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。光刻膠達(dá)到下游客戶(hù)要求的技術(shù)指標(biāo)后，還需要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間驗(yàn)證測(cè)試（1-3 年）。嘉定光聚合型光刻膠
光刻膠研發(fā)的目的，是提高光刻的性能。對(duì)光刻膠來(lái)說(shuō)，重要的三個(gè)指標(biāo)是表征其關(guān)鍵光刻性能的分辨率、靈敏度和粗糙度。分辨率表征了光刻膠可以得到的小圖案尺寸，通常使用光刻特征圖形的尺寸，即“關(guān)鍵尺寸”（CD）來(lái)表示；靈敏度表示了光刻膠實(shí)現(xiàn)曝光、形成圖形所需的較小能量；而粗糙度則表征了光刻圖案邊緣的粗糙程度，通常用線(xiàn)邊緣粗糙度（LER）或線(xiàn)寬粗糙度（LWR）來(lái)表示。除此之外，光刻膠使用者也會(huì)關(guān)注圖像對(duì)比度、工藝窗口、焦深、柯西參數(shù)、關(guān)鍵尺寸均一性、抗刻蝕能力等諸多參數(shù)。光刻膠的研發(fā)，就是要通過(guò)材料設(shè)計(jì)、配方優(yōu)化和光刻工藝的調(diào)整，來(lái)提高光刻膠的諸多性能，并在一定程度上相互容忍、協(xié)調(diào)，達(dá)到光刻工藝的要求。嘉定光聚合型光刻膠集成電路材料按顯示效果分類(lèi)：光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。
關(guān)于光刻膠膜對(duì)EUV光的吸收能力，研究人員的觀(guān)點(diǎn)曾發(fā)生過(guò)較大的轉(zhuǎn)變。剛開(kāi)始研究人員認(rèn)為光刻膠應(yīng)對(duì)EUV盡量透明，以便EUV光可以順利透過(guò)光刻膠膜。對(duì)于紫外、深紫外光刻來(lái)說(shuō)，如果光子不能透過(guò)膠膜，則會(huì)降低光刻的對(duì)比度，即開(kāi)始曝光劑量和完全曝光劑量之間存在較大的差值，從而使曝光邊界處圖案不夠陡直。所以，早期的EUV光刻膠研發(fā)通常會(huì)在分子結(jié)構(gòu)中引入Si、B等EUV吸收截面較小的元素，而避免使用F等EUV吸收截面較大的元素。隨后研究人員又發(fā)現(xiàn)，即使是對(duì)EUV光吸收較強(qiáng)的主體材料，還是“過(guò)于透明”了，以至于EUV光刻的靈敏度難以提高。因此，科研人員開(kāi)始轉(zhuǎn)向?qū)で笪崭鼜?qiáng)的主體材料，研發(fā)出了一系列基于金屬元素的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化光刻膠。
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(xiàn)條，另外，他們也研究了利用超臨界CO2作為顯影劑的可能性。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。
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。光刻膠只是一種形象的說(shuō)法，因?yàn)楣饪棠z從外觀(guān)上呈現(xiàn)為膠狀液體。普陀顯示面板光刻膠樹(shù)脂
中國(guó)半導(dǎo)體光刻膠的快速崛起離不開(kāi)中國(guó)整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。嘉定光聚合型光刻膠
中國(guó)在光刻膠領(lǐng)域十分不利，雖然G線(xiàn)/I線(xiàn)光刻膠已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，但高級(jí)別光刻膠依然嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口。KrF/ArF光刻膠自給率不足5%，EUV光刻膠還只是“星星之火”。國(guó)產(chǎn)KrF光刻膠已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代并正在放量，ArF光刻膠也在逐步驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售當(dāng)中，國(guó)產(chǎn)光刻膠已經(jīng)駛?cè)肓丝燔?chē)道。隨著下游產(chǎn)能的快速增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)KrF/ArF光刻膠的需求將會(huì)持續(xù)提升。眾所周知，在半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中，用于各種電路的無(wú)縫電氣連接金屬布線(xiàn)隨著半導(dǎo)體產(chǎn)品的高集成化、高速化，越來(lái)越要求以較小的線(xiàn)寬制作。因此，選擇合適的光刻膠是非常重要的，隨著金屬布線(xiàn)的線(xiàn)寬變小，不單大功率和低壓力被用作金屬布線(xiàn)形成的蝕刻方法，根據(jù)所用光刻膠的特點(diǎn)，去除蝕刻進(jìn)程中產(chǎn)生的聚合物和光刻膠是非常重要的。嘉定光聚合型光刻膠