本文由半导体产业纵横（ID：ICVIEWS）编译自semiengineering
芯片行业寻求先进制程中智谋度、分手率与线宽精辟度的最好均衡。在EUV光刻工夫中，尤其是在高数值孔径EUV系统中，均衡分手率、智谋度与线宽精辟度（LWR）的衡量变得愈发穷苦。
光刻图案化流程依赖于同期兴盛小特征尺寸分手率、对EUV波长的高智谋度以及可接受的线宽精辟度的光刻胶。然则，从光掩模到晶圆图案化的最终要领却是最不行预计且最难以领路的关键。
诚然仿真能准确预计特定照明与光掩模组合产生的空间图像，但一朝该图像与光刻胶战斗，情况就变得复杂。光刻胶由多种因素搀杂而成，这些因素以不同面目与EUV光子相互作用。掩模特征的图形化智商取决于其周围光刻胶因素和EUV光子的踱步。
化学放大光刻胶（CAR）
评估光刻工艺的三个关键参数——分手率（Resolution）、线宽精辟度（Line-width roughness）和智谋度（Sensitivity）——组成了光刻工程师所称的RLS三角（RLS Triangle）。在化学放大光刻胶（CARs）中，优化其中一个参数频频以燃烧另外两个为代价。这类光刻胶通过入射光子生成光酸（photoacid），光酸随后使光刻胶团员物脱保护（deprotect），从而使其可溶于显影液。光刻胶团员物的分子尺寸和光酸的扩散距离共同决定了光刻胶的最终分手率。
智谋度预计的是激活光酸生成剂（PAG）分子所需的能量。光刻胶的智谋度松手了EUV曝光系统的混沌量，因此是举座工艺老本的主要影响因素。Irresistible Materials公司首席扩充官Dinesh Bettadapur预计，曝光剂量每裁减1毫焦/简单厘米（mJ/cm²），每年可为每台扫描仪省俭高达100万好意思元的老本。
单个EUV光子能量虽高，但数目有限。特征精辟度取决于以下三者的相互作用：入射光子踱步（即散粒噪声）、光刻胶中PAG分子的踱步，以及团员物骨架分子的尺寸。
在2025年2月SPIE先进光刻与图形化会议上，杜邦公司首席接洽员Emad Aqad偏激团队发表了对于推广CAR光刻胶性能的接洽。他们尝试使用替代性PAG分子，但愿通过提高PAG分子的电子亲和力（electron affinity）来增强EUV给与率。然则推行发现，高电子亲和力的PAG分子可能需要两个或更多热电子智力被激活，因此CAR的智谋度并未进步。不外，这些替代PAG分子改善了特征精辟度，并增强了曝光区与未曝光区的对比度。
图案特征的边际位于入射光子踱步的尾部。为了提高智谋度，光刻胶可能需要减少生成光酸所需的光子数目，或裁减团员物脱保护所需的光酸量。但此类调理可能增多精辟度，因为立时效应（stochastic effects）会导致特征边际某些区域过度或不及曝光。肖似地，若通过光酸扩散“修整”（trim）特征边际以进步分手率，光酸踱步不均也会激发精辟度。后烘烤（post-exposure bake）在不休RLS衡量中起关键作用——延伸烘烤时期或提高温度可促进光酸扩散和光刻胶脱保护反馈。
在EUV光刻（尤其是高数值孔径EUV）中，均衡这些衡量愈发穷苦。高数值孔径曝光下，入射光子以较浅角度照耀晶圆，薄光刻胶层对细腻暗影效应（shadowing）和确保富有焦深至关紧要。然则，更薄的胶层势必给与更少光子，从而裁减材料的有用智谋度。
薄光刻胶还增多了后续蚀刻要领的难度。频频，蚀刻流程中的胶层侵蚀会使线条窄于标称尺寸、间距宽于标称尺寸。过窄的线条易出现断裂劣势，而过宽的线条则易发生桥接（bridging）。诚然蚀刻中的胶层侵蚀可减少特征精辟度，但会将“无劣势窗口”（failure-free window，即无桥接或断裂的区域）推向大于标称尺寸的地点。
金属氧化物光刻胶（MOR）
这些挑战正驱动着光刻胶假想的革命。制造商们寻求更优决议以均衡RLS三角的衡量。尽管化学放大光刻胶（CAR）自深紫外光刻时期以来一直占据主导地位，但在EUV时期其阐明已显乏力。
对薄光刻胶层的需求（需耐受万古期蚀刻）推进了对金属氧化物光刻胶（MOR）的接洽。这类材料中，金属氧化物纳米团簇被配体包围。EUV曝光使配体脱离，促使相邻团簇间变成键合。生成的金属氧化物层比传统团员物光刻胶更坚固，且对硬掩模材料具有优异的刻蚀遴荐性。
