電子抗蝕劑（Electron resist）是用於電子束曝光的一種抗蝕劑，屬於高分子聚合物，其性能類似於光學曝光中的光致抗蝕劑，即輻照可使其產生化學或物理變化而形成圖形。有正性電子抗蝕劑和負性電子抗蝕劑之分。一般，負性電子抗蝕劑的曝光靈敏度比正性電子抗蝕劑的要高得多，但正性電子抗蝕劑的解析度要高於負性電子抗蝕劑。
基本介紹
- 中文名：電子抗蝕劑
- 外文名：Electron resist
- 屬於：抗蝕劑
- 分類：正性和負性抗蝕劑
- 要求：對光不敏感，操作方便
- 對比：光致抗蝕劑
抗蝕劑,正性和負性抗蝕劑,對於電子抗蝕劑材料要求,
抗蝕劑
光刻技術中所用的抗蝕劑分為光致抗蝕劑和電子抗蝕劑兩類。光致抗蝕劑是對波長較長的照射光(如紫外光等)敏感的抗蝕劑。電子抗蝕劑是對波長較短的照射光(如電子束、離子束、x射線和遠紫外光等)敏感的抗蝕劑。實際上，光致抗蝕利對電子束等波長較短的光照射也是敏感的，在早期人們就是用光致抗蝕劑來研究電子束曝光問題的。後來，隨著電子束曝光技術的發展，對電子束專用抗蝕劑材料進行了許多研究，找到了比一般光致抗蝕劑更適合電子束曝光的電子抗蝕劑。
X射線射入對它敏感的抗蝕劑中，使抗蝕利的分子受到激發，從而使分子之間的結合鍵解離或鍵合成高分子，於是形成潛象。由於現在還未出現專為x射線曝光而研製的抗蝕劑，但X射線曝光形成潛象的機理是與電子束曝光相似的，所以，通常用電子抗蝕劑代替x射線曝光用的抗蝕劑。
正性和負性抗蝕劑
電子束曝光機產生高解析度圖形的能力，僅僅是在具有相應的電子敏感材料並能記錄所要求的圖形時才能實現。而且這些材料對於器件製造中某些後續加工步驟，比如將抗蝕劑圖形轉移到金屬層或者絕緣層上所用的化學腐蝕工藝，必須具有抗蝕性。與光刻蝕中用的光致抗蝕劑相類似，這些材料被稱為電子抗蝕劑。電子抗蝕劑幾乎全是高分子量的有機聚合物。
有機聚合物受到電子照射時，吸收的能量在聚合物中引起化學變化，這種變化既影響其物理性能又影響其化學性能。由於穿透電子的能量比化學鍵的能量大得多，電子產生的影響並不是直接改變任一個特定的鍵，因而把這種相互作用稱為非特定性的。最常用的方法是以總的化學效應來表征電子和聚合物的相互作用。這種電子與聚合物的相互作用有二種基本類型；第一種類型是聚合物經過照射之後發生交聯作用，即相鄰的鏈交叉連線而形成了複雜的三維結構，具有比原來更高的平均分子量
。如果交聯發生得足夠多的話，那么被照射過的材料在那些為去除未照射材料而設計的溶劑中就不會溶解。這種過程就構成了圖形的形成方法，即經過顯影之後，照射過的區域保留了下來，而將未照射過的區域去除掉。這樣的交聯材料，例如聚苯乙烯，稱為負性抗蝕劑。聚合物和電子相互作用的第二種類型是在照射區域內化學鍵斷裂或者斷鏈，分子量變小。如果斷鏈發生得足夠多的話，那么被照射過的材料在那些不溶解未照射區域的溶劑中則可以溶解。這類發生斷鏈的材料，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)，稱為正性抗蝕劑。在同一聚合物中，一般具有不同程度的交聯和斷鏈作用。倘若兩種作用的量值大致相同的話，抗蝕劑呈現出最差的特性。
對於電子抗蝕劑材料要求
對於電子抗蝕劑材料的一般要求如下：
(1)能產生0.1~1μm圖形的高解析度和對比度；
(2)感度為10-4和10-7C/cm2之間；
(3)在規定的基體材料上，抗蝕劑薄膜應無針孔，粘附性要好；
(4)耐腐蝕性好，尤其要適合於高解析度圖形形成中所採用的乾腐蝕法；
(5)在經受材料澱積和其它耗散熱量的工藝中應具有良好的熱穩定性；
(6)良好的儲存壽命(≈1年)；
(7)對光不敏感，操作方便。
