基团实现光刻胶所需的性能。嘉定显示面板光刻胶曝光

起初被广泛应用的化学放大型EUV光刻胶是环境稳定的化学放大型光刻胶（ESCAP），该理念由IBM公司的光刻胶研发团队于1994年提出，随后Shipley公司也开展了系列研究。ESCAP光刻胶由对羟基苯乙烯、苯乙烯、丙烯酸叔丁酯共聚而成，其酸敏基团丙烯酸叔丁酯发生反应需要的活化能较高，因此对环境相对稳定，具有保质期长、后烘温度窗口大、升华物少、抗刻蚀性好等特点，后广泛应用于248nm光刻。1999年，时任Shipley公司研发人员将其应用于EUV光刻，他们在19种ESCAP光刻胶中筛选出性能好的编号为2D的EUV光刻胶。通过美国桑迪亚实验室研制的Sandia10XIEUV曝光工具，可获得密集线条的最高分辨率达70nm，线宽为100nm时LER为5.3nm，线宽为80nm时LER为7.5nm。该光刻胶即为Shipley公司推出的工具型EUV光刻胶EUV-2D。它取代PMMA成为EUV光刻设备的测试用光刻胶，直至2005年。上海湿膜光刻胶树脂光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体。

光刻胶的曝光机理很复杂。Ober课题组和Giannelis课题组指出，其中起主导作用的应为配体交换过程。若体系内有光致产酸剂或光自由基引发剂，它们在受到光照后形成新的配体，与金属纳米颗粒表面的配体交换；若不加入光敏剂，光照后纳米颗粒壳层的少量羧酸基团会与纳米颗粒解离，从而改变金属氧化物电荷，使双电层变宽，促使纳米颗粒的聚集。但美国德克萨斯大学达拉斯分校的Mattson等通过原位红外光谱、X射线光电子能谱和密度泛函计算等手段发现，溶解度转变过程主要是由于配体发生了自由基引发的不饱和碳-碳双键交联反应导致的。此类光刻胶的反应机理还有待进一步研究。

中国在光刻胶领域十分不利，虽然G线/I线光刻胶已经基本实现进口替代，但高级别光刻胶依然严重依赖进口。KrF/ArF光刻胶自给率不足5%，EUV光刻胶还只是“星星之火”。国产KrF光刻胶已经逐步实现国产替代并正在放量，ArF光刻胶也在逐步验证并实现销售当中，国产光刻胶已经驶入了快车道。随着下游产能的快速增长，国产KrF/ArF光刻胶的需求将会持续提升。众所周知，在半导体装置的制造过程中，用于各种电路的无缝电气连接金属布线随着半导体产品的高集成化、高速化，越来越要求以较小的线宽制作。因此，选择合适的光刻胶是非常重要的，随着金属布线的线宽变小，不单大功率和低压力被用作金属布线形成的蚀刻方法，根据所用光刻胶的特点，去除蚀刻进程中产生的聚合物和光刻胶是非常重要的。聚合度越小，发生微相分离的尺寸越小，对应的光刻图形越小。

2010年，美国英特尔公司的Masson报道了一种含有Co的聚合物光刻胶，由Co2（CO）8与高分子链中的炔烃部分络合反应生成。EUV曝光后，在光酸的作用下发生高分子断链反应，溶解度发生变化，可形成30nm的光刻线条，具有较高的灵敏度，但LER较差。2014年，课题组报道了一种铋化合物，并将其用于极紫外光刻。这种由氯原子或酯键配合的铋寡聚物可在EUV光照后发生分子间交联反应。不过尽管铋的EUV吸收能力很强，但此类配合物的灵敏度并不高，氯配合铋寡聚物能实现分辨率21nm，所需剂量高达120mJ·cm−2。国内光刻胶市场增速远高于全球，国内企业投入加大，未来有望实现技术赶超。苏州干膜光刻胶光引发剂

有机-无机杂化光刻胶被认为是实现10nm以下工业化模式的理想材料。嘉定显示面板光刻胶曝光

目前使用的ZEP光刻胶即采用了前一种策略。日本瑞翁公司开发的ZEP光刻胶起初用于电子束光刻，常用的商用品种ZEP520A为α-氯丙烯酸甲酯和α-甲基苯乙烯的1∶1共聚物。氯原子的引入可提高灵敏度，此外苯乙烯部分也可提高抗刻蚀性和玻璃化转变温度。采用后一种策略时，常用的高分子主链有聚碳酸酯和聚砜。2010年，美国纽约州立大学的课题组报道了一系列以聚碳酸酯高分子为主体材料的光刻胶，高分子主链中具有二级或三级烯丙酯结构可在酸催化下裂解形成双键和羧酸。此外，他们还在高分子中引入了芳香基团，以增强其抗刻蚀性。可获得36nm线宽、占空比为1∶1的线条，22.5mJ·cm−2的剂量下可获得线宽为26nm的线条。嘉定显示面板光刻胶曝光