但MOR内容上是负性材料：曝光区域在显影液中更难融化。这对战斗孔等应用变成权贵松手。Inpria首席工程师Amrit Narasimhan夸耀，该公司正在开拓用于正性光刻胶的反极性配体。
金属氧化物光刻胶相对较新，其与EUV光子的相互作用细节尚未透顶明确。得克萨斯大学奥斯汀分校蓄意机科学与工夫系副教授Ching-Yu Huang偏激共事接洽了锡氧簇。（(MeSn)₁₂O₁₄(OH)₆₂）上-CH基团的行为。去除的-CH基团越多（对应更高EUV曝光剂量），相邻团簇间的键合越强。单个团簇的局部环境比-CH基团的总和量更关键。
清华大学第三接洽组尝试了基于氧化锆（ZrO₂）团簇的光刻胶。这些材料具有诱骗力，因为其可能对多个曝光波长敏锐，迪士尼彩乐园官网下载同期具有极高刻蚀抗性。为测试办法，接洽东谈主员概略底层和硬掩模层，仅使用ZrO₂动作掩模层。在低温HBr等离子体下结束了优异遴荐性。但跟着基板温度升高，会变成易升华的ZrBr。
尽管有这些演示，但底层仍然是好意思满图案调节系统的关键部分。它们至少提供均匀名义以促进光刻胶附着。在EUV光刻中，光子常穿透光刻胶干涉底层。光刻胶/底层界面产生的二次电子可能驱动光刻胶中进一步反馈。字据具体化学性质，收尾可能是更透顶的曝光或曝光区域更强的键合。
金属氧化物光刻胶化学与CAR化学透顶不同，不同底层化学可能产生最好后果。Brewer Science科学家团队崇敬东谈主Si Li偏激共事接洽了一系列与金属氧化物光刻胶配合使用的旋涂玻璃底层。通过相宜改性剂，他们在界面处促进MOR融化度，最终将必要曝光剂量裁减约20%。imec与Brewer Science的合营也通过纠合旋涂底漆层与SiON硬掩模获取高超收尾。
干法光刻胶
尽管金属氧化物光刻胶备受海涵，业界仍在寻找替代决议。其中较卓绝的决议是Lam Research的干法光刻胶工艺，其接受与传统湿法光刻胶化学透顶不同的工夫旅途——光刻胶千里积与显影均在真空环境下完成。
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尽管品评者指出干法工艺需要新的专用培植，但其上风在于允许及时调理工艺化学参数。工艺工程师可同步优化底层材料、后烘烤（post-exposure bake）和显影化学流程。干法显影还扶助后图形化处理工夫，举例通过离子束平滑光刻胶特征[。Lam工艺工程师Zhengtao Chen与imec合营的接洽标明，通过电性测试与光学检测发现：结束最好电性良率的底层材料，与最小化线边际精辟度（line edge roughness）的底层材料并不筹商。
新兴替代决议
多种替代性光刻胶决议试图纠合化学放大光刻胶（CAR）与金属氧化物光刻胶的上风。举例，Bettadapur将Irresistible Materials的意见描述为多触发光刻胶：入射光子生成光酸分子，在曝光区域，光酸从小分子中枢去除配体以促进交联；在暗区则淬灭交联反馈，从而减少特征弄脏。
另一项由杜邦Rachel Snyder团队开拓的替代化学决议，期骗光酸对光刻胶主链进行“解链”（unzipping），将其理解为单体。该解链反馈可从团员物链自便位置开动（而非仅特定“保护”位点），且单体可选配以优化显影液中的融化度[9]。
上图：化学放大光刻胶（CAR）
入射光子生成光酸（photoacid），使团员物主链脱保护（deprotect）。
中图：小分子光刻胶入射光子去除保护性配体（protective ligands），允许交联（cross linking）。
下图：Irresistible Materials多触发光刻胶（MTR）同期包含光酸与小分子组分，具有剂量依赖的淬灭（quenching）或增强（amplifying）行为。
杜邦公司下一代EUV光刻胶开拓神态司理Rachel Snyder提议另一项替代化学决议：期骗光酸对光刻胶主链进行“解链”（unzipping），将其理解为单个单体。该解链反馈可从团员物链自便位置开动（而非仅特定“保护”位点），单体种类可针对性遴荐以优化显影液中的融化度。
尽管近期SPIE先进光刻与图形化会议展现了光刻胶限制充满活力与革命性，但也突显了高数值孔径EUV曝光带来的繁多图形化挑战。多种处理决议初显后劲，但尚未有明确胜出者。
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