40nm BSI CMOS Image Sensor预览

成的是旨在吸收特定光学波长的永久性掺染器件层，而牺牲性 LOCL 光刻胶在下游干法刻蚀步骤中会完全消耗，以将其 3D 轮廓转移到底层永久性的高折射率平坦化层中 [P3]。

该步骤的物理和化学机制在很大程度上依赖于化学放大光刻技术 [A2]。在涂胶阶段，通过旋转涂布含有光致产酸剂（PAG）的感光聚合物，膜厚由流体粘度和向心加速度决定 [P1]。在光刻曝光时，PAG 吸收紫外光子并生成局部酸分子，这些分子在热激活前保持潜伏状态 [P3]。在随后的曝光后烘烤（PEB）过程中，热能激活聚合物基体内的酸催化去保护或交联反应 [P3]。这种化学放大机制确保了一个光生酸分子能够催化多个反应事件，从而显著改变聚合物在显影液中的溶解度 [A2]。酸扩散长度和反应动力学严格决定了光刻胶块的最终关键尺寸（CD）[A2]。最后，显影步骤洗去高溶解度区域，留下孤立的透镜前图案（工程实践）。

该牺牲层的材料选择平衡了光刻分辨率与精确的热机械性能 [P1]。聚合物必须具有经过精确调节的玻璃化转变温度（$T_g$），以便在接下来的热处理步骤中软化并回流成平滑的半球形，同时又不会完全熔化而丧失结构完整性（工程实践）。此外，它必须表现出足够的等离子体刻蚀抗性，以便在随后的碳氟化合物基干法刻蚀中充当可靠的转移掩模 [P1]。

工艺参数之间存在相互竞争的影响：更高的曝光剂量会增加酸浓度，从而加速网络形成或去保护，而更高的烘烤温度会显著增加酸扩散长度 [P3]。如果软烘烤去除了过多的溶剂，光刻胶可能会变得过于僵硬，从而导致后续无法正常回流；而保留过多的溶剂则可能导致暗腐蚀，并在显影过程中使光刻胶过度变薄 [P3]。

对于 纳米尺度 代的图像传感器，极小的像素间距要求对光刻关键尺寸进行极其严格的控制（工程实践）。随着像素尺寸的缩小，回流前相邻光刻胶圆柱体之间的间隙必须极其狭窄，以确保最终透镜阵列具有高填充因子，但同时又要足够宽，以防止相邻透镜在回流过程中发生融合（工程实践）。由于最终的光学串扰和量子效率在很大程度上取决于这些光刻胶块的体积均匀性，因此旋涂均匀性或晶圆上 PEB 温度梯度的变化会直接导致最终 BSI 器件出现严重的光学性能退化 [P3]。