当半导体工业进入90nm及低于90nm工艺时，特征尺寸不断缩小，因此也要求光刻胶不断变薄。超薄光刻胶的需求促使光刻胶供应商重新考虑使用多层光刻胶。而在此之前，由于对多层光刻胶复杂性和胶的内含气体挥发性的担心，他们曾经放弃过这种想法。
　　胶的内含气体挥发是光刻胶很严重的问题。因为它会污染曝光透镜，会导致影像变形，丢失转移信息。对于248nm和193nm光刻来说，气体挥发的问题已经开始浮出水面，而对157nm光刻来说，这一问题就变得更加严重了。因为157nm光刻的曝光能量要高得多，更有可能导致透镜被污染。双层光刻胶中的上层通常使用含硅薄膜，有可能释放出含硅气体，污染光学系统。
　　在SPIE Microlithography 2001会议上，Stefan Hien介绍了International SEMATECH 和Massachusetts Institute of Technology''s Lincoln Laboratory在光刻胶气体挥发性方面的研究。结果表明硅原子在聚合物中的分布位置是光刻胶发展的关键因素。在今年的Microlithography会议上，光刻胶开发商介绍了SSQ（silsesquio-xane）聚合物。该聚合物中，硅原子分布在聚合物主链上，是减少含硅气体挥发行之有效的方法。Shipley Co. LLC在一篇题为“Bilayer Technology for ArF and F2 Lithography: The Development of Resists to Minimize Si Outgassing”的论文中，介绍了以SSQ聚合物为主体的双层光刻胶方案。结果显示SSQ系列产品检测不到可挥发性含硅气体。
　　双层光刻胶不仅用于KrF (248 nm)光刻，而且也适用于ArF (193 nm)和F2 (157 nm)光刻。该光刻胶上层为含硅薄膜（100-200nm），下层为抗蚀刻层（300-600nm）。通过等离子体蚀刻，含硅影像层的图形即可转移到抗蚀刻层上。Shipley首席科学家George Barclay指出，该方法具有以下优点：上层超薄光刻胶可以改善分辨率，扩大工艺条件范围（工艺窗口），减少图形倒塌现象;下层抗蚀刻层可以改善抗蚀刻性能，控制反射率和提高平坦化程度。这些优点对于芯片连续生产来说变得越来越重要。
　　双层光刻胶的下层可以根据需要设计制作，以适应各种应用目的。例如，对于双嵌入式工艺来说，单层光刻胶会遇到一些问题，比如复杂的表面结构，低介电常数介电质导致的光刻胶中毒等等。而双层光刻胶的抗蚀刻层特性却能为双嵌入式工艺带来诸多方便，它不仅可以用作防止光刻胶中毒的阻障层，而且通孔（via）填充很均匀。此外，抗蚀刻层的性质还有助于更好地控制蚀刻工艺。
　　尽管其优点不容质疑，但是由于双层光刻胶的气体挥发性问题，半导体工业在是否采用该技术的问题上还是非常谨慎的。幸运的是，Barclay在报告中指出，SSQ聚合物的一大优点就是能使气体挥发程度降到最少。由于硅原子穿插在聚合物主链结构中，不存在悬挂在外的硅原子团，因此SSQ是非常稳定的聚合物。而且，SSQ聚合物中硅含量很高，有助于改善蚀刻。Shipley使用的检测系统能够在激光辐射下测试出挥发性化合物的量。研究结果发明SSQ聚合物没有被检测到硅污染现象。而侧链硅聚合物和硅氧烷聚合物确实会挥发出气体，其结果完全相反。（杨沁清审校）

相关文章：
　　MICRONIC 与 ASML 宣布计划建立无掩膜版光刻技术合资公司。合资公司将有机结合在ASML的掩膜版图形发生器和Micronic的Spatial Light Modulator技术，研发出无掩膜版光刻系统。
　　Nikon和Tokyo Electron将共同开发与曝光系统有关的液体沉浸曝光技术。根据协议， Nikon将与在抗蚀剂涂料器(resist coater)/显影剂(developer)等方面拥有大量市场份额的Tokoy Electron在开发液体沉浸曝光技术方面共享各自的专长，以便在短时间内完成元素技术(element technologies)的开发，延长ArF曝光系统的使用寿命。Nikon和Tokyo Electron将在2003年底验证这些元素技术，使其尽早进入批量生产，满足半导体产业对液体沉浸技术的需要，并在抗蚀剂材料方面进行合作，因为抗蚀剂是光刻工艺的关键，所以有助于促进液体沉浸技术的实际应用。
　　KLA-Tencor 公司为 Archer 覆层测量工具增加了MPX系统功能，该功能用于次130nm IC的生产过程中，使得芯片制造商能够有效控制由光刻步进器引起的散焦和曝光误差。在90nm及其以下工艺过程中，需要光刻人员分别进行聚焦和曝光的测量，以校正步进工艺过程。目前，MPX是唯一能够对晶圆分别进行在线聚焦和曝光测量的解决方案，进而帮助芯片制造商改善良率，提高步进器和制造厂的生产力。
　　Ultratech公司新近推出了其UltraMet 100系统，该系统专为Ultratech的NanoTech 160双向队列（DSA）步进器工艺过程的整片晶圆检测而开发。芯片制造商利用NanoTech 160和UltraMet 100系统，通过对初始图案进行并行检测，精确地测量后端队列到前端队列中晶圆上的所有单元，进而更有效的控制纳米技术光刻工艺过程。