最後更新:2026年10月22日曝光・微影EUV 曝光・微影中國大陸:化学放大光刻胶(CAR)

化學增幅型光阻是什麼(CAR)

Chemically Amplified Resist (CAR)

化學增幅型光阻(CAR)含有受光照射會產生酸的光酸產生劑,以這些酸作為觸媒,連鎖引發樹脂反應的光阻。1個酸能作用數百次,因此用少量的光就能形成圖形。從 KrF 曝光開始實用化,在 ArF 與 EUV 也是主流,但酸擴散造成的模糊與 EUV 的隨機變異是課題。

目錄7 項
  1. 定義與原理
  2. 圖解
  3. 常見問題
  4. 相關企業
  5. 相關用語
  6. 比較文章
  7. 資料來源

定義與原理

化學增幅型光阻(CAR,Chemically Amplified Resist)含有受光照射會產生酸的物質(光酸產生劑,PAG),以產生的酸作為觸媒,連鎖引發周圍樹脂化學反應的光阻。與1個光子只引起1次反應的傳統光阻不同,產生的酸能反覆作用,因此用少量的光就能形成圖形(靈敏度高)。1980年代由 IBM 的伊藤洋等人開發。

原理如下。曝光時受光照射的地方,PAG 分解產生酸,但此時還沒有形成圖形。接著以曝後烤(PEB)加熱晶圓,酸在樹脂中稍微移動,一一去除使樹脂不易溶於顯影液的保護基。保護基被去除的部分會溶於鹼性顯影液(TMAH),形成正型圖形。酸在反應中不會被消耗,1個酸能引發數百次以上的反應。

因為在 KrF(248nm)曝光時,原本 i-line 的酚醛樹脂系光阻靈敏度不足而實用化,在 ArF、ArF 浸潤式與 EUV 世代也是主流。弱點是酸移動的距離會使圖形邊界模糊,以及空氣中微量的胺等鹼性物質會中和酸(使圖形頂部呈 T 字形的 T-top)。在 EUV 中,因為光子數少,酸產生量的變異會造成線條粗糙與缺陷(隨機效應),因此也在開發金屬氧化物光阻等替代材料。

圖解

曝光產生酸、曝後烤使酸去除保護基、經連鎖反應後顯影形成圖形的流程

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也有負型的化學增幅型光阻,反應種類依材料而不同。

化學增幅型光阻(CAR)的常見問題

化學增幅型光阻的「增幅」是什麼意思?
不是1個光子只引起1次反應,而是光產生的酸作為觸媒反覆引起反應。酸在反應中不會被消耗,1個酸能去除數百次以上的樹脂保護基。結果即使曝光量少也能引起足夠的反應,光阻靈敏度大幅提高。
T-top 是什麼?
化學增幅型光阻圖形頂部沒有溶掉,斷面呈 T 字形的不良。原因是從曝光到曝後烤之間,空氣中的胺等鹼性物質進入光阻表面,中和了表面的酸。以保持空氣潔淨的濾網或保護表面的膜來防止。

相關設備・材料

相關企業

比較文章

所屬主題

資料來源

  1. 日本有機合成化學協會:化学増幅型レジスト(有機合成化学協会誌 49巻5号)日文(2026年10月19日確認)
  2. 日本化學會:フォトレジスト(化学と教育 73巻5号)日文(2026年10月19日確認)