光刻胶系列-化学放大型抗蚀剂及其重要概念

为了提高聚合物图像的分辨率，曝光波长越短越好。365nm是最常见的波长，193nm或更短的紫外光也有应用。在那些领域里，传统的光聚合物如萘醌类不能使用，因为聚合物链在短波长区的强吸收。化学放大抗蚀剂是有效的解决方案，其组成包括基本的聚合物和光酸生成剂。

通过引入化学放大的概念，满足了对敏感性的要求。这是基于光化学反应产生的酸催化物种，催化了抗蚀膜串联化学转反应。这个概念在平版印刷界得到了广泛的认可，不仅因为它的高灵敏度，而且因为它的高对比度，出乎意料的高分辨率和设计的多功能性。建立在此概念之上的整个抗蚀剂家族，由于其酸催化脱保护机制来实现极性翻转现象已经吸引了极大的关注，因为它提供了一个设计水基体系的可能性，替换经典的重氮萘醌酚醛体系。

虽然化学放大光刻胶系统具有许多吸引人的特点，如高灵敏度、高对比度、高分辨率、和通用性，但在这种酸催化的过程，极易受到空气中普通物质的污染。污染导致一系列技术问题。抗蚀剂的化学放大抗蚀剂的过程如图所示。该抗蚀剂溶液涂覆在硅晶片上，进行涂层预烤。接下来准分子激光下进行曝光。这个预烤和曝光之间的时间间隔称为间歇1.然后曝光的抗蚀剂再通过曝光后烘烤（PEB，或硬化烘烤）。曝光和PEB之间的时间为间歇2.硅晶片在碱溶液（四甲基氢氧化铵）中显影。