起初被廣泛應(yīng)用的化學(xué)放大型EUV光刻膠是環(huán)境穩(wěn)定的化學(xué)放大型光刻膠（ESCAP）,，該理念由IBM公司的光刻膠研發(fā)團(tuán)隊(duì)于1994年提出，隨后Shipley公司也開(kāi)展了系列研究,。ESCAP光刻膠由對(duì)羥基苯乙烯,、苯乙烯、丙烯酸叔丁酯共聚而成,，其酸敏基團(tuán)丙烯酸叔丁酯發(fā)生反應(yīng)需要的活化能較高,，因此對(duì)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，具有保質(zhì)期長(zhǎng),、后烘溫度窗口大,、升華物少、抗刻蝕性好等特點(diǎn),，后廣泛應(yīng)用于248nm光刻,。1999年，時(shí)任Shipley公司研發(fā)人員將其應(yīng)用于EUV光刻,，他們?cè)?9種ESCAP光刻膠中篩選出性能好的編號(hào)為2D的EUV光刻膠,。通過(guò)美國(guó)桑迪亞實(shí)驗(yàn)室研制的Sandia10XIEUV曝光工具，可獲得密集線(xiàn)條的最高分辨率達(dá)70nm,，線(xiàn)寬為100nm時(shí)LER為5.3nm,，線(xiàn)寬為80nm時(shí)LER為7.5nm。該光刻膠即為Shipley公司推出的工具型EUV光刻膠EUV-2D,。它取代PMMA成為EUV光刻設(shè)備的測(cè)試用光刻膠,，直至2005年。光刻膠的國(guó)產(chǎn)化公關(guān)正在展開(kāi),，在面板屏顯光刻膠領(lǐng)域,，中國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了一批有競(jìng)爭(zhēng)力的本土企業(yè)。普陀i線(xiàn)光刻膠溶劑
由于EUV光刻膠膜較薄,，通常小于100nm,，對(duì)于精細(xì)的線(xiàn)條,，甚至不足50nm，因此光刻膠頂部與底部的光強(qiáng)差異便顯得不那么重要了,。而很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái),，限制EUV光刻膠發(fā)展的都是光源功率太低，因此研發(fā)人員開(kāi)始反過(guò)來(lái)選用對(duì)EUV光吸收更強(qiáng)的元素來(lái)構(gòu)建光刻膠主體材料,。于是,，一系列含有金屬的EUV光刻膠得到了發(fā)展，其中含金屬納米顆粒光刻膠是其中的典型,。2010年,，Ober課題組和Giannelis課題組首度報(bào)道了基于HfO2的金屬納米顆粒光刻膠，并研究了其作為193nm光刻膠和電子束光刻膠的可能性,。隨后,，他們將這一體系用于EUV光刻，并將氧化物種類(lèi)拓寬至ZrO2,。他們以異丙醇鉿（或鋯）和甲基丙烯酸（MAA）為原料,，通過(guò)溶膠-凝膠法制備了穩(wěn)定的粒徑在2~3nm的核-殼結(jié)構(gòu)納米顆粒。納米顆粒以HfO2或ZrO2為核,，具有很高的抗刻蝕性和對(duì)EUV光的吸收能力,；而有機(jī)酸殼層不但是光刻膠曝光前后溶解度改變的關(guān)鍵，還能使納米顆粒穩(wěn)定地分散于溶劑之中,，確保光刻膠的成膜性,。ZrO2-MAA納米材料加入自由基引發(fā)劑后可實(shí)現(xiàn)負(fù)性光刻，在4.2mJ·cm?2的劑量下獲得22nm寬的線(xiàn)條,；而加入光致產(chǎn)酸劑曝光并后烘,，利用TMAH顯影則可實(shí)現(xiàn)正性光刻。顯示面板光刻膠顯示面板材料有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化光刻膠結(jié)合了有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn),，在可加工性,、抗蝕刻性、極紫外光吸收具有優(yōu)勢(shì),。
