2014年，印度理工學(xué)院曼迪分校的Gonsalves課題組將硫鎓離子連接在高分子側(cè)基上，構(gòu)造了一系列非化學(xué)放大光刻膠。該光刻膠主鏈為聚甲基丙烯酸甲酯，側(cè)基連接二甲基苯基硫鎓鹽作為光敏基團(tuán)，甲基作為惰性基團(tuán)，咔唑或苯甲酸作為增黏基團(tuán)。二甲基苯基硫鎓鹽通常用來(lái)作為化學(xué)放大光刻膠的光致產(chǎn)酸劑，Gonsalves課題組也曾利用此策略構(gòu)建了化學(xué)放大光刻膠體系，研發(fā)人員利用EUV光照后硫鎓離子轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛎选亩芙庑园l(fā)生改變的性質(zhì)，將其用作非化學(xué)放大型負(fù)性光刻膠。利用堿性水性顯影液可將未曝光區(qū)域洗脫，而曝光區(qū)域無(wú)法洗脫。硫離子對(duì)EUV光的吸收比碳和氫要強(qiáng)，因此可獲得較高的靈敏度，并可得到20nm線(xiàn)寬、占空比為1∶1的光刻圖案。聚合度越小，發(fā)生微相分離的尺寸越小，對(duì)應(yīng)的光刻圖形越小。嘉定TFT-LCD正性光刻膠集成電路材料
2005年，研究人員利用美國(guó)光源的高數(shù)值孔徑微觀曝光工具評(píng)價(jià)了RohmandHaas公司研發(fā)的新型ESCAP光刻膠MET-1K，并將其與先前的EUV-2D光刻膠相比較。與EUV-2D相比，MET-1K添加了更多的防酸擴(kuò)散劑。使用0.3NA的EUV曝光工具，在90~50nm區(qū)間，EUV-2D和MET-1K的圖形質(zhì)量都比較好；但當(dāng)線(xiàn)寬小于50nm時(shí)，EUV-2D出現(xiàn)明顯的線(xiàn)條坍塌現(xiàn)象，而MET-1K則直到35nm線(xiàn)寬都能保持線(xiàn)條完整。在45nm線(xiàn)寬時(shí)，MET-1K仍能獲得較好的粗糙度，LER達(dá)到6.3nm?？梢?jiàn)MET-1K的光刻性能要優(yōu)于EUV-2D。從此，MET-1K逐漸代替EUV-2D，成為新的EUV光刻設(shè)備測(cè)試用光刻膠。黑色光刻膠單體一旦達(dá)成合作，光刻膠廠商和下游集成電路制造商會(huì)形成長(zhǎng)期合作關(guān)系。
關(guān)于光刻膠膜對(duì)EUV光的吸收能力，研究人員的觀點(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。
盡管HSQ可以實(shí)現(xiàn)較好的EUV光刻圖案，且具有較高的抗刻蝕性能，但HSQ較低的靈敏度無(wú)法滿(mǎn)足EUV光刻的需求，且價(jià)格非常昂貴，難以用于商用的EUV光刻工藝中。另外，盡管HSQ中Si含量很高，但由于O含量也很高，所以HSQ并未展現(xiàn)含Si光刻膠對(duì)EUV光透光性的優(yōu)勢(shì)，未能呈現(xiàn)較高的對(duì)比度。因此，研發(fā)人員將目光轉(zhuǎn)向側(cè)基修飾的高分子光刻膠。使用含硅、含硼單元代替高分子光刻膠原本的功能性含氧側(cè)基，既可有效降低光刻膠對(duì)EUV光的吸收，又有助于提高對(duì)比度，也可提高抗刻蝕性。亞甲基雙苯醚型光刻膠：這種類(lèi)型的光刻膠適用于制造精度較低的電路元件。
光刻膠的曝光機(jī)理很復(fù)雜。Ober課題組和Giannelis課題組指出，其中起主導(dǎo)作用的應(yīng)為配體交換過(guò)程。若體系內(nèi)有光致產(chǎn)酸劑或光自由基引發(fā)劑，它們?cè)谑艿焦庹蘸笮纬尚碌呐潴w，與金屬納米顆粒表面的配體交換；若不加入光敏劑，光照后納米顆粒殼層的少量羧酸基團(tuán)會(huì)與納米顆粒解離，從而改變金屬氧化物電荷，使雙電層變寬，促使納米顆粒的聚集。但美國(guó)德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的Mattson等通過(guò)原位紅外光譜、X射線(xiàn)光電子能譜和密度泛函計(jì)算等手段發(fā)現(xiàn)，溶解度轉(zhuǎn)變過(guò)程主要是由于配體發(fā)生了自由基引發(fā)的不飽和碳-碳雙鍵交聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致的。此類(lèi)光刻膠的反應(yīng)機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。光刻膠也稱(chēng)為光致抗蝕劑，是一種光敏材料，受到光照后特性會(huì)發(fā)生改變，主要應(yīng)用于電子工業(yè)和印刷工業(yè)領(lǐng)域。嘉定干膜光刻膠顯影
根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，光刻膠可分為 PCB 光刻膠、LCD 光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠，技術(shù)門(mén)檻逐漸遞增。嘉定TFT-LCD正性光刻膠集成電路材料
除了使用小分子作為金屬氧化物配體的光刻膠之外，Gonsalves課題組還報(bào)道了一種以聚合物作為配體的體系。他們以甲基丙烯酸配體的HfO2納米顆粒和帶有硫鎓鹽的甲基丙烯酸酯為原料，進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，使HfO2納米顆粒的配體變?yōu)閭?cè)基帶有硫鎓鹽的聚甲基丙烯酸甲酯，光照后，硫鎓鹽變成硫醚，在水性顯影液中無(wú)法溶解，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)性光刻。金屬納米顆粒一方面作為天線(xiàn)，有助于提高光刻膠的靈敏度；另一方面也可以提高抗刻蝕性。但是該光刻膠未獲得分辨率優(yōu)于40nm的圖形，可能是因?yàn)樵擉w系與基底的黏附力不佳。嘉定TFT-LCD正性光刻膠集成電路材料