“科學事物，必須不斷研究，認真實踐，得寸進尺的深入擴展，通過韌性的戰鬥，才有可能獲取光輝的成就。” ——陳佳洱
一、前言簡述
在電子束光刻工藝過程中，如何選擇膠厚，是工程師經常會思考的問題。主要原因是在光刻工藝中，光刻膠厚度越薄，電子束曝光的難度相對越低，與此同時光刻膠的厚度常常又受限於光刻圖形的尺寸大小。對於尺寸較小的圖形，是不可以塗布較大厚度光刻膠的。但是對於後道刻蝕、蒸鍍、離子注入來說，光刻膠塗布的越厚其工藝越容易實現。所以需要綜合考慮所有工藝步驟來確定光刻膠的塗布厚度。接下來以具體實驗案例來解釋說明為什麼小尺寸圖形無法塗布更厚的光刻膠。
二、案例說明
首先我們聯想一個現實中的案例模型。假設我們在不打地基的情況下，在平坦土地表面修築一堵長為80公里，厚度為0.2m，高為4m的城牆。請問這面牆能否在大風天氣下屹立不倒？結果可想而知，就算沒有風吹，這面牆也很難保證不傾斜不倒坍。同理，若按比例尺縮小，把光刻膠按照上文中牆的比例（長：厚：高=400000:1:20，即光刻膠長為4mm寬為10nm，膠厚為200nm）進行塗布以及光刻加工。這面利用光刻膠製成的“牆體”，是否能屹立不倒呢？答案很明顯，此“牆體”一定會坍塌。即使假設此光刻膠“牆體”可正常進行曝光，且光刻膠依然挺立，但它是否能抵抗後續高壓氮氣槍的吹掃？又是否能抵抗後道刻蝕和鍍膜的摧殘？結果，不言而喻。
三、實驗說明
我們分別來分析兩種光刻膠傾倒的情況，僅曝光顯影和曝光顯影后再進行鍍膜。首先是僅曝光顯影后的結果：
圖為負膠厚度為146nm，直徑為30nm的圓柱陣列光刻膠厚度與圖形特徵尺寸的比例較大出現傾倒的現象
圖為負膠厚度為146nm，寬度為10nm的光刻膠脊。由於光刻膠厚度與圖形特徵尺寸的比例較大向一側傾倒的圖片
接下來是曝光顯影后形貌表徵無異常，蒸鍍後發生異常，其曝光顯影后的效果如下：
圖為360nm厚的正膠，光刻膠的寬度最窄處為57nm
圖為經過蒸鍍剝離之後的效果
分析原因：膠厚：脊寬=360:57，光刻膠厚度與圖形特徵尺寸的比例過大導致光刻膠脊在蒸鍍過程中向左右兩邊發生扭曲。
在常規工藝中膠的厚度應小於光刻膠脊線寬的3倍。才能保證光刻膠不會倒。但是這也跟光刻膠本身的性質有著密不可分的關係。下面我們列舉處於傾倒臨界值的光刻膠形貌。
圖為負膠厚度為146nm，線寬為18.99nm光刻膠脊的SEM圖。負膠的極限比例為膠厚：膠脊寬＜7.6
圖為正膠膠厚為100nm，線寬為32nm光刻膠脊的截面圖，正膠極限比例為膠厚：膠脊寬＜3.3
當超過以上比例（膠厚小於光刻膠脊線寬的3倍）時，對於刻蝕可選用其他材質做過渡掩膜，對於鍍膜可進行增加底膜的雙層膠結構來加厚光刻膠膜層。
END
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