小分子的分子量通常小于聚合物,，體積也小于聚合物，相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)高分辨率,、低粗糙度的圖案,；而且制備工藝通常為多步驟的有機(jī)合成，容易控制純度,，可以解決高分子材料面臨的質(zhì)量穩(wěn)定性問(wèn)題,。與高分子材料相比，小分子材料的缺點(diǎn)是難以配制黏度較高的溶液,，從而難以實(shí)現(xiàn)厚膜樣品的制備,。但自從ArF光刻工藝以來(lái)，光刻膠膜的厚度已經(jīng)在200nm以下,，小分子材料完全可以滿足要求,。作為光刻膠主體材料的小分子應(yīng)滿足光刻膠的成膜要求,，即可以在基底表面形成均一的、各向同性的薄膜,，而不能發(fā)生結(jié)晶過(guò)程。因此此類小分子沒(méi)有熔點(diǎn),，而是與高分子類似,，存在玻璃態(tài)到高彈態(tài)或黏流態(tài)的轉(zhuǎn)變，所以早期的文獻(xiàn)中通常稱這種材料為“分子玻璃”,；而依據(jù)此類材料的化學(xué)本質(zhì),，即由單一結(jié)構(gòu)的分子組成，稱其為“單分子樹(shù)脂”更加合理,。此外,，單分子樹(shù)脂材料還應(yīng)該具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱穩(wěn)定性，以滿足光刻膠的前烘和后烘需求,。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),。上海i線光刻膠曝光

一般的光刻工藝流程包括以下步驟：1）旋涂。將光刻膠旋涂在基底上（通常為硅,，也可以為化合物半導(dǎo)體）,。2）前烘。旋涂后烘烤光刻膠膜,，確保光刻膠溶劑全部揮發(fā),。3）曝光。經(jīng)過(guò)掩模版將需要的圖形照在光刻膠膜上,，膠膜內(nèi)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),。4）后烘。某些光刻膠除了需要發(fā)生光反應(yīng),，還需要進(jìn)行熱反應(yīng),，因此需要在曝光后對(duì)光刻膠膜再次烘烤。5）顯影,。曝光（及后烘）后,，光刻膠的溶解性能發(fā)生改變，利用適當(dāng)?shù)娘@影液將可溶解區(qū)域去除,。經(jīng)過(guò)這些過(guò)程,，就完成了一次光刻工藝，后續(xù)將視器件制造的需要進(jìn)行刻蝕,、離子注入等其他工序,。一枚芯片的制造，往往需要幾次甚至幾十次的光刻工藝才能完成。蘇州ArF光刻膠集成電路材料光刻膠屬于技術(shù)和資本密集型行業(yè),，目前主要技術(shù)主要掌握在日,、美等國(guó)際大公司手中，全球供應(yīng)市場(chǎng)高度集中,。

目前使用的ZEP光刻膠即采用了前一種策略,。日本瑞翁公司開(kāi)發(fā)的ZEP光刻膠起初用于電子束光刻，常用的商用品種ZEP520A為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靈敏度,，此外苯乙烯部分也可提高抗刻蝕性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。采用后一種策略時(shí),，常用的高分子主鏈有聚碳酸酯和聚砜,。2010年，美國(guó)紐約州立大學(xué)的課題組報(bào)道了一系列以聚碳酸酯高分子為主體材料的光刻膠,，高分子主鏈中具有二級(jí)或三級(jí)烯丙酯結(jié)構(gòu)可在酸催化下裂解形成雙鍵和羧酸,。此外，他們還在高分子中引入了芳香基團(tuán),，以增強(qiáng)其抗刻蝕性,。可獲得36nm線寬,、占空比為1∶1的線條,，22.5mJ·cm?2的劑量下可獲得線寬為26nm的線條。

利用基團(tuán)變化導(dǎo)致光刻膠溶解性變差構(gòu)建負(fù)性光刻膠的,，還有日本日立公司的Kojima等,，他們與日本東京應(yīng)化工業(yè)的研發(fā)人員開(kāi)發(fā)了一種枝狀單分子樹(shù)脂分子3M6C-MBSA-BL。3M6C-MBSA-BL內(nèi)含有γ-羥基羧酸基團(tuán),，在強(qiáng)酸的作用下,，可以發(fā)生分子內(nèi)脫水，由易溶于堿性顯影液的羧酸變?yōu)殡y溶于羧酸顯影液的內(nèi)酯,，因而可作為負(fù)膠使用,。Kojima等只檢測(cè)了其作為電子束光刻膠的性能，獲得了40nm線寬的線條,，呈現(xiàn)出較好的抗刻蝕性,，但它作為EUV光刻膠的能力還有待驗(yàn)證。光刻膠的組成部分包括：光引發(fā)劑（包括光增感劑,、光致產(chǎn)酸劑）,、光刻膠樹(shù)脂、單體,、溶劑和其他助劑,。

在Shirota等的工作基礎(chǔ)之上,，2005年起，美國(guó)康奈爾大學(xué)的Ober課題組將非平面樹(shù)枝狀連接酸敏基團(tuán)的策略進(jìn)一步發(fā)展,，設(shè)計(jì)并合成了一系列用于EUV光刻的單分子樹(shù)脂光刻膠,，這些光刻膠分子不再局限于三苯基取代主要，具有更復(fù)雜的枝狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),。三級(jí)碳原子的引入使其更不易形成晶體,，有助于成膜性能的提高；更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),，也便于在分子中設(shè)置數(shù)量不同的酸敏基團(tuán),，有利于調(diào)節(jié)光刻膠的靈敏度,。他們研究了后烘溫度,、顯影劑濃度等過(guò)程對(duì)單分子樹(shù)脂材料膨脹行為的影響，獲得20nm分辨率的EUV光刻線條,，另外,，他們也研究了利用超臨界CO2作為顯影劑的可能性。有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化光刻膠被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)10nm以下工業(yè)化模式的理想材料,。華東光刻膠印刷電路板

光刻膠下游為印刷電路板,、顯示面板和電子芯片，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子,、航空航天等領(lǐng)域,。上海i線光刻膠曝光

荷蘭光刻高級(jí)研究中心的Brouwer課題組進(jìn)一步優(yōu)化了錫氧納米簇的光刻工藝。他們發(fā)現(xiàn)后烘工藝可以大幅提高錫氧納米簇光刻膠的靈敏度,。盡管錫氧納米簇的機(jī)理是非化學(xué)放大機(jī)理,，但曝光后產(chǎn)生的活性物種仍然有可能在加熱狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。俄勒岡州立大學(xué)的Herman課題組制備了一種電中性的叔丁基錫Keggin結(jié)構(gòu)（β-NaSn13）納米簇,。這一類的光刻膠在含氧氣氛下的靈敏度遠(yuǎn)高于真空環(huán)境下的靈敏度,，這可能與分子氧生成的反應(yīng)活性氧物種有關(guān)。上海i線光刻膠曝光