EUV光刻膠的基本原理與所有使用其他波長(zhǎng)光曝光的光刻膠是相同的,，都是在光照后發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)及熱化學(xué)反應(yīng)，主體材料結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致光刻膠溶解度轉(zhuǎn)變,，從而可以被部分顯影,。但與其他波長(zhǎng)曝光的光刻工藝相比，EUV光刻也有著諸多的不同,。從化學(xué)反應(yīng)機(jī)理來(lái)看,，EUV光刻與前代光刻差異是，引發(fā)反應(yīng)的，不僅有光子,，還有由13.5nm軟X射線(xiàn)激發(fā)出的二次電子,。EUV光刻用到的光子能量高達(dá)92eV，曝光過(guò)程中,，幾乎所有的原子都能吸收EUV光子而發(fā)生電離,，并產(chǎn)生高能量的二次電子（65~87eV）和空穴，二次電子可以繼續(xù)激發(fā)光敏劑,，形成活性物種,。
KrF光刻時(shí)期，與ESCAP同期發(fā)展起來(lái)的還有具有低活化能的酸致脫保護(hù)基團(tuán)的光刻膠,，業(yè)界通稱(chēng)低活化能膠或低溫膠,。與ESCAP相比，低活化能膠無(wú)需高溫后烘,，曝光能量寬裕度較高，起初由日本的和光公司和信越公司開(kāi)發(fā),，1993年,，IBM公司的Lee等也研發(fā)了相同機(jī)理的光刻膠KRS系列，商品化版本由日本的JSR公司生產(chǎn),。其結(jié)構(gòu)通常為縮醛基團(tuán)部分保護(hù)的對(duì)羥基苯乙烯,，反應(yīng)機(jī)理如圖12所示。2004年,，IBM公司的Wallraff等利用電子束光刻比較了KRS光刻膠和ESCAP在50nm線(xiàn)寬以下的光刻性能,，預(yù)示了其在EUV光刻中應(yīng)用的可能性。按曝光波長(zhǎng)可分為紫外光刻膠,、深紫外光刻膠,、極紫外光刻膠、電子束光刻膠,、離子束光刻膠,、X射線(xiàn)光刻膠等。
無(wú)論是高分子型光刻膠,，還是單分子樹(shù)脂型光刻膠,，都難以解決EUV光吸收和抗刻蝕性?xún)纱箅y題。光刻膠對(duì)EUV吸收能力的要求曾隨著EUV光刻技術(shù)的進(jìn)展而發(fā)生改變,，而由于EUV光的吸收只與原子有關(guān),，因而無(wú)論是要透過(guò)性更好，還是要吸收更強(qiáng),，只通過(guò)純有機(jī)物的分子設(shè)計(jì)是不夠的,。若想降低吸收，則需引入低吸收原子；若想提高吸收,，則需引入高吸收原子,。此外，由于EUV光刻膠膜越來(lái)越薄,，對(duì)光刻膠的抗刻蝕能力要求也越來(lái)越高,，而無(wú)機(jī)原子的引入可以增強(qiáng)光刻膠的抗刻蝕能力。于是針對(duì)EUV光刻,，研發(fā)人員設(shè)計(jì)并制備了一大批有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化型光刻膠,。這類(lèi)光刻膠既保留了高分子及單分子樹(shù)脂光刻膠的設(shè)計(jì)靈活性和較好的成膜性，又可以調(diào)節(jié)光刻膠的EUV吸收能力,，增強(qiáng)抗刻蝕性,。產(chǎn)品純度、金屬離子雜質(zhì)控制等也是光刻膠生產(chǎn)工藝中需面臨的技術(shù)難關(guān),，光刻膠純度不足會(huì)導(dǎo)致芯片良率下降,。嘉定光分解型光刻膠顯示面板材料
在集成電路制造領(lǐng)域，如果說(shuō)光刻機(jī)是推動(dòng)制程技術(shù)進(jìn)步的“引擎”,，光刻膠就是這部“引擎”的“燃料”,。普陀i線(xiàn)光刻膠溶劑
起初應(yīng)用于 EUV 光刻的光刻膠為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。PMMA曾廣泛應(yīng)用于193nm光刻和電子束光刻工藝中,，前者為EUV的前代技術(shù),，后者的反應(yīng)機(jī)理與EUV光刻有較多的相似點(diǎn)。PMMA具有較高的透光性和成膜性,、較好的黏附性,，通常應(yīng)用為正性光刻膠。在光子的作用下,，PMMA發(fā)生主鏈碳-碳鍵或側(cè)基酯鍵的斷裂,，形成小分子化合物于顯影液。早在1974年,，Thompson等就利用PMMA作為光刻膠,，研究了其EUV光刻性能。隨后,，PMMA成為了重要的工具光刻膠,。普陀i線(xiàn)光刻膠溶劑