电子束胶

电子技术术语

电子束胶对电子束可感光，聚甲基丙烯酸甲酯是使用得最多的电子束胶，但是聚甲基丙烯酸甲酯在应用时存在缺点，例如抗刻蚀能力差，粘合性差，耐酸碱性和耐温性差。

定义

在光的作用下能迅速发生光化学反应，产生物理或化学变化的高聚物称为感光性功能高分子，这类高分子已广泛地应用于印刷、电子、涂料等工业。例如在印刷工业中，感光树脂印刷版可代替传统的铅字印刷版。印刷工业上应用的聚乙烯醇酸酯，在光照时成为不溶解的产物，在溶剂冲洗时将保留下来，即得到印刷用的凸版。在大规模集成电路芯片中使用光刻胶可以在几平方厘米的面积上刻蚀成复杂的微纳米结构电路。

电子束胶要求有很高的分辨率和灵敏度，虽然普通的光刻胶对电子也很敏感，但其分辨率和灵敏度远远达不到电子束胶的要求。电子束胶及电子束曝光在先进的微纳结构的前沿开发中广泛应用，国内电子束光刻胶主要供应商来自国外，国内也有企业已经成功开发出多系列电子束光刻胶。

电子束胶对电子束可感光，聚甲基丙烯酸甲酯是使用得最多的电子束胶，但是聚甲基丙烯酸甲酯在应用时存在缺点，例如抗刻蚀能力差，粘合性差，耐酸碱性和耐温性差。为了解决这些问题，聚苯乙烯共聚体系（ZEP）和聚硅氧烷体系（HSQ）的电子束胶体系受到国内科研体系越来越多的关注和应用。

电子束胶分类

电子束胶可以分为正性电子束光刻胶和负性电子束光刻胶，从材料种类来说可以分为：

1）PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)

PMMA系列电子束胶是应用于电子束图形化工艺的经典通用材料之一。PMMA系列一般进一步按照分子量和浓度区分，以满足不同的灵敏度和膜厚需求，形成不同的纳米级结构。市场上开发的主要基于两种分子量的PMMA树脂（495K和950K）。IFT-OFF工艺中应用到双层结构，因此可能搭配使用高低分子量的PMMA。江苏汉拓已经开发出70K-950K的PMMA树脂系列电子束胶样，可以满足不同需求。

2) EBR-9(聚alfa-氯代丙烯酸三氟乙酯)

3) PBS（聚丁砜）

4）ZEP

ZEP520主要是Nippon Zeon公司研发，是alfa-氯代丙烯酸甲酯和alfa-甲基苯乙烯的交替共聚物，灵敏度比PMMA系列高一数量级，但是分辨率相当。和PMMA相比，ZEP电子束胶由于其中的苯环结构提供了更高的耐刻蚀性。国内已有企业推出此类电子束胶RE650，性能与ZEP520相当。

5）光刻胶的电子束应用

基于化学增幅原理的化学放大胶不仅具有很高的灵敏度，有利于提高电子束曝光的效率，而且具有强的耐干法刻蚀性，有利于半导体后续加工工艺的进行。化学放大胶主要包括：基质树脂、有机溶剂和酸性发生剂（photoacid generator，PAG）。

6）HSQ

聚氢倍半硅氧烷是一类含硅的负性电子束光刻胶，其分辨率可以达到5nm。

电子束胶光掩模板的去胶装置

如图《电子束胶光掩模板的去胶装置》所示，安装在机座下部的驱动件其活动杆通过联板与驱动连杆连接，驱动连杆与支座连接安装在机座上部的外槽体其槽壁四周安装有上喷嘴、底板有排液流道内槽体通过支承架安装在外槽体内，托架的托盘设置在内槽体内，托盘底面具有环形凸筋，托盘下部的托座穿出内槽体与支座密封连接，托盘上设有支承座、与药液流道相通的药液下出口和周边的药液侧出口，托架的水道出口安装有下喷嘴支座的药液混合腔与托架上的药液流道相通，支座与药液混合腔相通的两个独立进药孔其出口设有单向阀、进口与药液管道连接，套在支座外侧的柔性密封套密封连接在外槽体和托架的托座上。具有去胶成本低、生产效率高的特点。

其特征在于包括包括外槽体（2）、内槽体（3）、托架（5）以及支座（9）、驱动件（15）和机座（11），安装在机座（11）下部的驱动件（15）其活动杆通过联板（14）与驱动连杆（12）连接，驱动连杆（12）与支座（9）固定连接；安装在机座（11）上部的外槽体（2）沿槽壁四周的上部安装有喷口向下倾斜的上喷嘴（1）、底板具有排液流道；所述的内槽体（3）通过支承架（20）安装在外槽体（2）内，托架（5）的托盘（5-1）设置在内槽体（3）内，托盘（5-1）底面具有与内槽体（3）密封的环形凸筋（5-6），托盘（5-1）下部的托座（5-5）穿出内槽体（3）的开口与支座（9）密封连接，托盘（5-1）上设有用于支承光掩模板的两个以上的支承座（5-2），托盘（5-1）底部的药液下出口（5-8）和周边两个以上的药液侧出口（5-7）与托架（5）内的药液流道（5-4）相通，托架（5）的水道（5-3）出口处安装有下喷嘴（21），托架（5）内的水道（5-3）和上喷嘴（1）分别与水管连接；所述支座（9）的药液混合腔（9-3）与托架（5）上的药液流道（5-4）相通，支座（9）上两个独立的进药孔（9-2）与药液混合腔（9-3）相通，且各进药孔（9-2）的出口处设有单向阀（17）、进口处与药液管道（16）连接套在支座（9）外侧的柔性密封套（7）两侧分别密封连接在外槽体（2）和托架（5）的托座（5-5）上。

电子束光刻方法

电子束光刻方法，包括：在结构材料层上形成硬掩模层；在硬掩模层上形成电子束光刻胶；采用电子束曝光系统，对电子束光刻胶进行曝光，其中通过增加曝光剂量来提高电子束光刻胶的抗刻蚀性；采用显影液对曝光后的电子束光刻胶显影，形成电子束光刻胶图形；以电子束光刻胶图形为掩模，各向异性刻蚀硬掩模层和结构材料层，形成所需的精细线条。

依照上文所说的电子束光刻方法，在保证高宽比不变的情况下通过改变工艺条件来提高电子束胶的抗刻蚀性能，防止电子束胶被完全损失，由此提高了线条的精度、改进了最终器件的性能。

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